光電轉(zhuǎn)換陣列的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于光電轉(zhuǎn)換領(lǐng)域，具體地涉及一種光電轉(zhuǎn)換陣列。
【背景技術(shù)】
[0002]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。
[0003]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63ο
[0004]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 ο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。
[0005]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(gè)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(chǔ)起來，或直接推動(dòng)負(fù)載工作。
[0006]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(gè)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(gè)光電轉(zhuǎn)換單元封裝在一個(gè)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(gè)光電轉(zhuǎn)換單元陣列并電連接形成。
[0007]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。
[0008]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(gè)光電轉(zhuǎn)換單元連接成光電轉(zhuǎn)換器，或者光伏組件。請?jiān)俅螀㈤唸D2，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。
[0009]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的發(fā)明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I中光電轉(zhuǎn)換單元710以串聯(lián)方式電連接。公開號為CN104617169A的發(fā)明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。
[0010]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(gè)行906，然后多個(gè)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(huì)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(huì)增加該光電轉(zhuǎn)換器900的成本。
[0011]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。
[0012]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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例公開一種可以充分利用非均勻光照的光電轉(zhuǎn)換陣列。
[0014]—種光電轉(zhuǎn)換陣列包括多個(gè)陣列設(shè)置且對應(yīng)電連接的光電轉(zhuǎn)換器組及多個(gè)輸出端，每一光電轉(zhuǎn)換器組包括多個(gè)電連接的光電轉(zhuǎn)換器，所述光電轉(zhuǎn)換器包括多個(gè)相互電位隔離的光電轉(zhuǎn)換單元帶，相鄰光電轉(zhuǎn)換器的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元帶分別對應(yīng)電連接，所述多個(gè)輸出端分別獨(dú)立輸出所述多個(gè)光電轉(zhuǎn)換器組產(chǎn)生的電能。
[0015]在本發(fā)明提供的光電轉(zhuǎn)換陣列一較佳實(shí)施例中，每一光電轉(zhuǎn)換器組的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換器沿直線排列。
[0016]在本發(fā)明提供的光電轉(zhuǎn)換陣列一較佳實(shí)施例中，每一所述光電轉(zhuǎn)換器組包括多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元帶組，所述多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元帶組之間電位隔離設(shè)置，構(gòu)成每一光帶轉(zhuǎn)換單元帶組的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元帶位于相同的工作光照環(huán)境。
[0017]在本發(fā)明提供的光電轉(zhuǎn)換陣列一較佳實(shí)施例中，每一光電轉(zhuǎn)換單元帶組包括多個(gè)電連接設(shè)置的光電轉(zhuǎn)換單元帶，且位于同一個(gè)所述光電轉(zhuǎn)換單元帶組的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元帶沿直線排列。
[0018]在本發(fā)明提供的光電轉(zhuǎn)換陣列一較佳實(shí)施例中，所述多個(gè)輸出端分別與所述多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元帶組對應(yīng)電連接。
[0019]在本發(fā)明提供的光電轉(zhuǎn)換陣列一較佳實(shí)施例中，相鄰的所述光電轉(zhuǎn)換器組的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元帶組分別對應(yīng)串聯(lián)。
[0020]在本發(fā)明提供的光電轉(zhuǎn)換陣列一較佳實(shí)施例中，在所述光電轉(zhuǎn)換器所在平面內(nèi)界定相互垂直的第一維方向和第二維方向，所述多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元帶分別平行于所述第一維方向，而且沿所述第二維方向，所述多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元帶相互電位隔離。
[0021 ] 一種光電轉(zhuǎn)換陣列，包括多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元帶組及多個(gè)輸出端，每一光電轉(zhuǎn)換單元帶組包括多個(gè)電連接的光電轉(zhuǎn)單元帶，同一光電轉(zhuǎn)換單元帶組的多個(gè)光電轉(zhuǎn)單元帶處于同樣的工作光照環(huán)境，所述輸出端分別與所述光電轉(zhuǎn)換單元帶組對應(yīng)電連接，并對應(yīng)獨(dú)立輸出所述光電轉(zhuǎn)換單元帶組產(chǎn)生的電能。
[0022]在本發(fā)明提供的光電轉(zhuǎn)換陣列一較佳實(shí)施例中，界定所述光電轉(zhuǎn)換單元帶延伸方向?yàn)榈谝痪S方向，垂直于所述第一維方向的為第二維方向，沿第一維方向，相鄰的光電轉(zhuǎn)換單元帶構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換單元帶組，并對應(yīng)串聯(lián)設(shè)置，沿第二維方向，所述相鄰的光電轉(zhuǎn)換單元帶組對應(yīng)電連接。
[0023]在本發(fā)明提供的光電轉(zhuǎn)換陣列一較佳實(shí)施例中，于每一光電轉(zhuǎn)換單元帶中，設(shè)于所述光電轉(zhuǎn)換單元帶內(nèi)的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元呈串聯(lián)連接、并聯(lián)連接或者串聯(lián)并聯(lián)混合連接設(shè)置。
[0024]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的光電轉(zhuǎn)換陣列中，多個(gè)電連接設(shè)置的光電轉(zhuǎn)換器通過設(shè)于所述光電轉(zhuǎn)換器相同位置的光電轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換單元帶分別對應(yīng)依次電連接設(shè)置，形成光電轉(zhuǎn)換單元帶組且于所述依次電連接設(shè)置的光電轉(zhuǎn)換單元帶組的端部設(shè)置獨(dú)立的輸出端，使得所述依次電連接設(shè)置的光電轉(zhuǎn)換單元帶在非均勻光照條件下各自獨(dú)立地輸出電能，避免現(xiàn)有技術(shù)在非均勻光照環(huán)境引起的整體輸出功率受制于最弱光照的光電轉(zhuǎn)換單元而不能充分利用所有光能的限制，從而各個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元帶組充分利用非均勻光照的局部均勻光照進(jìn)行各自獨(dú)立的光電轉(zhuǎn)換，充分利用了所有的光照。同時(shí)，陣列設(shè)置的電連接可以使每一路的輸出被設(shè)計(jì)成高電壓，低電流，從而降低電能的傳輸損耗。
【附圖說明】
[0025]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中:
[0026]圖1是光能至電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的框架示意圖；
[0027]圖2是現(xiàn)有技術(shù)光電轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3是圖2所示光電轉(zhuǎn)換單元的光伏效應(yīng)示意圖；
[0029]圖4是現(xiàn)有技術(shù)一種光電轉(zhuǎn)換器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5是現(xiàn)有技術(shù)另一種光電轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ] 圖6是現(xiàn)有技術(shù)又一種光電轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖7是本發(fā)明實(shí)施