專利名稱：薄膜型光伏充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光伏充電裝置，特別涉及用于移動(dòng)電子設(shè)備的薄膜型光伏充電裝置。
背景技術(shù)：
自從智能手機(jī)(Smartphone)問世以來,各種無線通信模塊、導(dǎo)航模塊、光、熱、聲、電、力、溫等傳感器(Sensor)被集成進(jìn)來。同時(shí)基于這些硬件功能模塊開發(fā)出來的全新的應(yīng)用程序和軟件正在極大地改變?nèi)藗兊纳罘绞胶退季S方式。智能手機(jī)已經(jīng)成為人們采集、接受、傳輸、處理、存儲(chǔ)信息流的最重要工具。當(dāng)智能手機(jī)的功能越來越強(qiáng)大的時(shí)候，手機(jī)的能耗也在不斷增加。另一方面，目前化學(xué)電池技術(shù)的儲(chǔ)能密度沒有增加，在不增加體積的條件下，手機(jī)化學(xué)電池的能量也無法增加。因此需要對(duì)智能手機(jī)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(yán)重限制智能手機(jī)的便攜性。針對(duì)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(xué)電池模塊。
2)無線微波充電，這需要有專門的微波發(fā)射裝置，而且對(duì)人體健康是否有傷害還沒有定論。
3)光伏充電。因?yàn)楣赓Y源具有最大的普遍性，且不需要額外的能量發(fā)射裝置，所以具有其它兩種方式不可比擬的優(yōu)越性。然而，現(xiàn)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(jī)獨(dú)立的設(shè)備，只能在較強(qiáng)的太陽光條件才能對(duì)對(duì)手機(jī)進(jìn)行充電。這些因素極大削弱了手機(jī)光伏充電的便利性，限制了其廣泛應(yīng)用。另外，對(duì)移動(dòng)電子設(shè)備充電要求電壓穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。對(duì)光伏電池而言，輸出電壓和光強(qiáng)的一級(jí)近似關(guān)系是對(duì)數(shù)關(guān)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(qiáng)度成正比)，J。是電池暗電流密度。以砷化鎵電池為例，在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)太陽光強(qiáng)度AMI. 5G (指地平面和太陽光成近45度角的光照強(qiáng)度)條件下，電池的輸出電壓是I. OV0在室內(nèi)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(wěn)定光伏電池的輸出電壓的問題。為了穩(wěn)定電池輸出電壓，目前最為普遍的穩(wěn)壓和電壓轉(zhuǎn)換技術(shù)是采用脈沖寬度調(diào)制技術(shù)。這類技術(shù)一般要用大電感元件或大電容元件，難以做成薄膜結(jié)構(gòu)，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(wěn)定工作的薄膜型光伏充電裝置，其能夠直接貼附于移動(dòng)電子設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)電子設(shè)備的即時(shí)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(qiáng)范圍內(nèi)工作，例如在直射太陽光下工作或者在室內(nèi)照明燈下工作。以一個(gè)直射太陽光(太陽光線與電池表面垂直)的光照強(qiáng)度AMI. 5G為標(biāo)準(zhǔn)單位，室內(nèi)照明燈發(fā)出的光就只有大約1/1000個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單位，光強(qiáng)變化為10000倍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種高效率的、通用的、便攜的，適用于各種光照環(huán)境的薄膜型光伏充電裝置，為各種移動(dòng)電子設(shè)備提供電能，大大減小設(shè)備所需的有線充電次數(shù)，或者完全免除電子設(shè)備的有線充電，成為一個(gè)真正能源獨(dú)立的電子設(shè)備。為此，本發(fā)明提出一種薄膜型光伏充電裝置，包括柔性薄膜襯底，其構(gòu)造用于粘附至移動(dòng)電子設(shè)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(yīng)產(chǎn)生電能；和薄膜型穩(wěn)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(fā)明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(dòng)電子設(shè)備的表面，并且能夠在不同的光照強(qiáng)度下輸出穩(wěn)定的電壓，實(shí)現(xiàn)各類移動(dòng)電子設(shè)備的能源獨(dú)立。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述薄膜型光伏電池組件包括多個(gè)電池單元，所述薄膜型穩(wěn)壓電路模塊包括開關(guān)矩陣，所述開關(guān)矩陣配置為根據(jù)薄膜型光伏電池組件中的單個(gè)電池單元的輸出電壓的大小來確定所述多個(gè)電池單元之間的電連接關(guān)系，從而使整個(gè)薄膜型光伏電池組件輸出穩(wěn)定的電壓。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述薄膜型穩(wěn)壓電路模塊還包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器和編碼轉(zhuǎn)換器，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接至所述薄膜型光伏電池組件中的一個(gè)電池單元，用于采集所述電池單元的電壓信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸入到編碼轉(zhuǎn)換器，所述編碼轉(zhuǎn)換器根據(jù)所述電壓信號(hào)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的一組編碼，以觸發(fā)開關(guān)矩陣，從而確定各個(gè)電池單元之間的電連接關(guān)系。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述薄膜型穩(wěn)壓電路模塊還包括充電保護(hù)裝置，所述充電保護(hù)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(yù)定值。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)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(chǎn)生的電力輸出給移動(dòng)電子設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述薄膜型光伏電池組件包括有機(jī)物薄膜電池。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述薄膜型光伏電池組件包括無機(jī)物薄膜電池。所述無機(jī)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(yōu)選砷化鎵薄膜電池。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述薄膜型光伏電池組件包括6個(gè)電池單元。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述薄膜型光伏電池組件包括12個(gè)電池單元。


附圖示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例。其中各個(gè)附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件。并且，為了清楚起見，各個(gè)附圖不一定按比例繪制。附圖只是用于示意本發(fā)明的實(shí)施例，而非用于限制發(fā)明。圖I是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的薄膜型光伏充電裝置的結(jié)構(gòu)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(gè)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(nèi)部電路邏輯關(guān)系的方框圖。圖4-9示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的包括12個(gè)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(shí)施例方式以下參照

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于智能手機(jī)充電的薄膜型光伏充電裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理。注意，附圖和具體實(shí)施例的描述只是為了更好地理解本發(fā)明，本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施例。圖I是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的薄膜型光伏充電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示，薄膜型光伏充電裝置的基本構(gòu)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(wěn)壓電路模塊3。柔性薄膜襯底I構(gòu)造用于粘附至移動(dòng)電子設(shè)備如智能手機(jī)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(yīng)產(chǎn)生電能，用于為移動(dòng)電子設(shè)備提供電力。薄膜型穩(wěn)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(dòng)電子設(shè)備提供相對(duì)穩(wěn)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(dòng)電子設(shè)備電連接，以將薄膜型光伏電池組件2產(chǎn)生的電力輸出給移動(dòng)電子設(shè)備。薄膜型光伏電池組件2可以為有機(jī)物薄膜電池，包括高分子材料有機(jī)電池，如PCBM/P3HT電池；小分子材料有機(jī)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(jī)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，本發(fā)明優(yōu)選采用在單晶襯底上外延生長(zhǎng)的砷化鎵薄膜電池。這類電池具有以下優(yōu)點(diǎn)a)具有最好的材料質(zhì)量，能夠最有效地控制電池的暗電流，從而使其能夠在弱光條件下(如室內(nèi)照明，光照強(qiáng)度為1/1000個(gè)直射太陽光的光照強(qiáng)度)穩(wěn)定工作；b)砷化鎵電池能夠吸收的光的波段和照明光源的發(fā)射光譜400nm-800nm重合，從而能夠獲得最大輸出電流并保持輸出電壓也最大，因此能夠獲得最大的光電轉(zhuǎn)換效率。圖2示出構(gòu)成圖I所示的薄膜型光伏充電裝置中的光伏電池組件2的一個(gè)最基本的電池單元5。薄膜型光伏電池組件2可以包括多個(gè)如圖2所示的電池單元5。如圖2所示，每個(gè)電池單元5根據(jù)需要可以由I個(gè)或I個(gè)以上的電池5. 1-5. η串聯(lián)而成(η是大于等于2的整數(shù))，從而每個(gè)電池單元5能夠通過輸入端口 5a和輸出端口 5b與其它電池單元串聯(lián)或并聯(lián)。圖3是示出圖I所示的薄膜型光伏充電裝置的內(nèi)部電路邏輯關(guān)系的方框圖。如圖3所示，薄膜型光伏電池組件2、薄膜型穩(wěn)壓電路模塊3和通用電源輸出接口 4順序電連接。薄膜型穩(wěn)壓電路模塊3用于控制薄膜型光伏電池組件2輸出基本穩(wěn)定的電壓，然后輸出的基本穩(wěn)定的電壓通過通用電源輸出接口 4提供給移動(dòng)電子設(shè)備，用于為移動(dòng)電子設(shè)備充電。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，薄膜型穩(wěn)壓電路模塊3的功能可通過開關(guān)矩陣31來實(shí)現(xiàn)。如圖3所示，薄膜型光伏電池組件2中的電池單元都連接到開關(guān)矩陣31。開關(guān)矩陣31配置為根據(jù)薄膜型光伏電池組件2中的單個(gè)電池單元的輸出電壓的大小來確定所述多個(gè)電池單元之間的電連接關(guān)系，從而使整個(gè)薄膜型光伏電池組件2輸出穩(wěn)定的電壓。
以下根據(jù)圖3所示的實(shí)施例說明利用開關(guān)矩陣31實(shí)現(xiàn)電壓控制的方式。如圖3所示，薄膜型穩(wěn)壓電路模塊3可以包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器32和編碼轉(zhuǎn)換器33。所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器32電連接至薄膜型光伏電池組件2中的一個(gè)電池單元5，用于采集所述電池單元5的電壓信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換成與電壓大小成比例的數(shù)字信號(hào)輸入到編碼轉(zhuǎn)換器33。編碼轉(zhuǎn)換器33根據(jù)所述電壓信號(hào)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的一組數(shù)字編碼輸入到開關(guān)矩陣31中，以觸發(fā)開關(guān)矩陣31中的不同開關(guān)，從而確定各個(gè)電池單元50之間的串并聯(lián)關(guān)系，保證整個(gè)薄膜電池組件輸出期望的基本穩(wěn)定的電壓。另外，如圖3所示，薄膜型穩(wěn)壓電路模塊3還可以包括充電保護(hù)裝置34，所述充電保護(hù)裝置34連接到開關(guān)矩陣31的輸出端上，用于限制薄膜型光伏充電裝置I的輸出電壓或電流超出移動(dòng)電子設(shè)備的額定值。上述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)、開關(guān)矩陣(Switch Matrix)、編碼轉(zhuǎn)換器(CodeConvertor),充電保護(hù)裝置(Voltage-Current Protection)等電路都可以用成熟的娃集成電路芯片實(shí)現(xiàn)。以下通過例子說明利用開關(guān)矩陣31控制薄膜型電池組件2的電壓輸出的過程。以由6個(gè)電池單元5構(gòu)成的薄膜型光伏電池組件為例。如果單個(gè)電池單元5因?yàn)榄h(huán)境光強(qiáng)不同輸出的電壓在0. 5V到IV之間變化，并且要求6個(gè)電池單元的組件輸出目標(biāo)電壓是3V。則當(dāng)電池單元5輸出電壓在IV時(shí)，通過開關(guān)矩陣31使每3個(gè)電池單元串聯(lián)，獲得3V的輸出電壓。而當(dāng)電池單元5輸出的電壓在0. 5V時(shí)，通過矩陣開關(guān)使6個(gè)電池單元全部串聯(lián)，同樣獲得3V的輸出電壓。圖4-9示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例的包括12個(gè)電池單元的光伏電池組件中的電池單元的電連接方式。其中，圖4示出12個(gè)電池單元采用2x6的排列方式，即，將12個(gè)電池單元分成6組,每組2個(gè)電池單元串聯(lián),6組電池單元并聯(lián)。圖5示出12個(gè)電池單元采用3x4的排列方式，即，將12個(gè)電池單元分成4組，每組3個(gè)電池單元串聯(lián)，4組電池單元并聯(lián)。圖6示出12個(gè)電池單元采用4x3的排列方式，即將12個(gè)電池單元分成3組，每組4個(gè)電池單元串聯(lián)，3組電池單元并聯(lián)。圖7示出12個(gè)電池單元采用6x2的排列方式，即，將12個(gè)電池單元分成2組，每組6個(gè)電池單元串聯(lián)，2組電池單元并聯(lián)。圖8示出12個(gè)電池單元采用10x1的排列方式，即10個(gè)電池單元串聯(lián)，共I組，2個(gè)電池單元空置。圖9示出12個(gè)電池單元采用12x1的排列方式，即每組12個(gè)電池單元串聯(lián)，共I組。目前智能手機(jī)的蓄電池基本上采用鋰電池。鋰電池的充電電壓是3-4V。因此，以鋰電池作為參照，說明本發(fā)明的以面積為Icmxlcm的砷化鎵薄膜電池作為基本結(jié)構(gòu)的電池組件的設(shè)計(jì)。砷化鎵薄膜電池在強(qiáng)光條件下(10倍太陽光)，輸出電壓是IV ;在弱光條件下，如室內(nèi)照明燈，輸出電壓為0. 15V。在本實(shí)施例中，以2個(gè)砷化鎵電池5. I和5. 2串聯(lián)為一個(gè)電池單元5(圖2)。這樣，每個(gè)電池單元5的輸出電壓(Vm11)范圍在0.3V和2V之間。并且，以12個(gè)電池單元為一組。對(duì)一組12個(gè)電池單元的排列組合按照如下方式設(shè)計(jì)1.當(dāng)Vrall >= 0. 3V，<= 0. 33V，通過開關(guān)矩陣使12個(gè)基本單元串聯(lián)(圖9)，輸出電壓在3. 6V和3. 96V之間；2.當(dāng)Veell > 0. 33V，<= 0. 36V，通過開關(guān)矩陣使11個(gè)基本單元串聯(lián)，I個(gè)基本單元空置，輸出電壓在3. 63V和3. 96V之間；
3.當(dāng)Veell > O. 36V，<= O. 4V，通過開關(guān)矩陣使10個(gè)基本單元串聯(lián)，2個(gè)基本單元空置(圖8)，輸出電壓在3. 6V和4V之間；4.當(dāng)Veell > O. 4V，<= O. 44V，通過開關(guān)矩陣使9個(gè)基本單元串聯(lián)，3個(gè)基本單元空置，輸出電壓在3. 6V和3. 96V之間；5.當(dāng)Veell > O. 44V，<= O. 5V，通過開關(guān)矩陣使8個(gè)基本單元串聯(lián)，4個(gè)基本單元空置，輸出電壓在3. 52V和4. OV之間；6.當(dāng)Veell > O. 5V，<= O. 6V，通過開關(guān)矩陣使6個(gè)基本單元串聯(lián)，O個(gè)基本單元空置，可以排列成2組并聯(lián)(圖7)，輸出電壓在3. OV和3. 6V之間；7.當(dāng)Veell > O. 6V，<= O. 8V，通過開關(guān)矩陣使5個(gè)基本單元串聯(lián)，2個(gè)基本單元空置，可以排列成2組并聯(lián)，輸出電壓在3. OV和4. OV之間；8.當(dāng)Veell > O. 8V，<= I. 0V，通過開關(guān)矩陣使4個(gè)基本單元串聯(lián)，O個(gè)基本單元空置，可以排列成3組并聯(lián)(圖6)，輸出電壓在3. 2V和4. OV之間；9.當(dāng)Veell > I. 0V, <= I. 33V，通過開關(guān)矩陣使3個(gè)基本單元串聯(lián)，O個(gè)基本單元空置，可以排列成4組并聯(lián)(圖5)，輸出電壓在3. OV和3. 99V之間；10.當(dāng)Veell > I. 33V，<= I. 5V，通過開關(guān)矩陣使3個(gè)基本單元串聯(lián)，O個(gè)基本單元空置，可以排列成4組并聯(lián)(圖5)，輸出電壓在3. 99V和4. 5V之間，這時(shí)必須通過過壓過流保護(hù)電路34來使其輸出電壓穩(wěn)定在大約4. OV ；11.當(dāng)Veell > I. 5V，<= 2. 0V，通過開關(guān)矩陣使2個(gè)基本單元串聯(lián)，O個(gè)基本單元空置，可以排列成6組并聯(lián)(圖4)，輸出電壓在3. OV和4. OV之間。總結(jié)上述設(shè)計(jì)，電池單元的排列方式和電池單元的輸出電壓的關(guān)系如下表。表I
電池單元電壓區(qū)間 (V)串聯(lián)數(shù)并聯(lián)數(shù)空置數(shù)電池組件輸出電壓 (V)電池利用率O. 3-0。3312IO3. 6-3. 96100%O. 33-0.3611II3. 63-3. 9691. 70%O. 36-0.410I23. 6-483. 33%O. 4-0. 449I33. 6-3. 9675. 00%O. 44-0.58I43. 52-466. 67%O. 5-0. 662O3. 0-3. 6100%O. 6-0. 85223· 0-4. O83. 33%0.8-1.043O3. 2-4. O100%1.0-1。3334O3. 0-3. 99100%1.33-1.534O3. 99-4. 5100%L 5-2, O26O3. 0-4. O100%由上表可知，在不同的光照條件下，根據(jù)本發(fā)明的薄膜型光伏充電裝置均可以獲得與鋰電池類似的適用于移動(dòng)電子設(shè)備的基本穩(wěn)定的輸出電壓。電池單元的輸出電壓由環(huán)境光強(qiáng)決定。假定電池組件工作在不同光強(qiáng)條件下的幾率是一致的，電池組件中電池單元的平均利用率是95. 7%。即電池單元平均利用率=Σ (每一電壓區(qū)間的電池單元的利用率X該電壓區(qū)間)/電池單元的電壓總區(qū)間具體計(jì)算如下
電池單元平均利用率=(O.33-0. 3) X 100 % +(0. 36-0. 33) X 91. 7 %+ (O. 4-0. 36) X 83. 33 % + (O. 44-0. 4) X 75 % + (O. 5-0. 44) X 66. 67 % + (O. 6-0. 5) X 100 %+ (0. 8-0. 6) X83. 88 % +(I. 0-0. 8) X 100 % +(I. 33-1. O) XlOO % +(I. 5-1. 33) XlOO %+ (2. 0-1. 5) X 100%= 95. 7%因此本發(fā)明的薄膜電池組件具有較高的電池利用率。實(shí)踐中，薄膜型光伏電池組件中所包括的電池單元的個(gè)數(shù)以6的整數(shù)倍為最佳選擇，這是因?yàn)?是可以被一組連續(xù)的數(shù)組{1，2，3}整除的最小整數(shù)，12是可以被一組連續(xù)的數(shù)組{1，2，3，4}整除的最小整數(shù)，從而，如果電池單元的個(gè)數(shù)選擇6的整數(shù)倍，易于對(duì)電池單元進(jìn)行排列和組合，使得每個(gè)電池單元都能夠盡可能地被充分利用。本發(fā)明的薄膜型光伏充電裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)I)采用高效率薄膜光伏電池，如薄膜GaAs電池，其具有高的光電轉(zhuǎn)換效率，單個(gè)太陽光條件下轉(zhuǎn)換效率達(dá)到25%，在各種弱光條件下(比如室內(nèi)臺(tái)燈光照等)轉(zhuǎn)換效率達(dá)到30%以上，因此易于保證電子設(shè)備的充電需求，實(shí)現(xiàn)各類移動(dòng)電子設(shè)備的能源獨(dú)立。2)寬的光照工作范圍，可以滿足在各種光照條件下的穩(wěn)壓要求。穩(wěn)定電壓輸出的光照強(qiáng)度變化范圍在一萬倍以上。即可以在O. 001倍的太陽光強(qiáng)度(相當(dāng)于I支20瓦的日光燈管在面積為20平方米，高為3米的房間里產(chǎn)生的光強(qiáng))到10倍太陽光強(qiáng)度條件下穩(wěn)定輸出電壓，對(duì)移動(dòng)電子設(shè)備充電。3)易于集成。本發(fā)明的薄膜型光伏充電裝置是一張基于柔性電子學(xué)的即貼即用的薄膜；可以粘附在任何表面，比如手機(jī)等任何電子設(shè)備的表面，因此，易于和包括智能手機(jī)在內(nèi)的各種電子設(shè)備集成為一體。根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)想其它的變形實(shí)施方式，只要不偏離本發(fā)明實(shí)質(zhì)，它們均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明的保護(hù)范圍由其權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1.一種薄膜型光伏充電裝置，包括柔性薄膜襯底，其構(gòu)造用于粘附至移動(dòng)電子設(shè)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(yīng)產(chǎn)生電能；和薄膜型穩(wěn)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。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的薄膜型光伏充電裝置，其中，所述薄膜型光伏電池組件包括多個(gè)電池單元，所述薄膜型穩(wěn)壓電路模塊包括開關(guān)矩陣，所述開關(guān)矩陣配置為根據(jù)薄膜型光伏電池組件中的單個(gè)電池單元的輸出電壓的大小來確定所述多個(gè)電池單元之間的電連接關(guān)系，從而使整個(gè)薄膜型光伏電池組件輸出穩(wěn)定的電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄膜型光伏充電裝置，其中，所述薄膜型穩(wěn)壓電路模塊還包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器和編碼轉(zhuǎn)換器，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接至所述薄膜型光伏電池組件中的一個(gè)電池單元，用于采集所述電池單元的電壓信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸入到編碼轉(zhuǎn)換器，所述編碼轉(zhuǎn)換器根據(jù)所述電壓信號(hào)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的一組編碼，以觸發(fā)開關(guān)矩陣，從而確定各個(gè)電池單元之間的電連接關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄膜型光伏充電裝置，其中，所述薄膜型穩(wěn)壓電路模塊還包括充電保護(hù)裝置，所述充電保護(hù)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(yù)定值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4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(chǎn)生的電力輸出給移動(dòng)電子設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的薄膜型光伏充電裝置，其中，所述薄膜型光伏電池組件包括有機(jī)物薄膜電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的薄膜型光伏充電裝置，其中，所述薄膜型光伏電池組件包括無機(jī)物薄膜電池。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的薄膜型光伏充電裝置，其中，所述無機(jī)物薄膜電池從砷化鎵(GaAs)薄膜電池、非晶娃(amorphous-Si)薄膜電池、締化鎘(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。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的薄膜型光伏充電裝置，其中，所述薄膜型光伏電池組件包括6個(gè)電池單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的薄膜型光伏充電裝置，其中，所述薄膜型光伏電池組件包括12個(gè)電池單元。
全文摘要
本發(fā)明提供一種薄膜型光伏充電裝置，包括柔性薄膜襯底，其構(gòu)造用于粘附至移動(dòng)電子設(shè)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(yīng)產(chǎn)生電能；和薄膜型穩(wěn)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(fā)明的薄膜型光伏充電裝置能夠在不同的光照強(qiáng)度下輸出穩(wěn)定的電壓，實(shí)現(xiàn)各類移動(dòng)電子設(shè)備的能源獨(dú)立。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102938571SQ20121043340
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月2日
發(fā)明者王偉明, 楊東 申請(qǐng)人:王偉明, 國(guó)電科技環(huán)保集團(tuán)股份有限公司