[发明专利]集光、温差和热离子电转换于一体的空间微型发电模块

摘要

本发明涉及的集光、温差和热离子电转换于一体的空间微型发电模块，为按特定几何结构沉积有光电薄膜及热离子发射薄膜、并在基底上设置有半导体热电元件及其他更多类型微电池模块，从而实现良好能量梯级利用的集光电、温差电及热离子电等于一体的复合式电产生模块。本发明提供的发电模块可在许多场合下发挥作用，特别是在配备同位素燃料后，可作为空间微飞行器或其他有效载荷的高效、长寿命电池；另外，在地面上太阳能比较丰富的地方，或者不方便建立其它能源供应的地方如沙漠等，该装置尤其会发挥重要作用；值得指出的是，将本发明提供的发电模块进一步微型化后，还可作为一些微电子机械系统的高效、长寿命供能装置。

主权项

1、一种集光、温差和热离子电转换于一体的空间微型发电模块，其特征在于，包括：平行放置的一光收集器(6)和一散热板(7)；以及放置在光收集器(6)和散热板(7)之间的一光电薄膜层(1)、一热离子电薄膜层(2)、一半导体电薄膜层(3)和一高密度发热模块层(5)；放置在所述光收集器(6)的上方的太阳光聚焦的聚光器(4)；所述光电薄膜层(1)，包括密闭真空环境及放置在该密闭真空环境中的阴极和阳极，阴极和阳极之间通过负载电路连接；所述光电薄膜层(1)为钻石、类钻、ITO、多晶硅、氮化钛、锌、钨材质的透明导电膜；其工作温度在100K到1500K；所述热离子电薄膜层(2)，包括充有Cs气体的密闭空间或真空度在1Torr的真空间，及放置于密闭空间或真空间的集电极和射电极，集电极和射电极之间通过负载电路连接；所述射电极材质W、Re或Mo，其工作温度1600-2000K；所述集电极材质Nb或Mo，其工作温度800-1100K；所述半导体热电薄膜层(3)，其上部紧贴热离子电薄膜层(2)的集电极，下部处于环境温度中，所述上部和下部通过负载电路连接；所述热电薄膜层(3)为GeTe、AgSbTe2或SiGe材质的热电薄膜层；所述高密度发热模块层(5)为Po-235同位素燃料、石油或液化天然气燃料制做的发热模块层；该空间微型发电模块的总体尺寸为1mm×1mm×1mm到100cm×100cm×100mm范围。