[發明專利]一種CIGS薄膜太陽能電池空氣加熱器

在審

• 申請號: 201710556802.4
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107477864A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 金德貴;賀建軍;聶德全
• 申請（專利權）人: 江蘇鑫龍化纖機械有限公司
• 主分類號: F24H3/08
• 分類號: F24H3/08;F24H9/00;F24H9/18;B05B7/16;B05B9/00;H01L31/0445
• 代理公司: 南京常青藤知識產權代理有限公司32286
• 代理人: 史慧敏

技術領域

本發明涉及一種空氣加熱器，具體涉及一種CIGS薄膜太陽能電池空氣加熱器。

背景技術

目前，空氣加熱器是冷噴涂設備的一個重要部件，決定著設備的性能和加工能力。通常對于加熱器能達到300攝氏度的冷噴涂設備，能加工的材料主要限于鋁和鉛等；達到500 攝氏度時，可加工銅、鈦、不銹鋼等材料；達到800攝氏度時則能加工MCrAls、Co-WC等高硬度材料。然而高溫意味著對設備的使用壽命和防護措施有更高的要求，從而導致加熱器體積龐大或者安裝操作不便。CGT公司生產的電加熱器，不論是將氣體溫度加熱到500 攝氏度或800攝氏度以上，其加熱器體積都很龐大(約1m×1m×1m)。便攜式的加熱器，其噴槍重量也在20kg以上，無法手持，且噴槍的外表面溫度至少在100攝氏度以上，對防護要求較高，同時由于保溫部分的體積較大，熱量的損失比較嚴重，因此對熱量的利用效率較低，而且對于空氣加熱器來說，因為要加熱到高溫，因此居高不下的耗能問題，也是制約其發展的另一個問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，通過改進結構，使加熱器具有快速加熱特點的同時，力求縮小加熱器體積，可以手工操作；另外將太陽能用于為其提供清潔的電能。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明的主體結構包括保溫磚、金屬殼筒、陶瓷纖維保溫層、加熱元件、冷氣體進口、加熱氣體連接管、加熱電源接線和熱氣體出口，圓筒式內腔結構的金屬殼筒頂端設置有冷氣體進口，金屬殼筒底端安裝加熱氣體連接管；金屬殼筒內壁內側等厚平行結構置有排列式分布的保溫磚，保溫磚內側壁內形成的空腔中豎向制有內空管道式螺旋加熱元件，加熱元件兩端外側分別與加熱電源接線相連，內空管道式加熱元件外型結構為螺旋狀內空式結構，被加熱后的氣體經金屬軟管式的加熱氣體連接管對接加熱元件的內空并被二次加熱后從頂端電源連接線處的熱氣體出口對接進入噴槍的前氣室；加熱元件周圍的空隙中填充式結構置有陶瓷纖維保溫層；在金屬殼筒的內外壁之間的空腔中充有通過冷氣體進口進入的被加熱氣體，熱氣體出口設置在加熱器元件的內空管道的頂端出口處。

本發明采用電加熱器金屬管式螺旋結構，氣體通過和金屬管發生強烈湍流換熱被加熱；金屬殼筒由耐壓金屬板焊接組成，載氣經冷氣體進口進入金屬殼筒并匯集后再經由一段金屬軟管的加熱氣體連接管接出，再從底部進入螺旋式管道狀加熱元件，最后從熱氣體出口進入噴槍的前氣室，這種結構設計使氣流通過外部可以部分的重新利用加熱器元件散發出來的熱量，使熱量利用率最大，同時外部的高速氣流又能保證其溫度不至于升高過多，無需特殊的外部高溫防護措施；加熱元件的螺旋式管道和金屬殼筒之間通過保溫磚和陶瓷纖維保溫層絕緣和隔熱；金屬殼筒內襯保溫磚采用板式結構排列貼成，加熱元件置于內腔中，其余空間用陶瓷纖維保溫層填充，螺旋管道式加熱元件上相隔均勻距離的位置上可以焊接多對熱電偶，用于監控管壁的溫度，防止金屬殼筒過熱發生裂管事故。

本發明螺旋管道式加熱元件為不銹鋼金屬管結構，選用蒙奈爾合金、康銅或錳銅；在加熱元件周邊放置的保溫材料包括保溫磚或陶瓷纖維保溫層，襯于內壁，或采用石棉或鋯棉保溫陶瓷纖維作為填充材料并用于穩固加熱元件。

所述金屬殼筒外包裹有一層銅銦鎵硒(CIGS)柔性薄膜太陽能電池，包括基板，所述基板上依次有背電極層、光吸收層、過渡層、本征氧化鋅層及透明導電膜層，其特征在于，所述背電極層為金屬Mo層或者金屬Mo與金屬Cu的合金層，所述光吸收層具有梯度能帶分布結構，所述過渡層為ZnS薄膜，所述透明導電膜層為氧化鋅摻鋁ZAO薄膜。

光吸收層中形成能帶的梯度分布，提高光吸收層對光子的吸收能力，提高太陽能電池的光電裝換效率。

各膜層厚度范圍分別為：背電極層200～1500nm，光吸收層1000～3000nm，過渡層30～ 500nm，本征氧化鋅層30～500nm，透明導電膜層200～1000nm。本發明可在提及的各膜層厚度范圍內進行調整，使太陽能電池兼具高效性和經濟性。

本發明與現有技術相比，其結構新穎，原理可靠，使用操作安全，節省電學能源，施工環境好，加熱效率高，利用柔性薄膜太陽能技術優化能源的使用。

附圖說明

圖1為本發明的剖面結構原理示意圖。

圖2為本發明的銅銦鎵硒(CIGS)柔性薄膜太陽能電池結構原理示意圖。

具體實施方式

以下將結合說明書附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細說明。