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Title:
PHOTO-THERMOGENERATOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/096343
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a photo-thermogenerator, comprising a photovoltaic element (1) and a Peltier element (2), for the efficient and low-loss conversion of solar radiation into electrical energy. The photo-thermogenerator is characterized by direct thermal contact between the semiconductor layer (1.2) of the photovoltaic element (1) and the cover carrier plate (2.1) of the Peltier element (1), whereby unhindered heat transfer from the photovoltaic element (1) into the Peltier element (2) is ensured. Because of the possibility of effectively passively or actively cooling the photovoltaic element (1) by means of the Peltier element (2), the photo-thermogenerator is suitable particularly for use in the case of high outside temperatures or intense solar radiation (6).

Inventors:
HORNIG, Wolfgang (Föhrenstraße 51, Eckental, 90542, DE)
Application Number:
DE2018/100835
Publication Date:
May 23, 2019
Filing Date:
October 11, 2018
Export Citation:
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Assignee:
BPE E.K. (Föhrenstraße 51, Eckental, 90542, DE)
International Classes:
H01L35/30; H01L31/0525
Domestic Patent References:
WO2008132445A22008-11-06
Foreign References:
US20120192920A12012-08-02
US20110048489A12011-03-03
US20110083711A12011-04-14
DE102011051507A12012-10-25
US20120192920A12012-08-02
US20140041705A12014-02-13
Attorney, Agent or Firm:
KAUFMANN, Sigfrid (Loschwitzer Str. 42, Dresden, 01309, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Foto-Thermogenerator zur Umwandlung von Solarstrahlung (6) in elektrische Energie, aufweisend ein Peltierelement (2) mit einer, eine Deckenträgerplatte (2.1 ) thermisch kontaktierenden Deckenelektrode (2.2), einer, eine Bodenträgerplatte (2.5) thermisch kontaktierenden Bodenelektrode (2.4) und einer zwischen Deckenträger- platte (2.1 ) und Bodenträgerplatte (2.5) angeordneten, über die Deckenelektro- de (2.2) und die Bodenelektrode (2.4) elektrisch und thermisch kontaktierten Halb- leiterlage (2.3), sowie einem Fotovoltaikelement (1 ) mit einer über eine Frontelektro- de (1.1 ) und eine Rückseitenelektrode (1.3) elektrisch angeschlossenen Halbleiter- schicht (1.2), dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterschicht (1.2) des Fotovolta- ikelements (1 ) unmittelbar mit der Deckenträgerplatte (2.1 ) des Peltierelements (2) und/oder die Rückseitenelektrode (1.3) des Fotovoltaikelements (1 ) unmittelbar mit der Deckenträgerplatte (2.1 ) des Peltierelements (2) thermisch kontaktiert sind, wo- bei die Deckenelektrode (2.2) des Peltierelements (2) unmittelbar mit der Rücksei- tenelektrode (1.3) des Fotovoltaikelements (1 ) elektrisch leitend verbunden ist.

2. Foto-Thermogenerator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die De- ckenträgerplatte (2.1 ) des Peltierelements (2) eine flächige Einbuchtung aufweist, in die das Fotovoltaikelement (1 ) eingesetzt ist.

3. Foto-Thermogenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine Schutzabdeckung (4) zumindest auf der Seite, an der das Fotovoltai- kelement (1 ) angebracht ist, aufweist, wobei die Schutzabdeckung (4) aus Glas oder Keramik besteht und für sichtbares und infrarotes Licht durchlässig ist.

4. Foto-Thermogenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzabdeckung zumindest in dem das Fotovoltaikelement (1 ) abdeckenden Be- reich aus einer transparenten Spinellkeramik besteht.

5. Foto-Thermogenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzabdeckung zumindest in dem die Deckenträgerplatte (2.1 ) des Peltierele- ments (2) abdeckenden Bereich aus einer LAS-Glaskeramik besteht.

6. Foto-Thermogenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich- net, dass die Deckenträgerplatte (2.1 ) des Peltierelements (2) eine Dicke von weni- ger als 0,25 mm aufweist.

7. Foto-Thermogenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich- net, dass die Deckenträgerplatte (2.1 ) des Peltierelements (2) aus einem kerami- schen Material hoher Wärmeleitfähigkeit besteht.

8. Foto-Thermogenerator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die De- ckenträgerplatte (2.1 ) des Peltierelements (2) aus einer Keramik auf Basis von Alu- miniumnitrid oder Siliziumcarbid besteht.

9. Foto-Thermogenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich- net, dass die Bodenträgerplatte (2.5) des Peltierelements (2) mit einem plattenförmi- gen Wärmespeicher verbunden ist.

10. Foto-Thermogenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Halbleiterschicht (1.2) des Fotovoltaikelements (1 ) mit der De- ckenträgerplatte (2.1 ) des Peltierelements (2) und/oder die Rückseitenelektrode (1.3) des Fotovoltaikelements (1 ) mit der Deckenträgerplatte (2.1 ) des Peltierelements (2) mittels einer dünnen Keramikklebeschicht auf Basis von Aluminiumoxid und/oder Aluminiumnitrid verbunden ist.

- Flierzu zwei Blatt Zeichnung -

GEÄNDERTE ANSPRÜCHE beim Internationalen Büro eingegangen am 08. März 2019 (08.03.2019)

1 . Foto-Thermogenerator zur Umwandlung von Solarstrahlung (6) in elektrische Energie, aufweisend ein Peltierelement (2) mit einer, eine Deckenträgerplatte (2.1 ) thermisch kontaktierenden Deckenelektrode (2.2), einer, eine Bodenträgerplatte (2.5) thermisch kontaktierenden Bodenelektrode (2.4) und einer zwischen Deckenträger- platte (2.1 ) und Bodenträgerplatte (2.5) angeordneten, über die Deckenelektro- de (2.2) und die Bodenelektrode (2.4) elektrisch und thermisch kontaktierten Halb- leiterlage (2.3), sowie einem Fotovoltaikelement (1 ) mit einer über eine Frontelektro- de (1 .1 ) und eine Rückseitenelektrode (1 .3) elektrisch angeschlossenen Halbleiter- schicht (1 .2), dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterschicht (1.2) des Fotovolta- ikelements (1 ) unmittelbar mit der Deckenträgerplatte (2.1 ) des Peltierelements (2) und/oder die Rückseitenelektrode (1 .3) des Fotovoltaikelements (1 ) unmittelbar mit der Deckenträgerplatte (2.1 ) des Peltierelements (2) thermisch kontaktiert sind, wo- bei die Deckenelektrode (2.2) des Peltierelements (2) unmittelbar mit der Rücksei- tenelektrode (1 .3) des Fotovoltaikelements (1 ) elektrisch leitend verbunden ist, und wobei die Deckenträgerplatte (2.1 ) des Peltierelements (2) eine flächige Einbuch- tung aufweist, in die das Fotovoltaikelement (1 ) eingesetzt ist.

2. Foto-Thermogenerator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine Schutzabdeckung (4) zumindest auf der Seite, an der das Fotovoltaikele- ment (1 ) angebracht ist, aufweist, wobei die Schutzabdeckung (4) aus Glas oder Ke- ramik besteht und für sichtbares und infrarotes Licht durchlässig ist.

3. Foto-Thermogenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzabdeckung zumindest in dem das Fotovoltaikelement (1 ) abdeckenden Be- reich aus einer transparenten Spinellkeramik besteht.

4. Foto-Thermogenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzabdeckung zumindest in dem die Deckenträgerplatte (2.1 ) des Peltierele- ments (2) abdeckenden Bereich aus einer LAS-Glaskeramik besteht.

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)

5. Foto-Thermogenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich- net, dass die Deckenträgerplatte (2.1 ) des Peltierelements (2) eine Dicke von weni- ger als 0,25 mm aufweist.

6. Foto-Thermogenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich- net, dass die Deckenträgerplatte (2.1 ) des Peltierelements (2) aus einem kerami- schen Material hoher Wärmeleitfähigkeit besteht.

7. Foto-Thermogenerator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die De- ckenträgerplatte (2.1 ) des Peltierelements (2) aus einer Keramik auf Basis von Alu- miniumnitrid oder Siliziumcarbid besteht.

8. Foto-Thermogenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich- net, dass die Bodenträgerplatte (2.5) des Peltierelements (2) mit einem plattenförmi- gen Wärmespeicher verbunden ist.

9. Foto-Thermogenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich- net, dass die Halbleiterschicht (1.2) des Fotovoltaikelements (1 ) mit der Deckenträ- gerplatte (2.1 ) des Peltierelements (2) und/oder die Rückseitenelektrode (1.3) des Fotovoltaikelements (1 ) mit der Deckenträgerplatte (2.1 ) des Peltierelements (2) mit- tels einer dünnen Keramikklebeschicht auf Basis von Aluminiumoxid und/oder Alumi- niumnitrid verbunden ist.

10. Foto-Thermogenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner aufweisend ei- nen Schutzrahmen.

11. Foto-Thermogenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner aufweisend einen plattenförmigen Wärmespeicher, der mit der Bodenträgerplatte (2.5) des Pel- tierelements (2) verbunden ist.

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)

Description:
Foto-Thermogenerator

Die Erfindung betrifft einen Foto-Thermogenerator mit einem Fotovoltaikelement und einem Peltierelement zur effizienten und verlustarmen Umwandlung von Solarstrah- lung in elektrische Energie; er eignet sich besonders für den Einsatz bei hohen Au- ßentemperaturen bzw. starker Solarstrahlung.

Peltierelemente können als Thermogeneratoren zur Gleichstromzeugung betrieben werden, indem ein Wärmestrom unter Ausnutzung des Seebeck-Effekts in elektri- schen Strom gewandelt wird. Diese Verwendung von Peltierelementen, ebenso wie die Kombination von Fotovoltaik- und Peltierelementen zur Wandlung der Solarstrah- lung in elektrischen Strom, ist allgemein bekannt. DE 10 2011 051 507 A1 ,

US 2012/0192920 A1 oder WO 2008/132445 A2 beschreiben beispielhaft solche Fo- to-Thermogeneratoren aus Fotovoltaik- und Thermogeneratormodulen.

Die bekannten Fotovoltaik- und Thermogeneratormodule weisen hierbei einen typi- schen Aufbau auf:

Konventionelle Fotovoltaikmodule besitzen eine mit Kontaktelektroden versehene Halbleiterschicht. Zum Schutz vor Umwelteinflüssen ist die Halbleiterschicht mit einer Einbettungsfolie sowie einer Glasscheibe abgedeckt bzw. umhüllt.

Die als Thermogeneratoren betriebenen Peltierelemente sind in den handelsüblichen Ausführungen aus einer elektrisch kontaktierten Halbleiterlage zwischen zwei, meist aus Aluminiumoxid bestehenden keramischen Trägerplatten aufgebaut. Der Aufbau eine Peltierelements geht zum Beispiel aus US 2014/0041705 A1 hervor.

Bei Kombination derartiger konventioneller Fotovoltaik- und Peltierelemente zu ei- nem integralen Foto-Thermogenerator kommt es an den Grenzflächen zwischen Fo- tovoltaik- und Peltierelement infolge der Schutzschichten zur Behinderung des Wär- meübergangs. Dies limitiert die Möglichkeit mittels des Peltierelements das Fotovol- taikelement passiv oder aktiv zu kühlen, um insbesondere der Überhitzung des Foto- voltaikelements bei hohen Außentemperaturen bzw. starker Solarstrahlung und dem damit verbundenen Wirkungsgradabfall, auch bekannt als„voltage drop“, entgegen- zuwirken.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Foto-Thermogenerator, umfassend ein Fotovolta- ikelement und ein Peltierelement, bereitzustellen, der es ermöglicht, die im Fotovolta- ikelement entstehende Wärme ungehindert an das Peltierelement weiterzuleiten, um entweder die Abwärme des Fotovoltaikelements im Peltierelement in elektrische Energie zu wandeln und gleichzeitig das Fotovoltaikelement passiv zu kühlen oder alternativ das Peltierelement zur verlustarmen aktiven Kühlung des Fotovoltaikele- ments zu betreiben.

Diese Aufgabe wird durch einen Foto-Thermogenerator mit den kennzeichnenden Merkmalen nach dem Anspruch 1 gelöst; zweckmäßige Weiterbildungen der Erfin- dung sind in den Ansprüchen 2 bis 10 beschrieben.

Nach Maßgabe der Erfindung umfasst der Foto-Thermogenerator zur Umwandlung von Solarstrahlung in elektrische Energie mindestens ein Fotovoltaikelement sowie mindestens ein, mit dem Fotovoltaikelement unmittelbar thermisch kontaktiertes Pel- tierelement.

Das Peltierelement besitzt einen Schicht- bzw. lagenartigen Aufbau, wobei eine De- ckenträgerplatte und eine Bodenträgerplatte eine Halbleiterlage aus mehreren Ein- zelhalbleiterelementen einschließen. Zwischen der Bodenträgerplatte und der Halb- leiterlage befindet sich eine Bodenelektrode und zwischen der elektrischen Decken- trägerplatte und der Halbleiterlage eine Deckenelektrode. Die Decken- und Boden- elektrode sind an den jeweils gegenüberliegenden Seiten der Halbleiterlage mit die- ser in allgemein bekannter Weise elektrisch leitend verbunden. Jede der Lagen des Peltierelements ist zu ihren jeweils benachbarten Lagen thermisch kontaktiert, so- dass die Wärme ungehindert von einer Lage in die unmittelbar benachbarten Lagen übergehen kann.

Das Fotovoltaikelement ist ebenfalls in bekannter Weise Schicht- bzw. lagenartig aufgebaut und umfasst eine Frontelektrode, die bei bestimmungsgemäßen Gebrauch der einfallenden Solarstrahlung zugewandt ist, und eine Rückseitenelektrode, wobei zwischen diesen Elektroden eine Halbleiterschicht, vorzugsweise aus dotiertem Sili- zium, angeordnet ist.

Erfindungsgemäß sind die Halbleiterschicht des Fotovoltaikelements unmittelbar mit der Deckenträgerplatte des Peltierelements und/oder die Rückseitenelektrode des Fotovoltaikelements unmittelbar mit der Deckenträgerplatte des Peltierelements thermisch kontaktiert.

Durch diesen unmittelbaren thermischen Kontakt fließt die Wärme aus dem Fotovol- taikelement ungehindert zum Peltierelement ab, sodass ein Hitzestau an der Grenz- fläche zwischen Fotovoltaikelement und Peltierelement vermieden wird. Dies verbes- sert sowohl die Möglichkeit zur passiven als auch zur aktiven Kühlung des Fotovolta- ikelements im Vergleich zu einem als Kombination aus konventionellen Fotovoltaik- und Peltierelementen aufgebautem Foto-Thermogenerator.

Die Deckenelektrode des Peltierelements ist erfindungsgemäß unmittelbar mit der Rückseitenelektrode des Fotovoltaikelements elektrisch leitend verbunden. Durch die unmittelbare elektrische Verbindung der Elektroden der Halbleiterbauelemente kann ein elektrischer Leiter eingespart werden. Zudem erfolgt eine selbstregelnde

Zwangskühlung des Fotovoltaikelements durch das Peltierelement, die sich je nach Stärke der auftreffenden Solarstrahlung einstellt.

Bei bestimmungsgemäßem Gebrauch sind das Fotovoltaikelement und die Decken- trägerplatte des Peltierelements der Solarstrahlung zugewandt. Vorzugsweise besitzt das Fotovoltaikelement eine geringere laterale Ausdehnung als die Deckenträger- platte des Peltierelements, sodass lediglich eine Teilfläche der Deckenträgerplatte durch das Fotovoltaikelement vor direkter Solarstrahlung abgedeckt ist. In den unab- gedeckten Bereichen der Deckenträgerplatte kann die solare Strahlung direkt das Peltierelement erwärmen.

Zur Steuerung und Regelung der elektrischen Energieabgabe kann der Foto- Thermogenerator eine Steuerungs- und Regelungseinheit umfassen, die zum einen die Abgabe der elektrischen Energie in Form von Gleichstrom regelt und zum ande- ren kann das Peltierelement durch elektrische Energiezufuhr zur aktiven Kühlung des Fotovoltaikelements betrieben werden. Insbesondere bei hohen Außentemperaturen bzw. starker Solarstrahlung eröffnet dies die Möglichkeit, durch aktive Kühlung des Fotovoltaikelements dem als„voltage drop“ bekannten Effekt entgegenzuwirken.

Die Steuerungs- und Regelungseinheit ist über elektrische Leiter mit der Front- und Rückseitenelektrode des Fotovoltaikelements sowie der Boden- und Deckenelektro- de des Peltierelements verbunden.

In einer Ausgestaltung des Foto-Thermogenerators weist die Deckenträgerplatte eine flächige Einbuchtung auf, in die das Fotovoltaikelement eingesetzt ist. Ein Vorteil des in die Deckenträgerplatte integrierten Fotovoltaikelements ist die Intensivierung des Wärmeübergangs vom Fotovoltaikelement in die Deckenträgerplatte des Peltierele- ments, da zusätzlich zur Bodenfläche über die Seitenflächen des Fotovoltaikele- ments Wärme zum Peltierelement übertragbar ist.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass der Foto-Thermogenerator, zumindest auf der Seite, an der das Fotovoltaikelement angebracht ist, eine Schutzabdeckung zum Schutz vor umweltbedingten Einflüssen, wie zum Beispiel korrosiven und/oder me chanischen Beanspruchungen, aufweist. Die Schutzabdeckung besteht vorzugswei- se aus Glas oder Keramik und ist für sichtbares und infrarotes Licht durchlässig. Die Schutzabdeckung kann auch den gesamten Foto-Thermogenerator umschließen und wird in diesem Fall als Schutzumhüllung bezeichnet. Außerdem kann der Foto- Thermoreaktor einen Schutzrahmen, zum Beispiel aus einer Aluminiumlegierung, besitzen.

In einer bevorzugten Ausführung besteht die Schutzabdeckung zumindest in dem das Fotovoltaikelement abdeckenden Bereich aus einer transparenten Spinellkera- mik, insbesondere aus Magnesium-Aluminium-Spinellen. Die transparente Spinellke- ramik zeichnet sich durch eine hohe Strahlungsdurchlässigkeit sowohl im ultraviolet- ten, im sichtbaren und im infraroten Wellenlängenbereich aus. Die Schutzabdeckung gewährleistet somit Schutz vor Umwelteinflüssen ohne den Zutritt der Solarstrahlung zu den Halbleiterbauteilen des Fotovoltaik- und Peltierelements zu behindern. In einer weiteren Ausführung der Schutzabdeckung besteht diese zumindest in dem die Deckenträgerplatte des Peltierelements abdeckenden Bereich aus einer LAS- Glaskeramik. Neben der Schutzwirkung gegen Umwelteinflüsse ist hierdurch eben- falls eine gute Strahlungsdurchlässigkeit, insbesondere für infrarote Strahlung, si- chergestellt.

Es kann zudem vorgesehen sein, die Deckenträgerplatte möglichst dünn auszufüh- ren, insbesondere mit einer Dicke von weniger als 0,25 mm. Die geringe Dicke er- möglicht einen guten Wärmetransport vom Fotovoltaikelement zur Halbleiterlage des Peltierelements.

Vorzugsweise besteht die Deckenträgerplatte aus einem keramischen Material, wo- bei sich besonders keramische Werkstoffe mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit, wie zum Beispiel Keramik auf Basis von Aluminiumnitrid oder Siliziumcarbid, eignen.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Bodenträgerplatte des Peltierelements mit ei- nem vorzugsweise plattenförmigen Wärmespeicher verbunden. Der Wärmespeicher ermöglicht die Energieerzeugung mittels des Peltierelements in Zeiträumen ohne di- rekte Solareinstrahlung durch Nutzung der Abwärme des Wärmespeichers.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Halbleiterschicht des Fotovoltaikelements mit der Deckenträgerplatte des Peltierelements und/oder die Rückseitenelektrode des Fotovoltaikelements mit der Deckenträgerplatte des Peltierelements mittels einer dünnen Keramikklebeschicht auf Basis von Aluminiumoxid und/oder Aluminiumnitrid verbunden sind. Die stoffschlüssige Verbindung mit einem keramischen Material ho- her Wärmeleitfähigkeit verbessert den Wärmeübergang an den Grenzflächen zwi- schen Peltier- und Fotovoltaikelement.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und mit Bezug auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert. Dazu zeigen

Fig. 1 : den Foto-Thermogenerator in der Basisausführung in Perspektivansicht,

Fig. 2: den Foto-Thermogenerator in der Basisausführung im Diagonalschnitt, Fig. 3: den Foto-Thermogenerator mit einem in die Deckenträgerplatte des Peltie- relements eingesetzten Fotovoltaikelement in einer ersten Ausführung im Längsschnitt, und

Fig. 4: den Foto-Thermogenerator mit einem in die Deckenträgerplatte des Peltie- relements eingesetzten Fotovoltaikelement in einer zweiten Ausführung im Längsschnitt.

Der Foto-Thermogenerator zur Umwandlung der Solarstrahlung 6 in elektrischen Gleichstrom besitzt in der Basisausführung gemäß der Fig. 1 jeweils das Peltierele- ment 2 und das Fotovoltaikelement 1 , wobei das Fotovoltaikelement 1 rautenförmig auf die rechteckige Grundform des Peltierelements 2 aufgebracht ist. Sowohl das Fo- tovoltaikelement 1 als auch das Peltierelements 2 weisen einen Schicht- bzw. lagen- artigen Aufbau auf, deren einzelne Schichten bzw. Lagen jeweils mit der benachbar- ten Lage bzw. Schicht thermisch kontaktiert sind.

Das Peltierelement 2 umfasst die Deckenträgerplatte 2.1 aus einer Aluminium- nitridkeramik, an die sich die Deckenelektrode 2.2, die Halbleiterlage 2.3 aus ca. 80 Einzelhalbleiterelementen und die Bodenelektrode 2.4 anschließen. Den unteren Ab- schluss bildet die Bodenträgerplatte 2.5 aus Aluminiumoxidkeramik.

Das Fotovoltaikelement 1 besitzt zwischen der Frontelektrode 1.1 und der Rücksei- tenelektrode 1.3 die Halbleiterschicht 1.2 aus dotiertem Silizium.

Die Rückseitenelektrode 1.3 des Fotovoltaikelements 1 ist flächig thermisch kontak- tierend mit der Deckenträgerplatte 2.1 des Peltierelements 2 mittels einer dünnen Aluminiumnitridkeramikklebeschicht verbunden.

Die Steuerungs- und Regelungseinheit 3 ist über die elektrische Leiter 5 mit der Frontelektrode 1.1 und Rückseitenelektrode 1.3 des Fotovoltaikelements 1 sowie der Deckenelektrode 2.2 und Bodenelektrode 2.4 des Peltierelements 2 verbunden. Sie dient zur Regelung des abgegeben Gleichstrom ebenso wie zur Steuerung des Pel- tierelements 2, zum Beispiel zur aktiven Kühlung des Fotovoltaikelements 1 , um der Überhitzung des Fotovoltaikelements 1 bei hohen Außentemperaturen bzw. starker Solarstrahlung 6 entgegenzuwirken. Der Foto-Thermogenerator der Basisausführung entsprechend der Diagonalschnitt- darstellung in der Fig. 2 entspricht im Aufbau dem nach der Fig. 1. Zusätzlich ist die Schutzabdeckung bzw. -hülle 4 dargestellt. An der der Solarstrahlung 6 zugewandten Seite des Foto-Thermogenerator besteht die Schutzabdeckung 4 aus einer transpa- renten Magnesium-Aluminium-Spinellkeramik.

Die Ausführungen des Foto-Thermogenerator nach der Fig. 3 und der Fig. 4 besitzen die gleichen Bauelemente bzw. den gleichen strukturellen Aufbau der Bauelemente wie die der Basisausführung gemäß der Fig. 1 bzw. der Fig. 2. Im Unterschied zur Basisausführung ist das Fotovoltaikelement 1 in den Ausführungen nach Fig. 3 und Fig. 4 innerhalb einer Einbuchtung in die Deckenträgerplatte 2.1 des Peltierele- ments 2 eingesetzt. In der Ausführung nach der Fig. 3 ist die Rückseitenelektrode 1.3 des Fotovoltai- kelements 1 unmittelbar elektrisch und auch thermisch mit der Deckenelektrode 2.2 des Peltierelements 2 verbunden; die Ausführung nach der Fig. 4 dagegen besitzt eine dünne elektrisch isolierende Restschicht der Deckenträgerplatte 2.1 zwischen der Rückseitenelektrode 1.3 des Fotovoltaikelements 1 und der Deckenelektrode 2.2 des Peltierelements 2.

Liste der verwendeten Bezugszeichen

1 Fotovoltaikelement

1.1 Frontelektrode des Fotovoltaikelement 1.2 Halbleiterschicht des Fotovoltaikelement

1.3 Rückseitenelektrode des Fotovoltaikelement

2 Peltierelement

2.1 Deckenträgerplatte des Peltierelements

2.2 Deckenelektrode des Peltierelements 2.3 Halbleiterlage des Peltierelements

2.4 Bodenelektrode des Peltierelements

2.5 Bodenträgerplatte des Peltierelements

3 Steuerungs- und Regelungseinheit

4 Schutzabdeckung, Schutzhülle

5 elektrischer Leiter

6 Solarstrahlung