專利名稱：一種制造熱輻射電池的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造熱輻射電池的方法。
目前，大量使用的熱輻射電池為半導(dǎo)體太陽能電池，這種電池能將高溫?zé)彷椛渲械牟糠止饽苻D(zhuǎn)換為電能，故實(shí)質(zhì)上是一種利用熱輻射的能量生成電能的熱輻射電池。半導(dǎo)體太陽能電池是在室溫或略高于室溫下，主要用室溫下固體半導(dǎo)體材料制做而成，其中的p型雜質(zhì)半導(dǎo)體材料中的滿帶與受主能級(jí)之間的能量差值大，只有能量足夠大的的光子才能將滿帶中的電子激發(fā)至受主能級(jí)，再在p-n結(jié)處電場(chǎng)作用下通過阻擋層形成電流，大量的能量較小的光子則不能被轉(zhuǎn)換成電流，光電轉(zhuǎn)換率較低。利用目前制造半導(dǎo)體太陽能電池的方法和材料難以制成較為理想的熱輻射電池。
本發(fā)明的目的是提供一種制造熱輻射電池的方法，用該方法制造的熱輻射電池能將熱輻射產(chǎn)生的大部分光子轉(zhuǎn)換成電流，光電轉(zhuǎn)換率較高。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明制造熱輻射電池的方法是在低溫條件下，用低溫條件下的空穴型即p型導(dǎo)電材料與電子型即n型導(dǎo)電材料或超導(dǎo)材料制成p-n結(jié)，并在p-n結(jié)處形成電場(chǎng)，該電場(chǎng)在p-n結(jié)的p型導(dǎo)電材料一側(cè)電位低，該側(cè)材料滿帶中的電子受熱輻射激發(fā)后能越過p-n結(jié)形成電流，這樣，熱輻射電池p型導(dǎo)電材料一側(cè)為其正極，另一側(cè)為其負(fù)極。因低溫下的p型導(dǎo)電材料、n型導(dǎo)電材料和超導(dǎo)材料廣泛存在，可選用的種類比現(xiàn)有室溫條件下多得多，可依據(jù)實(shí)際所需的p-n結(jié)處電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)和p型導(dǎo)電材料中的外層電子能吸收并被激發(fā)出滿帶至導(dǎo)帶或受主能級(jí)的熱輻射的最小能量，制成較為理想的熱輻射電池。
與現(xiàn)有制造半導(dǎo)體太陽能電池技術(shù)相比較，本發(fā)明所提供的制造方法所制熱輻射電池能將熱輻射中的大部分能量轉(zhuǎn)換為電能，光電轉(zhuǎn)換率高。此外，若用導(dǎo)線將熱輻射電池把周圍物體熱輻射能量轉(zhuǎn)換成的電能輸送至遠(yuǎn)處，則熱輻射電池周圍的溫度將顯著降低，故可用熱輻射電池作制冷器。
在低溫條件下，用低溫下的p型導(dǎo)電材料與n型導(dǎo)電材料或超導(dǎo)材料制做熱輻射電池的具體方法有兩種，一是先將p型導(dǎo)電材料與一普通導(dǎo)體的一端相連接，該普通導(dǎo)體的另一端作為熱輻射電池的正極端口，可與外部電路相連接；再用n型導(dǎo)電材料或超導(dǎo)材料把p型導(dǎo)電材料包裹起來，與p型導(dǎo)電材料相連接的普通導(dǎo)體和n型導(dǎo)電材料或超導(dǎo)材料間用絕緣體隔開；n型導(dǎo)電材料或超導(dǎo)材料與另一普通導(dǎo)體相連接，該普通導(dǎo)體作為熱輻射電池的負(fù)極端口；p型導(dǎo)電材料與n型導(dǎo)電材料或超導(dǎo)材料間形成p-n結(jié)，建立起電場(chǎng)；n型導(dǎo)電材料或超導(dǎo)材料的外面可再包裹一層防護(hù)材料。該熱輻射電池的工作原理與現(xiàn)有的半導(dǎo)體太陽能電池基本相似外部熱輻射電磁波即光子穿過熱輻射電池外部防護(hù)層、n型導(dǎo)電材料或超導(dǎo)材料、p-n結(jié)后作用于p型導(dǎo)電材料，p型導(dǎo)電材料中的外層電子受光子激發(fā)后在p-n結(jié)處的電場(chǎng)作用下越過p-n結(jié)即可在p-n結(jié)兩側(cè)產(chǎn)生附加電位差，在熱輻射電池的正、負(fù)極端口間產(chǎn)生電壓，從而實(shí)現(xiàn)將熱輻射能量轉(zhuǎn)換為電能。
第二種具體制造方法與第一種相似，不同之處在于n型導(dǎo)電材料或超導(dǎo)材料及負(fù)極端口在內(nèi)，p型導(dǎo)電材料及正極端口在外，外部熱輻射光子穿過防護(hù)層后直接作用于p型導(dǎo)電材料的外層電子從而在p-n結(jié)的兩側(cè)產(chǎn)生附加電位差，在熱輻射電池的正、負(fù)極端口間產(chǎn)生電壓，實(shí)現(xiàn)將熱輻射能量轉(zhuǎn)換為電能。
權(quán)利要求
1.一種制造熱輻射電池的方法，其特征在于該方法在低溫條件下，用低溫條件下的p型導(dǎo)電材料與n型導(dǎo)電材料或超導(dǎo)材料制成p-n結(jié)，在p-n結(jié)處形成電場(chǎng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制造熱輻射電池的方法,該方法用低溫下空穴型即p型導(dǎo)電材料與電子型即n型導(dǎo)電材料或超導(dǎo)材料在低溫下制做p－n結(jié),以p型導(dǎo)電材料吸收熱輻射電磁波,能將溫度較低的物體的熱輻射轉(zhuǎn)換為電能,還可用作制冷器。
文檔編號(hào)H01L31/04GK1258105SQ0010122
公開日2000年6月28日 申請(qǐng)日期2000年1月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月1日
發(fā)明者姜利明 申請(qǐng)人:姜利明