[實(shí)用新型]光電轉(zhuǎn)換陣列

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520764328.0
• 申請日: 2015-09-29
• 公開（公告）號: CN205104500U
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳大彤
• 申請（專利權(quán)）人: 陳大彤
• 主分類號: H01L31/042
• 分類號: H01L31/042;H01L31/05;H01L31/02
• 代理公司: 長沙市阿凡提知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43216
• 代理人: 張勇;曹俊

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于光電轉(zhuǎn)換領(lǐng)域，具體地涉及一種光電轉(zhuǎn)換陣列。

背景技術(shù)

眾所周知，太陽光無處不在，鑒于太陽光對應(yīng)的光能取之不竭，用之不盡，因此，利用太陽光實(shí)現(xiàn)能量利用的項(xiàng)目越來越多，截至目前，利用太陽光發(fā)電在現(xiàn)有電力供應(yīng)中扮演著越來越重要的角色。

請參閱圖1，是利用太陽光實(shí)現(xiàn)光能至電能的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)框架示意圖。在利用太陽光實(shí)現(xiàn)光能至電能的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，主要包括光能提供元件61、光電轉(zhuǎn)換器62及電能輸出裝置63。

所述光能提供元件61，即太陽，或經(jīng)過光學(xué)處理的陽光，或二次輻射源輻射光，并將光能傳遞至所述光電轉(zhuǎn)換器62。所述光電轉(zhuǎn)換器62接收光能并將光能轉(zhuǎn)換為電能，形成電壓。所述電能輸出裝置63將電壓施加至外接電路上，形成電流，由此實(shí)現(xiàn)光能轉(zhuǎn)換為電能，最終輸出的過程，亦即光能至電能的轉(zhuǎn)換過程。

由此可見，在利用太陽光實(shí)現(xiàn)光能至電能的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，所述光電轉(zhuǎn)換器62(也叫太陽能電池組件或者光伏組件)是整個發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，其作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，一般接入電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)配使用，或送往蓄電池中存儲起來，或直接推動負(fù)載工作。

如圖2所示，所謂光電轉(zhuǎn)換器500是由太陽能電池片或由激光切割機(jī)或鋼線切割機(jī)切割開的不同規(guī)格的光電轉(zhuǎn)換單元(太陽能電池片)501組合在一起構(gòu)成。由于單一光電轉(zhuǎn)換單元的電流和電壓都很小，于是業(yè)界把上述多個光電轉(zhuǎn)換單元先串聯(lián)獲得高電壓，再并聯(lián)獲得高電流后然后輸出。其中所述單一光電轉(zhuǎn)換單元的規(guī)格包括：125*125mm、156*156mm、124*124mm等。將多個光電轉(zhuǎn)換單元封裝在一個鋼化玻璃的基板上，四周安裝不銹鋼、鋁或其他非金屬邊框上，安裝好上面的玻璃及背面的背板形成整體稱為光電轉(zhuǎn)換器，也就是光伏組件或太陽電池組件。換句話說，所述光電轉(zhuǎn)換器是由多個光電轉(zhuǎn)換單元陣列并電連接形成。

針對每一光電轉(zhuǎn)換單元接收光能實(shí)現(xiàn)光能量轉(zhuǎn)化為電能量現(xiàn)象，稱為“光伏效應(yīng)”，指光照使不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬結(jié)合的不同部位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象，具體如圖3所示。

然而，單一光電轉(zhuǎn)換單元只能產(chǎn)生大約0.5伏的工作電壓，遠(yuǎn)低于實(shí)際使用所需電壓。為了滿足實(shí)際應(yīng)用的需要，需要把多個光電轉(zhuǎn)換單元連接成光電轉(zhuǎn)換器，或者光伏組件。請再次參閱圖2，所述光電轉(zhuǎn)換器62包含一定數(shù)量的光電轉(zhuǎn)換單元，例如是二十四片，上述光電轉(zhuǎn)換單元通過導(dǎo)線對應(yīng)電連接，如此形成大約能產(chǎn)生12伏工作電壓的光電轉(zhuǎn)換器62，或者光伏組件62。

現(xiàn)有技術(shù)的光電轉(zhuǎn)換器中，光電轉(zhuǎn)換單元的電連接方式主要以串聯(lián)為主。其中，公開號為CN103094385A的實(shí)用新型專利公開了一種光電轉(zhuǎn)換器700，如圖4所示，光電轉(zhuǎn)換器1中光電轉(zhuǎn)換單元710以串聯(lián)方式電連接。公開號為CN104617169A的實(shí)用新型專利公開了一種光電轉(zhuǎn)換器，如圖5所示，在光電轉(zhuǎn)換器800中，光電轉(zhuǎn)換單元810均以串聯(lián)方式構(gòu)成所述光電轉(zhuǎn)換器800。在上述兩種光電轉(zhuǎn)換器中，串聯(lián)設(shè)置的光電轉(zhuǎn)換單元710、810可以獲得高輸出電壓從而減小電能損耗，但是其缺陷在于串聯(lián)設(shè)置的光電轉(zhuǎn)換器700、800無法充分利用非均勻光照條件，即其總的輸出電流受限于被最弱光照的光伏電池產(chǎn)生的最小電流。為了避免其總的輸出電流受限于被最弱光照的光電轉(zhuǎn)換單元產(chǎn)生的最小電流，現(xiàn)有技術(shù)往往采用旁路二極管的方案繞過這部分被最弱光照的光電轉(zhuǎn)換器，因此沒有充分利用陽光資源和已投入使用的設(shè)備。

針對無法充分利用非均勻光照的缺陷，業(yè)界為了進(jìn)一步地利用非均勻光照，現(xiàn)有技術(shù)公開號為CN101978510B的中國專利和專利號為US8748727的美國專利公開了一種由光電轉(zhuǎn)換單元并聯(lián)連接構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換器，如圖6所示。該光電轉(zhuǎn)換器900中，光電轉(zhuǎn)換單元904彼此并聯(lián)連接形成多個行906，然后多個行906之間串聯(lián)連接。該光電轉(zhuǎn)換器900中并聯(lián)連接的光電轉(zhuǎn)換單元904使得該光電轉(zhuǎn)換器900可以降低對非均勻光照的敏感性，提高其在常見非均勻光照條件下的輸出電能；但是其缺點(diǎn)在于并聯(lián)連接的光電轉(zhuǎn)換單元904具有較低的輸出電壓和較大的輸出電流，這會增加該光電轉(zhuǎn)換器900輸出電能的損耗。而且較大的輸出電流需要使用較粗的導(dǎo)線以傳導(dǎo)電流，這又會增加該光電轉(zhuǎn)換器900的成本。

但是，對于在特定情況下的非均勻光照條件，例如沿第一維方向光能強(qiáng)度均勻，沿垂直于所述第一維方向的第二維方向光能強(qiáng)度非均勻的光照，目前業(yè)界尚未發(fā)現(xiàn)充分利用該特定情況下的非均勻光照進(jìn)行光伏發(fā)電的研究。

因此，有必要提供一種可以充分利用該特定情況下的非均勻光照的光電轉(zhuǎn)換器和光電轉(zhuǎn)換器陣列。

實(shí)用新型內(nèi)容