本發明專利技術提供一種薄膜型光伏充電裝置，包括：柔性薄膜襯底，其構造用于粘附至移動電子設備的表面；薄膜型光伏電池組件，其在柔性薄膜襯底上形成，用于利用光伏效應產生電能；和薄膜型穩壓電路模塊，其在柔性薄膜襯底上形成，與薄膜型光伏電池組件電連接，用于控制薄膜型光伏電池組件的輸出電壓。本發明專利技術的薄膜型光伏充電裝置能夠在不同的光照強度下輸出穩定的電壓，實現各類移動電子設備的能源獨立。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光伏充電裝置，特別涉及用于移動電子設備的薄膜型光伏充電裝置。
技術介紹
自從智能手機(Smartphone)問世以來,各種無線通信模塊、導航模塊、光、熱、聲、電、力、溫等傳感器(Sensor)被集成進來。同時基于這些硬件功能模塊開發出來的全新的應用程序和軟件正在極大地改變人們的生活方式和思維方式。智能手機已經成為人們采集、接受、傳輸、處理、存儲信息流的最重要工具。當智能手機的功能越來越強大的時候，手機的能耗也在不斷增加。另一方面，目前化學電池技術的儲能密度沒有增加，在不增加體積的條件下，手機化學電池的能量也無法增加。因此需要對智能手機更加頻繁地充電，普遍的需要每天充電I次以上。這一問題嚴重限制智能手機的便攜性。針對這一問題，目前有如下幾種解決方案1)攜帶足夠大容量的化學電池模塊。2)無線微波充電，這需要有專門的微波發射裝置，而且對人體健康是否有傷害還沒有定論。3)光伏充電。因為光資源具有最大的普遍性，且不需要額外的能量發射裝置，所以具有其它兩種方式不可比擬的優越性。然而，現在的光伏充電器一般都是配備額外的蓄電池作為緩沖，且是和手機獨立的設備，只能在較強的太陽光條件才能對對手機進行充電。這些因素極大削弱了手機光伏充電的便利性，限制了其廣泛應用。另外，對移動電子設備充電要求電壓穩定在一定范圍內。對光伏電池而言，輸出電壓和光強的一級近似關系是對數關系V。。= V1In (Jph/J0)。其中V。。是電池開路輸出電壓，Vt在室溫條件下(25°C)為O. 026V，Jph是光電流密度(和光照強度成正比)，J。是電池暗電流密度。以砷化鎵電池為例，在一個標準太陽光強度AMI. 5G (指地平面和太陽光成近45度角的光照強度)條件下，電池的輸出電壓是I. OV0在室內照明燈照射條件下，電池的輸出電壓只有0.2V。因此，需要解決在不同的光照條件下穩定光伏電池的輸出電壓的問題。為了穩定電池輸出電壓，目前最為普遍的穩壓和電壓轉換技術是采用脈沖寬度調制技術。這類技術一般要用大電感元件或大電容元件，難以做成薄膜結構，難以滿足薄膜充電器的要求。因此，目前迫切需要一種能夠在各種照明光照條件(直射太陽光、漫反射太陽光、各種人造燈源等)下穩定工作的薄膜型光伏充電裝置，其能夠直接貼附于移動電子設備上，實現移動電子設備的即時充電，并且，其工作條件是1)主要利用人眼可見波段(400nm-800nm)的光；2)可以在很寬的光強范圍內工作，例如在直射太陽光下工作或者在室內照明燈下工作。以一個直射太陽光(太陽光線與電池表面垂直)的光照強度AMI. 5G為標準單位，室內照明燈發出的光就只有大約1/1000個標準單位，光強變化為10000倍。
技術實現思路
本專利技術旨在提供一種高效率的、通用的、便攜的，適用于各種光照環境的薄膜型光伏充電裝置，為各種移動電子設備提供電能，大大減小設備所需的有線充電次數，或者完全免除電子設備的有線充電，成為一個真正能源獨立的電子設備。為此，本專利技術提出一種薄膜型光伏充電裝置，包括柔性薄膜襯底，其構造用于粘附至移動電子設備的表面；薄膜型光伏電池組件，其在柔性薄膜襯底上形成，用于利用光伏效應產生電能；和薄膜型穩壓電路模塊，其在柔性薄膜襯底上形成，與薄膜型光伏電池組件電連接，用于控制薄膜型光伏電池組件的輸出電壓。本專利技術的薄膜型光伏充電裝置作為即貼即用的薄膜，能夠方便地貼附于移動電子設備的表面，并且能夠在不同的光照強度下輸出穩定的電壓，實現各類移動電子設備的能源獨立。根據本專利技術的一個實施例，所述薄膜型光伏電池組件包括多個電池單元，所述薄膜型穩壓電路模塊包括開關矩陣，所述開關矩陣配置為根據薄膜型光伏電池組件中的單個電池單元的輸出電壓的大小來確定所述多個電池單元之間的電連接關系，從而使整個薄膜型光伏電池組件輸出穩定的電壓。根據本專利技術的一個實施例，所述薄膜型穩壓電路模塊還包括模擬數字轉換器和編碼轉換器，所述模擬數字轉換器連接至所述薄膜型光伏電池組件中的一個電池單元，用于采集所述電池單元的電壓信號并將其轉換成數字信號輸入到編碼轉換器，所述編碼轉換器根據所述電壓信號產生對應的一組編碼，以觸發開關矩陣，從而確定各個電池單元之間的電連接關系。根據本專利技術的一個實施例，所述薄膜型穩壓電路模塊還包括充電保護裝置，所述充電保護裝置配置用于限制薄膜型光伏充電裝置的輸出電壓或電流超出預定值。根據本專利技術的一個實施例，所述的薄膜型光伏充電裝置還包括通用電源輸出接口，用于將薄膜型光伏電池組件產生的電力輸出給移動電子設備。根據本專利技術的一個實施例，所述薄膜型光伏電池組件包括有機物薄膜電池。根據本專利技術的一個實施例，所述薄膜型光伏電池組件包括無機物薄膜電池。所述無機物薄膜電池可以從砷化鎵薄膜電池、非晶娃(amorphous-Si)薄膜電池、碲化鎘(CdTe)薄膜電池、銅銦鎵硒(CIGS)薄膜電池、銅鋅錫硫(CZTS)薄膜電池、磷化銦(InP)薄膜電池中選擇，優選砷化鎵薄膜電池。根據本專利技術的一個實施例，所述薄膜型光伏電池組件包括6個電池單元。根據本專利技術的一個實施例，所述薄膜型光伏電池組件包括12個電池單元。附圖說明附圖示意地示出了根據本專利技術的示例性實施例。其中各個附圖中，相同的附圖標記表示相同的部件。并且，為了清楚起見，各個附圖不一定按比例繪制。附圖只是用于示意本專利技術的實施例，而非用于限制專利技術。圖I是根據本專利技術的一個實施例的薄膜型光伏充電裝置的結構示意圖。圖2示出圖I所示的薄膜型光伏充電裝置中的光伏電池組件中的一個最基本的電池單元。圖3是示出圖I所示的薄膜型光伏充電裝置的內部電路邏輯關系的方框圖。圖4-9示出根據本專利技術的示例性實施例的包括12個電池單元的光伏電池組件中的電池單元的電連接方式。具體實施例方式以下參照附圖說明根據本專利技術的示例性實施例的用于智能手機充電的薄膜型光伏充電裝置的結構和工作原理。注意，附圖和具體實施例的描述只是為了更好地理解本專利技術，本專利技術不局限于所描述的實施例。圖I是根據本專利技術的一個實施例的薄膜型光伏充電裝置的結構示意圖。如圖I所示，薄膜型光伏充電裝置的基本構造包括柔性薄膜襯底I、薄膜型光伏電池組件2和薄膜型穩壓電路模塊3。柔性薄膜襯底I構造用于粘附至移動電子設備如智能手機的表面上。薄膜型光伏電池組件2在柔性薄膜襯底上形成，用于利用光伏效應產生電能，用于為移動電子設備提供電力。薄膜型穩壓電路模塊3也在柔性薄膜襯底上形成，與薄膜型光伏電池組件2電連接，用于控制薄膜型光伏電池組件的輸出電壓，以便為移動電子設備提供相對穩定的輸出電壓?？梢栽谌嵝员∧ひr底I上提供通用電源輸出接口 4，用于與移動電子設備電連接，以將薄膜型光伏電池組件2產生的電力輸出給移動電子設備。薄膜型光伏電池組件2可以為有機物薄膜電池，包括高分子材料有機電池，如PCBM/P3HT電池；小分子材料有機電池，如CuPc/C60電池，染料敏化電池等。薄膜型光伏電池組件2也可以為無機物薄膜電池，例如砷化鎵(GaAs)薄膜電池、非晶硅(amorphous-Si)薄膜電池、碲化鎘(CdTe)薄膜電池、銅銦鎵硒(CIGS)薄膜電池、銅鋅錫硫(CZTS)薄膜電池、磷化銦(InP)薄膜電池。為了使電池能夠在各種照明光照條件下工作，本專利技術優選采用在單晶襯底上外延生長的砷化鎵薄膜電池。這類電池具本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種薄膜型光伏充電裝置，包括：柔性薄膜襯底，其構造用于粘附至移動電子設備的表面；薄膜型光伏電池組件，其在柔性薄膜襯底上形成，用于利用光伏效應產生電能；和薄膜型穩壓電路模塊，其在柔性薄膜襯底上形成，與薄膜型光伏電池組件電連接，用于控制薄膜型光伏電池組件的輸出電壓。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：王偉明，楊東，
申請(專利權)人：王偉明，國電科技環保集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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