DE4307691A1

DE4307691A1 - Method for increasing the efficiency of an electrochemical solar cell and device for carrying out the method

Info

Publication number: DE4307691A1
Application number: DE4307691A
Authority: DE
Inventors: Roland Soelch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-03-11
Filing date: 1993-03-11
Publication date: 1994-09-15

Abstract

Published without abstract.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steigerung der Wirksamkeit einer Solarzelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for increasing the effectiveness a solar cell according to the preamble of claim 1.

Elektrochemische Solarzellen sind verhältnismäßig kostengünstig herstellbar.Electrochemical solar cells are relatively inexpensive producible.

Bei beidseitigem Einfall des Lichts besitzt die elektrochem. Solarzelle einen hohen Umwandlungsgrad zur Erzeugung elektrischen Stroms aus Licht.When the light is incident on both sides, the electrochemical. Solar cell a high degree of conversion to generate electricity Out of light.

Bei einseitigem Einfall des Lichts ist der Umwandlungsgrad entsprechend niedriger. Insbesondere für diesen Anwendungsfall der elektrochem. Solarzelle sucht die Erfindung den Umwandlungsgrad von Licht in nutzbare Energie zu steigern, wobei der technische Aufwand im Verhältnis zum Nutzen niedrig gehalten werden soll.The degree of conversion is corresponding in the case of one-sided incidence of light lower. Especially for this electrochemical application. The invention searches for the degree of conversion of light into solar cells increase usable energy, the technical effort in relation should be kept low for the benefit.

Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß mittels einer elektrochemischen Solarzelle das Licht sowohl in elektrischen Strom, als auch in nutzbare Wärme gewandelt wird.To achieve the object of the invention, the invention proposes that by means of an electrochemical solar cell, the light both is converted into electrical current, as well as usable heat.

Bei einseitigem Einfall des Lichts ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der Sensibilisator und der Akzeptor auf ein plattenförmiges Element aufgebracht ist, das zugleich als Stromleiter und Wärmeleiter, sowie als Absorber zur Umwandlung von Licht in Wärme wirksam ist, wobei die Wärme, die der Sensibilisator durch Absorption eines Teils des Lichts aufnimmt über den Akzeptor auf das plattenförmige Element übertragen wird und das restliche Licht, das den Sensibilisator durchdringt, von dem plattenförmigen Element absorbiert wird.In the event of one-sided incidence of light, the invention is in an embodiment provided that the sensitizer and the acceptor on a plate Element is applied that both as a conductor and Heat conductor, as well as an absorber for converting light into heat is effective, taking the heat of the sensitizer through absorption some of the light is absorbed by the acceptor onto the plate Element is transmitted and the remaining light that the Sensitizer penetrates, absorbed by the plate-shaped element becomes.

Die Erfindung ist für die Anwendung elektrochem. Solarzellen mit einseitigem Einfall des Lichts nicht begrenzt. Gemäß der Erfindung ist es vielmehr möglich, die Wirksamkeit einer elektrochem. Solarzelle auch bei beidseitigem Einfall des Lichts durch die zusätzliche Erzeugung nutzbarer Wärme zu steigern.The invention is electrochemical for use. Solar cells with unilateral incidence of light is not limited. According to the invention it is rather possible to test the effectiveness of an electrochemical. Solar cell even if the light falls on both sides due to the additional Increase the generation of usable heat.

Bei beidseitigem Einfall des Lichts ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß eine zum Schließen eines Stromkreises in der Solarzelle vorhandene Kontaktflüssigkeit zugleich als Wärmeträger verwendet wird, der insbesondere die durch den Sensibilisator absorbierte Wärme aufnimmt und zur Nutzung abtransportiert, wobei die Kontaktflüssigkeit in einem Kreislauf strömt und die Strömung vorzugsweise mittels einer Förderpumpe bewirkt wird. In the case of incidence of light on both sides, the invention is in an embodiment provided that one for closing a circuit in the Contact liquid present in the solar cell also acts as a heat transfer medium is used, in particular by the sensitizer absorbs absorbed heat and transported away for use, whereby the contact liquid flows in a circuit and the flow is preferably effected by means of a feed pump.

Es ist bekannt, Solarzellen, bei denen Licht mittels eines Halbleiters in elektrischen Strom gewandelt wird, zu hinterkühlen.It is known to use solar cells in which light is generated by means of a semiconductor is converted into electrical current to cool down.

Auch Solarzellen dieser Bauart liefern gleichzeitig elektrischen Strom und nutzbare Wärme.Solar cells of this type also supply electrical ones at the same time Electricity and usable heat.

Durch die Hinterkühlung solcher Solarzellen, bei denen z. B. Silizium als Halbleiter verwendet wird, ändern sich in der inneren Struktur und Funktion der Solarzelle nichts.By back cooling such solar cells, in which, for. B. Silicon used as a semiconductor change in the interior Structure and function of the solar cell nothing.

Die Aufgabe, mittels einer Halbleiter-Solarzelle gleichzeitig nutzbare Wärme zu gewinnen, ist daher einfach zu erfüllen.The task of using a semiconductor solar cell at the same time Obtaining usable heat is therefore easy to achieve.

Anders verhält es sich bei einer elektrochem. Solarzelle gemäß der Erfindung. Hierbei setzt die gleichzeitige Gewinnung elektrischen Stroms und nutzbarer Wärme einen nicht unerheblichen Eingriff in die innere Struktur und Funktion der Solarzelle voraus.It is different with an electrochemical. Solar cell according to the invention. Here, the simultaneous extraction of electrical Electricity and usable heat a not inconsiderable intervention in the inner structure and function of the solar cell ahead.

Die angegebenen Ausführungsbeispiele zu der Erfindung machen dies deutlich und veranschaulichen, daß die gleichzeitige Gewinnung elektrischen Stroms und nutzbarer Wärme mittels einer elektrochem. Solarzelle mit verhältnismäßig geringem technischen Aufwand machbar ist.The specified exemplary embodiments of the invention do this clearly and illustrate that simultaneous extraction electrical current and usable heat by means of an electrochemical. Solar cell with relatively little technical effort is feasible.

Auch kommt der zusätzlichen Erzeugung von nutzbarer Wärme mittels einer elektrochem. Solarzelle besondere Bedeutung zu, da eine elektrochem. Solarzelle erheblich kostengünstiger herstellbar ist, als eine Halbleiter-Solarzelle.Also comes the additional generation of usable heat an electrochemical. Solar cell is of particular importance as a electrochemical Solar cell is much cheaper to manufacture, than a semiconductor solar cell.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung, den Patentansprüchen und in der Zeichnung beschrieben bzw. dargestellt. Darin sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.Further features of the invention are in the following description, the patent claims and described in the drawing or shown. There are the same parts with the same reference numerals Mistake.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele vereinfacht dargestellt. Es zeigenExemplary embodiments are shown in simplified form in the drawing. Show it

Fig. 1 eine elektrochemische Solarzelle mit einseitigem Lichteinfall im Längsschnitt, Fig. 1 is an electrochemical solar cell with single-sided incident light in the longitudinal section,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Solarzelle gemäß Fig. 1 nach Schnittlinie 2-2, Fig. 2 shows a section through the solar cell of FIG. 1 according to section line 2-2,

Fig. 3 eine Variante der elektrochemischen Solarzelle gemäß Fig. 1 im Längsschnitt, Fig. 3 shows a variant of the electrochemical solar cell of FIG. 1 in longitudinal section;

Fig. 4 einen Schnitt durch die Solarzelle gemäß Fig. 3 nach Schnittlinie 4-4, Fig. 4 is a section through the solar cell of FIG. 3 according to section line 4-4,

Fig. 5 eine elektrochemische Solarzelle mit beidseitigem Lichteinfall im Längsschnitt. Fig. 5 shows an electrochemical solar cell with light from both sides in longitudinal section.

Die elektrochem. Solarzelle gemäß Fig. 1 besteht aus 2 Hauptteilen und zwar einem Solarzelleneinsatz 10 und einer wärmedämmenden Umhüllung 12.The electrochemical. Solar cell according to Fig. 1 consists of two main parts namely a solar cell insert 10 and a heat insulating jacket 12.

Die mit 14, 16, 18, 20 und 22 bezeichneten Schichten des Solarzelleneinsatzes 10 betreffen Funktionsteile einer bekannten elektrochemischen Solarzelle. Hierbei ist mit 14 eine lichtdurchlässige Abdeckung bezeichnet, deren Innenseite mit einer dünnen Schicht Zinnoxyd bedampft ist, die als Stromleiter 16 dient.The layers of the solar cell insert 10 designated 14 , 16 , 18 , 20 and 22 relate to functional parts of a known electrochemical solar cell. Here, 14 denotes a translucent cover, the inside of which is vapor-coated with a thin layer of tin oxide, which serves as a current conductor 16 .

Mit 18 ist ein Sensibilisator bezeichnet, der aus einer dünnen Schicht eines organischen Farbstoffs besteht. Der Sensibilisator 18 ist auf der inneren Oberfläche 20′ eines Akzeptors 20 aufgetragen, der im wesentlichen aus Titanoxyd besteht, das farblos und durchsichtig ist. 18 denotes a sensitizer, which consists of a thin layer of an organic dye. The sensitizer 18 is applied to the inner surface 20 'of an acceptor 20 , which consists essentially of titanium oxide, which is colorless and transparent.

Zwischen dem Stromleiter 16 und dem Sensibilisator 18 befindet sich eine aus einer Jodlösung bestehende Kontaktflüssigkeit 22.A contact liquid 22 consisting of an iodine solution is located between the current conductor 16 and the sensitizer 18 .

Der Akzeptor 20 ist auf einem plattenförmigen Element 24 angeordnet, wobei das plattenförmige Element zum Leiten von elektrischem Strom und Wärme ausgebildet ist. Das plattenförmige Element 24 weist Wülste 26 auf, in die Kanäle 28 eingearbeitet sind. In den Kanälen 28 ist ein Schlauch 30 angeordnet, der aus einem Material besteht, das ein elektrischer Nichtleiter ist. Zur Bildung eines guten Wärmeleitkontaktes liegt der Schlauch 30 an der Wand 28′ der Kanäle 28 ringsum an, wie dies in Fig. 2 verdeutlicht.The acceptor 20 is arranged on a plate-shaped element 24 , the plate-shaped element being designed to conduct electrical current and heat. The plate-shaped element 24 has beads 26 , in which channels 28 are incorporated. In the channels 28 , a hose 30 is arranged, which consists of a material that is an electrical non-conductor. To form a good thermal contact, the hose 30 lies on the wall 28 'of the channels 28 all around, as illustrated in FIG. 2.

Der Schlauch 30 ist zum Leiten eines strömenden Wärmeträgers 32, z. B. Wasser vorgesehen. An der Stelle 34 ist der Schlauch 30 aus der Solarzelle herausgeführt.The hose 30 is for conducting a flowing heat transfer medium 32 , for. B. water is provided. At the point 34 , the hose 30 is led out of the solar cell.

Mittels des Schlauches 30 wird bewirkt, daß der Solarzelleneinsatz 10 eine elektrisch isolierte Einheit darstellt.The hose 30 causes the solar cell insert 10 to be an electrically insulated unit.

Zwischen der Abdeckung 14 und dem plattenförmigen Element 24 ist ein Rahmen 36 angeordnet, der den Solarzelleneinsatz 10 dicht abschließt. A frame 36 is arranged between the cover 14 and the plate-shaped element 24 , which tightly seals the solar cell insert 10 .

Von dem plattenförmigen Element 24 und dem Stromleiter 16 geht jeweils ein elektrisches Kabel 38, 40 ab, wobei der Stromkreis 42 über einen Stromverbraucher 44 geschlossen wird.An electrical cable 38 , 40 extends from the plate-shaped element 24 and the current conductor 16 , the circuit 42 being closed via a current consumer 44 .

Die wärmedämmende Umhüllung 12, die den Solarzelleneinsatz umgibt, besteht aus einem Kasten 46, dessen Boden 48 und Seitenwände 50 mit einem wärmedämmenden Material 52 ausgekleidet ist.The heat-insulating covering 12 , which surrounds the solar cell insert, consists of a box 46 , the bottom 48 and side walls 50 of which are lined with a heat-insulating material 52 .

Auf der Seite der lichtdurchlässigen Abdeckung 14 des Solarzelleneinsatzes 10 ist der Kasten 46 mit einer transparenten Wand 54 abgeschlossen, wobei zwischen der Abdeckung 14 und der Wand 54 ein der Wärmeisolation dienender Zwischenraum 56 vorgesehen ist.On the side of the translucent cover 14 of the solar cell insert 10 , the box 46 is closed with a transparent wall 54 , an intermediate space 56 serving for thermal insulation being provided between the cover 14 and the wall 54 .

Im Betrieb der elektrochem. Solarzelle gemäß Fig. 1 durchdringt das Licht die transparenten Wände 54 und 14, sowie den aufgedampften Stromleiter 16 und sodann die Kontaktflüssigkeit 22 und trifft auf den Sensibilisator 18. Durch das Auftreffen des Lichts auf den Sensibilisator 18 werden Elektronen von dem Sensibilisator abgelöst, wobei der Akzeptor 20 die Elektronen aufnimmt und zu dem plattenförmigen Element 24 weiterleitet. Von dem plattenförmigen Element 24 wird der elektrische Strom über das elektrische Kabel 38 zum Verbraucher 44 geleitet. Die Weiterleitung des elektr. Stroms erfolgt sodann über das elektr. Kabel 40 und dem Stromleiter 16, sowie über die Kontaktflüssigkeit 22 zurück zu dem Sensibilisator 18.In the operation of the electrochem. Solar cell according to Fig. 1, the light passes through the transparent walls 54 and 14, and the vapor-deposited conductor 16 and then the contact liquid 22 and is incident on the sensitizer 18th When the light strikes the sensitizer 18 , electrons are detached from the sensitizer, the acceptor 20 receiving the electrons and forwarding them to the plate-shaped element 24 . The electrical current is conducted from the plate-shaped element 24 to the consumer 44 via the electrical cable 38 . The forwarding of the electr. Electricity then takes place via the electr. Cable 40 and the current conductor 16 , and via the contact liquid 22 back to the sensitizer 18th

Parallel zu der Erzeugung elektrischen Stroms erfolgt die Erzeugung nutzbarer Wärme durch die elektrochem. Solarzelle.The generation takes place parallel to the generation of electrical current usable heat through the electrochem. Solar cell.

Ein Teil des Lichts wird hierbei von dem Sensibilisator 18 absorbiert und in Wärme umgewandelt. Diese Wärme gelangt über den Akzeptor 20 zu dem plattenförmigen Element 24. Ein anderer Teil des Lichts durchdringt die hauchdünne Schicht des Sensibilisators 18 und wird von dem plattenförmigen Element 24 absorbiert, das zu diesem Zweck eine geeignete Oberflächenbeschaffenheit aufweist. Die von dem plattenförmigen Element 24 aufgenommene Wärme wird sodann von dem im Schlauch 30 strömenden Wärmeträger, z. B. Wasser, abgeführt.Part of the light is absorbed by the sensitizer 18 and converted into heat. This heat reaches the plate-shaped element 24 via the acceptor 20 . Another part of the light penetrates the wafer-thin layer of the sensitizer 18 and is absorbed by the plate-shaped element 24 , which has a suitable surface finish for this purpose. The heat absorbed by the plate-shaped element 24 is then from the heat carrier flowing in the hose 30 , for. B. water discharged.

Wie ersichtlich besitzt das plattenförmige Element 24 eine mehrfache Funktion. Es dient als Stromleiter, Absorber und Wärmeleiter und bildet eine Abdeckung für den elektrochem. Solarzelleneinsatz 10. As can be seen, the plate-shaped element 24 has a multiple function. It serves as a current conductor, absorber and heat conductor and forms a cover for the electrochemical. Solar cell insert 10 .

Die elektrochemische Solarzelle gemäß Fig. 3 weist den gleichen Aufbau und die gleiche Funktion wie die Solarzelle gemäß Fig. 1 auf, mit dem Unterschied, daß die elektrische Isolation des Solarzelleneinsatzes 60 anders bewirkt ist.The electrochemical solar cell according to FIG. 3 has the same structure and the same function as the solar cell according to FIG. 1, with the difference that the electrical insulation of the solar cell insert 60 is effected differently.

Bei der Solarzelle gemäß Fig. 3 entfällt ein die elektrische Isolation bewirkender Kunststoffschlauch. Stattdessen wird die elektrische Isolation des Solarzelleneinsatzes 60 dadurch bewirkt, indem als Wärmeträger 62 ein elektrischer Nichtleiter, z. B. Paraffin, verwendet wird, der die Kanäle 64 des vorzugsweise aus Metall bestehenden plattenförmigen Elements 24 ohne einer in diese eingelagerte isolierende Beschichtung durchströmt.In the solar cell according to FIG. 3, there is no need for a plastic tube which brings about the electrical insulation. Instead, the electrical insulation of the solar cell insert 60 is effected by using as the heat transfer medium 62, an electrical non-conductor such. As paraffin, is used which flows through the channels 64 of the plate-shaped element 24 , which is preferably made of metal, without an insulating coating embedded therein.

Als Wärmeträger kann hierbe auch ein gasförmiges Medium zur Anwendung gelangen. In diesem Fall wäre lediglich ein größerer Querschnitt für den Kanal, wie 64, vorzusehen.A gaseous medium can also be used as the heat carrier. In this case, only a larger cross section for the channel, such as 64 , would have to be provided.

Am linken Ende des Kanals 64 bildet ein metallischer Rohrbogen 68 die Fortsetzung des Kanals 64 und bildet die Verbindung zu einem benachbarten Kanal.At the left end of the channel 64 , a metallic pipe bend 68 forms the continuation of the channel 64 and forms the connection to an adjacent channel.

Aus Fig. 4 ist ein Eintrittstutzen 70 und der Austrittstutzen 72 für den Wärmeträger 62 ersichtlich. Am rechten Ende des Kanals 64 sind Rohrstücke 74 vorgesehen, die über eine Rohrverschraubung 76 mit einer Zuflußleitung 78 bzw. Abflußleitung 80 miteinander verbunden sind. Die Rohrverschraubung 76 besteht aus einem Werkstoff, der ein elektrischer Nichtleiter ist, während die Zufluß- und Abflußleitung 78, 80 üblicherweise aus Metall bestehen.From Fig. 4, an inlet connection 70 and outlet connection 72 for the heat transfer medium 62 is seen. At the right end of the channel 64 , pieces of pipe 74 are provided which are connected to one another via a pipe screw connection 76 with an inflow line 78 or outflow line 80 . The pipe fitting 76 is made of a material that is an electrical non-conductor, while the inflow and outflow lines 78 , 80 are usually made of metal.

Die Rohrverschraubung 76 in Verbindung mit dem elektrischen Strom nicht leitenden Wärmeträger 62 bewirken zusammen die elektrische Isolation des Solarzelleneinsatzes 60.The pipe screw connection 76 in connection with the heat carrier 62 , which is not conductive with electrical current, together effect the electrical insulation of the solar cell insert 60 .

Die elektrochemische Solarzelle gemäß Fig. 5 besteht aus den Hauptteilen: Solarzelleneinsatz 86, wärmedämmende Umhüllung 88, und Wärmetauscher 90.The electrochemical solar cell according to FIG. 5 consists of the main parts: solar cell insert 86 , heat-insulating sheath 88 , and heat exchanger 90 .

Die elektrochem. Solarzelle gemäß Fig. 5 weist insbesondere 2 Unterschiede zu der Solarzelle gemäß Fig. 1 auf. Diese Unterschiede bestehen darin, daß die Wärmeführung anders erfolgt und daß der Solarzelleneinsatz 86 zwei transparente Abdeckungen 92 und 94 aufweist. The electrochemical. Solar cell according to Fig. 5, in particular 2 differences from the solar cell of FIG. 1 on. These differences are that the heat is conducted differently and that the solar cell insert 86 has two transparent covers 92 and 94 .

Als Wärmeträger dient bei dieser Ausführung die Kontaktflüssigkeit 22.In this embodiment, the contact liquid 22 serves as the heat carrier.

Auf die Innenseite der oberen und unteren transparenten Abdeckung 92 und 94 ist jeweils ein elektrischer Leiter 96 und 98 in bekannter Weise aufgedampft.On the inside of the upper and lower transparent covers 92 and 94 , an electrical conductor 96 and 98 is vapor-deposited in a known manner.

Der Akzeptor 20 ist auf dem unteren Stromleiter 98 aufgebracht. Mit 18 ist der Sensibilisator bezeichnet. Die Kontaktflüssigkeit 22 füllt den Raum zwischen dem Sensibilisator und dem oberen elektrischen Leiter 92.The acceptor 20 is applied to the lower conductor 98 . With 18 the sensitizer is designated. The contact liquid 22 fills the space between the sensitizer and the upper electrical conductor 92 .

100 bezeichnet den Rahmen zwischen der oberen und unteren Abdeckung 92 und 94. 38 und 40 bezeichnen elektrische Kabel, und 44 den elektrischen Verbraucher. 100 denotes the frame between the top and bottom covers 92 and 94 . 38 and 40 denote electrical cables, and 44 the electrical consumer.

Die wärmedämmende Umhüllung 88 zu dem Solarzelleneinsatz 86 besteht aus einer oberen und unteren Glasplatte 104 und 106, zwischen denen ein Rahmen 108 angeordnet ist. Die obere Glasplatte 104 befindet sich hierbei in einem räumlichen Abstand zur oberen Abdeckung 92 des Solarzelleneinsatzes 86, während die untere Glasplatte 106 in einem räumlichen Abstand zur unteren Abdeckung 94 angeordnet ist.The heat-insulating covering 88 for the solar cell insert 86 consists of an upper and lower glass plate 104 and 106 , between which a frame 108 is arranged. The upper glass plate 104 is located at a spatial distance from the upper cover 92 of the solar cell insert 86 , while the lower glass plate 106 is arranged at a spatial distance from the lower cover 94 .

Der Wärmetauscher 90 besteht aus einem Gehäuse 90′ und einer Rohrschlange 90′′, die Teil eines Strömungskreislaufs 110 für die Kontaktflüssigkeit 22 ist.The heat exchanger 90 consists of a housing 90 'and a coil 90 '', which is part of a flow circuit 110 for the contact liquid 22 .

Die Verbindung zwischen dem Solarzelleneinsatz 86 und dem Wärmetauscher 90 besteht auf einer Seite über eine Ablaufleitung 112, in die eine Förderpumpe 114 eingebaut ist. Die Aufbauleitung 112 ist an der linken Seite des Rahmens 100 des Solarzelleneinsatzes 86 angebracht und durchdringt an der Stelle 118 den Rahmen 108 der wärmedämmenden Umhüllung 88. Auf der anderen Seite steht der Solarzelleneinsatz 86 über eine Zulaufleitung 120 mit dem Wärmetauscher 90 in Verbindung. Die Zulaufleitung 120 durchdringt an der Stelle 122 die wärmedämmende Umhüllung 88 und mündet in die rechte Seite des Rahmens 100 des Solarzelleneinsatzes 86.The connection between the solar cell insert 86 and the heat exchanger 90 is on one side via a drain line 112 , in which a feed pump 114 is installed. The assembly line 112 is attached to the left side of the frame 100 of the solar cell insert 86 and penetrates the frame 108 of the heat-insulating covering 88 at the point 118 . On the other hand, the solar cell insert 86 is connected to the heat exchanger 90 via an inlet line 120 . The inlet line 120 penetrates the thermal insulation jacket 88 at the point 122 and opens into the right side of the frame 100 of the solar cell insert 86 .

Die Ablaufleitung 112, die Rohrschlange 90′′ und die Zulaufleitung 120 bestehen aus einem Werkstoff, der ein elektrischer Nichtleiter ist. The drain line 112 , the coil 90 '' and the inlet line 120 are made of a material which is an electrical non-conductor.

Dadurch wird bewirkt, daß der Solarzelleneinsatz 86 eine elektrisch isolierte Einheit bildet. Die Förderpumpe 114 ist entsprechend gestaltet.This causes the solar cell insert 86 to form an electrically insulated unit. The feed pump 114 is designed accordingly.

Desweiteren weist der Wärmetauschehr 90 eine Zulaufleitung 128 und eine Ablaufleitung 130 für einen strömenden Wärmeträger 132 auf, der einen Wärmeverwerter 134 mit Wärme versorgt.Furthermore, the heat exchanger 90 has an inlet line 128 and an outlet line 130 for a flowing heat transfer medium 132 which supplies a heat processor 134 with heat.

Im Betrieb durchdringt das Licht die elektrochem. Solarzelle auf der Oberseite 136 und Unterseite 138 und trifft von oben und von unten auf den Sensibilisator 18. Dadurch angeregt fließt in einem Kreislauf 140, wie bekannt, ein elektrischer Strom über den Akzeptor 20, dem Leiter 98, dem Kabel 38 hin zu dem elektrischen Verbraucher 44 und über das Kabel 40, dem Leiter 96 und der Kontaktflüssigkeit 22 zurück zum Sensibilisator 18.In operation, the light penetrates the electrochemical. Solar cell on the top 136 and bottom 138 and hits the sensitizer 18 from above and from below. As a result, as is known, an electrical current flows in a circuit 140 via the acceptor 20 , the conductor 98 , the cable 38 to the electrical consumer 44 and via the cable 40 , the conductor 96 and the contact liquid 22 back to the sensitizer 18 .

Durch das Licht, das der Solarzelleneinsatz 86 absorbiert und das dabei nicht in elektrischen Strom umgewandelt wird, erwärmt sich der Solarzelleneinsatz 86. Insbesondere erfolgt hierbei eine erhebliche Absorption von Licht durch den Sensibilisator 18, das dieser in Wärme umsetzt. Diese Wärme wird von der Kontaktflüssigkeit 22 aufgenommen und über die Ablaufleitung 112 mittels der Pumpe 114, in Richtung des Pfeils 142, dem Wärmetauscher 90 zugeleitet. Nach Abgabe von Wärme im Wärmetauscher 90 an den Wärmeträger 132 des Wärmeverwerters 134, strömt die Kontaktflüssigkeit 22 über die Zulaufleitung 120 in Richtung des Pfeils 144 zurück in den Solarzelleneinsatz 86.The light which the solar cell insert 86 absorbs and which is not converted into electrical current thereby heats the solar cell insert 86 . In particular, there is a considerable absorption of light by the sensitizer 18 , which converts it into heat. This heat is absorbed by the contact liquid 22 and fed to the heat exchanger 90 via the drain line 112 by means of the pump 114 in the direction of the arrow 142 . After heat has been released in the heat exchanger 90 to the heat carrier 132 of the heat processor 134 , the contact liquid 22 flows back into the solar cell insert 86 via the feed line 120 in the direction of the arrow 144 .

Es versteht sich, daß dem Wärmetauscher, wie 90, eine Mehrzahl Solarzellen zugeordnet sein können, so daß sich die anteiligen Kosten des Wärmetauschers verringern.It is understood that a plurality of solar cells can be associated with the heat exchanger, such as 90 , so that the proportionate costs of the heat exchanger are reduced.

Claims

1. Verfahren zur Steigerung der Wirksamkeit einer elektrochemischen Solarzelle, die zur direkten Umwandlung von Licht in elektrischen Strom einen Sensibilisator aufweist, aus dem durch das Auftreffen von Licht Elektronen abgelöst werden, wobei die Elektronen durch einen Akzeptor aufgenommen und weitergeleitet werden und wobei die Solarzelle Elemente aufweist, die den elektrischen Strom zu- und ableiten, dadurch gekennzeichnet, daß mit der elektrochemischen Solarzelle das Licht sowohl in elektrischen Strom als auch in nutzbare Wärme gewandelt wird.1. A method for increasing the effectiveness of an electrochemical solar cell, which has a sensitizer for the direct conversion of light into electrical current, from which electrons are detached by the incidence of light, the electrons being received and passed on by an acceptor and wherein the solar cell elements has, which feed and discharge the electrical current, characterized in that the light is converted into electrical current as well as usable heat with the electrochemical solar cell.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensibilisator und der Akzeptor auf ein plattenförmiges Element aufgebracht ist, das zugleich als Stromleiter und Wärmeleiter, sowie als Absorber zur Umwandlung von Licht in Wärme wirkt, wobei die Wärme, die der Sensibilisator durch Absorbtion eines Teils des Lichts aufnimmt über den Akzeptor auf das plattenförmige Element übertragen wird und das restliche Licht, das den Sensibilisator durchdringt, von dem plattenförmigen Element absorbiert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the Sensitizer and the acceptor on a plate-shaped element is applied, which is both a current conductor and a heat conductor, as well as an absorber for converting light into heat, whereby the heat generated by the sensitiser by absorbing part of the Light is absorbed by the acceptor onto the plate-shaped element is transmitted and the remaining light that the sensitizer penetrates, is absorbed by the plate-shaped element.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das plattenförmige Element aufgenommene Wärmeenergie an einen strömenden Wärmeträger abgegeben wird.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the thermal energy absorbed by the plate-shaped element a flowing heat transfer medium is released.

4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das plattenförmige Element auf einem Material gebildet ist, das lichtundurchlässig ist.4. A device for performing the method according to claim 1 to 3, characterized in that the plate-shaped element on a Material is formed that is opaque.

5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das plattenförmige Element aus Metall besteht.5. A device for performing the method according to claim 1 to 4, characterized in that the plate-shaped element Metal.

6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspurch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein strömender Wärmeträger, der elektr. Strom leitet, wie Wasser, und der die Wärme von dem plattenförmigen Element aufnimmt, in einer Leitung (30) strömt, die aus einem elektrischen Nichtleiter, z. B. Kunststoff, gebildet ist, wobei die Leitung (30) mit dem plattenförmigen Element in einem guten Wärmeleitkontakt steht. 6. Device for performing the method according to claim 1 to 5, characterized in that a flowing heat transfer medium, the electr. Current conducts, like water, and which absorbs the heat from the plate-shaped element, flows in a line ( 30 ) which consists of an electrical non-conductor, e.g. B. plastic, is formed, the line ( 30 ) with the plate-shaped element is in good thermal contact.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeträger ein strömendes Medium verwendet wird, das ein elektrischer Nichtleiter ist.7. The method according to claim 1 to 5, characterized in that a flowing medium is used as the heat transfer medium electrical non-conductor.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeträger ein gasförmiges Medium, vorzugsweise Luft, verwendet wird.8. The method according to claim 1 to 5, characterized in that a gaseous medium, preferably air, is used as the heat carrier is used.

9. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der strömende Wärmeträger, der die Wärme von dem plattenförmigen Element aufnimmt, ein elektrischer Nichtleiter ist, z. B. Paraffin, wobei der Wärmeträger in einem Kanal aus Metall strömt, der mit dem plattenförmigen Element in metallischer Verbindung steht.9. Device for performing the method according to claim 1 to 5, 7 and 8, characterized in that the flowing heat transfer medium, which absorbs the heat from the plate-shaped element electrical non-conductor, e.g. B. paraffin, the heat transfer medium flows in a channel made of metal, which with the plate-shaped Element is in metallic connection.

10. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5 und 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Kanal, der mit dem plattenförmigen Element in metallischer Verbindung steht, von einem Wärmeträger durchströmt wird, der ein elektrischer Nichtleiter ist, wobei der Kanal mit einer weiterführenden Leitung mittels einer Leitungsverbindung miteinander gekoppelt ist, die ebenfalls ein elektrischer Nichtleiter ist.10. A device for performing the method according to claim 1 to 5 and 7 to 9, characterized in that the metallic Channel connected to the plate-shaped element in metallic connection is flowing through a heat transfer medium, which is an electrical Is non-conductor, the channel with a continuation line is coupled to one another by means of a line connection which is also an electrical non-conductor.

11. Verfahren zur Steigerung der Wirksamkeit einer elektrochemischen Solarzelle, die zum Schließen des Stromkreises in der Solarzelle eine Kontaktflüssigkeit aufweist, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflüssigkeit zugleich als Wärmeträger verwendet wird und dabei insbesondere die durch den Sensibilisator absorbierte Wärme und zu deren Nutzung weiterleitet, wobei die Kontaktflüssigkeit in einem Kreislauf strömt und die Strömung vorzugsweise mittels einer Förderpumpe herbeigeführt wird.11. Method of increasing the effectiveness of an electrochemical Solar cell used to close the circuit in the solar cell has a contact liquid, according to claim 1, characterized in that the contact liquid also acts as a heat transfer medium is used and in particular by the sensitizer absorbed heat and for their use, the Contact liquid flows in a circuit and the flow is preferably brought about by means of a feed pump.

12. Verfahren nach Anspruch 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die als Wärmeträger wirksame Kontaktflüssigkeit in einem eigenen Kreislauf strömt und die mitgeführte Wärme in einem Wärmetauscher (90) auf einen anderen Wärmeträger übertragen wird, der einen Wärmeverwerter mit Wärme versorgt.12. The method according to claim 1 and 11, characterized in that the contact liquid effective as heat transfer medium flows in a separate circuit and the entrained heat is transferred in a heat exchanger ( 90 ) to another heat transfer medium which supplies a heat processor with heat.

13. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung für die Kontaktflüssigkeit aus einem Material besteht, das ein elektrischer Nichtleiter ist. 13. A device for performing the method according to claim 1, 11 and 12, characterized in that the line for the Contact liquid consists of a material that is an electrical Is non-conductor.

14. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärmeaustauschelement (90′′), z. B. eine Rohrschlange, das von der Kontaktflüssigkeit durchströmt wird, aus einem elektrischen Nichtleiter besteht.14. Device for performing the method according to claim 1 and 11 to 13, characterized in that a heat exchange element ( 90 ''), for. B. a coil, which is flowed through by the contact liquid, consists of an electrical non-conductor.

15. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarzelle eine wärmedämmende Umhüllung aufweist.15. A device for performing the method according to claim 1 to 14, characterized in that the solar cell a has thermal insulation covering.

16. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmedämmende Umhüllung beidseits, auf der oberen und unteren Seite der Solarzelle lichtdurchlässig ist.16. Device for performing the method according to claim 1 and 11 to 15, characterized in that the heat insulating Wrapping on both sides, on the upper and lower side of the solar cell is translucent.

17. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmedämmende Umhüllung lediglich auf einer Seite der Solarzelle lichtdurchlässig ist.17. Device for carrying out the method according to one of the The aforementioned claims, characterized in that the thermal insulation Wrapping only on one side of the solar cell is translucent.

18. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensibilisator ein hohes Absorptionsvermögen zur Umwandlung von Licht in Wärme aufweist.18. Device for carrying out the method according to one of the The aforementioned claims, characterized in that the Sensitizer has a high absorbency for converting Has light in heat.

19. Verfahren nach Anspruch 1 bis 18, gekennzeichnet durch einen Sensibilisator, der bei Temperaturen wirksam ist, wie sie bei einer elektrochemischen Solarzelle unter gleichzeitiger Gewinnung von nutzbarer Wärme auftreten.19. The method according to claim 1 to 18, characterized through a sensitizer that is effective at temperatures such as with an electrochemical solar cell under simultaneous Extraction of usable heat occur.