CN103368234A - 一种散光发电的微透镜结构薄膜电池与无线开关供电系统 - Google Patents

一种散光发电的微透镜结构薄膜电池与无线开关供电系统 Download PDF

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吴可可
孙晋祥
吴泓沛
鲁艳军
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Abstract

本发明公开了一种散光发电的微透镜结构薄膜电池与无线开关供电系统，包括内部为中空的基体，所述基体的上表面放置控制开关，基体的每个侧面分别安装N个非晶硅薄膜电池，所述N≥1，所述基体内部安装蓄电池、二极管，所述非晶硅薄膜电池包括基板及镀在基板底面的非晶硅发电层，所述基板的顶面加工微透镜阵列结构。本发明有效地加强了弱光条件下薄膜电池基板对空间中散射光线的吸收作用，并在此基础上制作出了吸收周围弱光发电的全天候无线开关，该开关无需更换电池，可直接利用室内弱光进行发电，以实现全天候供电，是一种绿色无能耗开关。

Description

一种散光发电的微透镜结构薄膜电池与无线开关供电系统
技术领域
本发明涉及到应用太阳能发电领域，尤其涉及一种散光发电的微透镜结构薄膜电池与无线开关供电系统。 
背景技术
目前，家用电器开关需要繁琐的电线，耗费了大量铜线和铝线等不可再生资源。而且，由于接线老化、开关损坏等容易造成漏电、触电事故。采用无线开关可以避免这些问题，但目前的无线开关均需电池供电，存在频繁更换电池、电池回收困难等缺陷。 
发明内容
为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种散光发电的微透镜结构薄膜电池与无线开关供电系统。 
本发明采用非晶硅薄膜电池，在其表面加工出微透镜结构阵列，有效地加强了弱光条件下薄膜电池基板对空间中散射光线的吸收作用，并在此基础上制作出了吸收周围弱光发电的全天候无线开关。 
本发明采用的技术方案如下： 
一种散光发电的微透镜结构薄膜电池与无线开关供电系统，包括内部为中空的基体，所述基体的上表面放置控制开关，基体的每个侧面分别安装N个非晶硅薄膜电池，所述N≥1，所述基体内部安装蓄电池、二极管。 
所述非晶硅薄膜电池通过二极管与蓄电池连接构成充电回路，具体连接为：N个并联的非晶硅薄膜电池的负极与蓄电池的负极连接，所述蓄电池的正极与二极管的负极连接，二极管的正极与N个并联的非晶硅薄膜电池的正极连接构成充电回路； 
所述蓄电池与控制开关连接构成放电回路。 
所述非晶硅薄膜电池通过二极管与蓄电池连接构成充电回路，具体连接为：N个非晶硅薄膜电池分别与二极管连接后并联，然后与蓄电池连接构成充电回路，所述蓄电池与控制开关连接构成放电回路。 
所述非晶硅薄膜电池包括基板及镀在基板底面的非晶硅发电层，所述基板 的顶面加工微透镜阵列结构。 
所述非晶硅薄膜电池厚度为1～20毫米，面积为20～100毫米×20～100毫米。 
所述微透镜阵列结构具体为微锥塔或微沟槽，所述深度为50～900微米，顶角角度为50～90度，间距为100～1000微米，表面粗糙度为5～30纳米。 
所述基体为四棱锥台。 
还包括接收器，所述接收器安装在用电器电路中。 
本发明与现有技术相比具有如下优点： 
（1）本发明采用非晶硅薄膜电池板组，并在其基板上制造出微透镜阵列结构，明显提高了薄膜电池在弱光、散光下的转换效率； 
（2）本发明所用薄膜电池基板为玻璃，也可利用透光度高的树脂，成本低，可替换各种室内、室外有线开关，具有良好的应用前景； 
（3）本发明可利用周边散光进行发电，无需更换电池，无能耗，对环境无污染； 
（4）根据不同场合，本发明的外观形状可以做成平面体或各种立方体结构，以更好地应用于实际。 
附图说明
图1为本发明一种散光发电的微透镜结构薄膜电池与无线开关供电系统结构示意图； 
图2为实施例1的非晶硅薄膜电池与蓄电池的电路连接图； 
图3为实施例2的非晶硅薄膜电池与蓄电池的电路连接图； 
图4(a)为具体实施方式中具有微透镜阵列结构的非晶硅玻璃基板吸收散光示意图，图4(b)为普通基板吸收散光示意图。 
图中示出： 
1-控制开关，2-微透镜阵列结构，3-基体，4-蓄电池，5-二极管，7-散光，8-玻璃基板，9-非晶硅薄膜电池。 
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。 
实施例1 
如图1所示，一种散光发电的微透镜结构薄膜电池与无线开关供电系统，包括内部为中空的基体，本实施例的基体为四棱锥台，在基体上表面放置控制开 关1，所述控制开关优选无线控制开关，基体3的四个侧面分别安装N个非晶硅薄膜电池9，所述N≥1，所述基体3内部设有电路接线、蓄电池4、二极管5。 
如图2所示，所述非晶硅薄膜电池通过二极管与蓄电池连接构成充电回路，具体连接为：N个并联的非晶硅薄膜电池的负极与蓄电池的负极连接，所述蓄电池的正极与二极管的负极连接，二极管的正极与非晶硅薄膜电池的正极连接构成充电回路； 
所述蓄电池与控制开关连接构成放电回路，接收器安装在用电器电路中。 
所述二极管的单向导电性保证了在光线过于微弱或黑暗情况下，蓄电池不会反向放电，（即玻璃基板作为放电元件，此为无用电损耗），充电电路储存的电量通过蓄电池传给放电电路，以供电于控制开关即遥控发射回路；控制开关通过控制接收器（高频载波信号的传输）进而控制用电器。 
所述非晶硅薄膜电池包括基板及镀在基板底面的非晶硅发电层，所述基板的顶面加工微透镜阵列结构2，微透镜阵列结构2具体为微锥塔或微沟槽，所述基板为光学玻璃或透光度高的树脂。 
所述非晶硅发电层为Glass/TCO/p－a－SiC：H/i－a－Si：H/n－a－Si：H/Al结构中的一种，基板选用普通玻璃，厚度为2毫米，利用化学气相沉积法制造，硅烷气体流入真空反应器，利用高频放电等方法分解硅烷，使非晶硅沉积在基板上。 
由于工业化批量生产的特性，基板比较大，需按要求将大块的基板裁剪成规定尺寸的小块，再在CNC磨床上将玻璃上表面加工成微透镜阵列结构。其中，微透镜结构深度为50～900微米，间距为100～1000微米，顶角为50～90度，表面粗糙度为5～30纳米。 
CNC精密磨床采用零磨削可将玻璃加工表面粗糙度加工至微米级别，随后采用磁流变抛光技术对加工表面进行光整加工，可将普通加工难以完成的V槽内部抛光成类似镜面的外表面。 
所述蓄电池可用2节充电的7号干电池，二极管的单向导电性保证了干电池的电量不会无用损耗。 
实施例2 
本实施例中，如图3所示，所述非晶硅薄膜电池通过二极管与蓄电池连接构成充电回路，具体连接为：N个非晶硅薄膜电池分别与二极管5连接后并联与 蓄电池4连接构成充电回路。 
其他结构与实施例1结构相同。 
实施例3 
如图4（a）、（b）所示，所述基板选用玻璃基板8，通过多次测量非晶硅薄膜电池的转化效率，结果显示：加工了微透镜阵列结构的薄膜电池如图4（a）所示，在弱光（500瓦）下利用散光7（照射斜角α=80°）与不加工微透镜阵列结构的薄膜电池如图4（b）相比，提高转化效率提高了233%。采用4块微透镜结构薄膜电池，尺寸参数为5厘米*5厘米*3厘米(长*宽*高)，结构阵列间距分别为1,1,0.9,0.2毫米,沟槽深度对应为866，866，780，173微米，顶角为60°，根据如图2所示连接电路连接。 
进行实验测试，在室内弱光条件下，将蓄电池电量放空，利用室内弱光充电大约1小时遥控开关即可使用；在每天平均使用次数（如50次）下，测得蓄电池的储电量越来越多，可以全天候供给室内无线开关。 
本发明有效地加强了弱光条件下薄膜电池基板对空间中散射光线的吸收作用，并在此基础上制作出了吸收周围弱光散光发电供给的无线开关系统。该开关无需更换电池，可直接利用室内弱光进行发电，以实现全天候供电，是一种绿色无能耗开关。 
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (8)

1.一种散光发电的微透镜结构薄膜电池与无线开关供电系统，其特征在于，包括内部为中空的基体，所述基体的上表面放置控制开关，基体的每个侧面分别安装N个非晶硅薄膜电池，所述N≥1，所述基体内部安装蓄电池、二极管。
2.根据权利要求1所述的一种散光发电的微透镜结构薄膜电池与无线开关供电系统，其特征在于，所述非晶硅薄膜电池通过二极管与蓄电池连接构成充电回路，具体连接为：N个并联的非晶硅薄膜电池的负极与蓄电池的负极连接，所述蓄电池的正极与二极管的负极连接，二极管的正极与N个并联的非晶硅薄膜电池的正极连接构成充电回路；
所述蓄电池与控制开关连接构成放电回路。
3.根据权利要求1所述的无线开关供电系统，其特征在于，所述非晶硅薄膜电池通过二极管与蓄电池连接构成充电回路，具体连接为：N个非晶硅薄膜电池分别与二极管连接后并联，然后与蓄电池连接构成充电回路，所述蓄电池与控制开关连接构成放电回路。
4.根据权利要求3所述的无线开关供电系统，其特征在于，所述非晶硅薄膜电池包括基板及镀在基板底面的非晶硅发电层，所述基板的顶面加工微透镜阵列结构。
5.根据权利要求4所述的无线开关供电系统，其特征在于，所述非晶硅薄膜电池厚度为1～20毫米，面积为20～100毫米×20～100毫米。
6.根据权利要求4所述的无线开关供电系统，其特征在于，所述微透镜阵列结构具体为微锥塔或微沟槽，所述深度为50～900微米，顶角角度为50～90度，间距为100～1000微米，表面粗糙度为5～30纳米。
7.根据权利要求1所述的无线开关供电系统，其特征在于，所述基体为四棱锥台。
8.根据权利要求1-7任一项所述的无线开关供电系统，其特征在于，还包括接收器，所述接收器安装在用电器电路中。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104852677A (zh) * 2015-03-19 2015-08-19 华南理工大学 一种微透镜吸光和微球硅聚光组合的太阳能电池

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2080730U (zh) * 1990-08-20 1991-07-10 吴明番 非晶硅太阳电池收音机
CN201210654Y (zh) * 2008-05-23 2009-03-18 南京全屋电器开关有限公司 矽薄膜太阳能发电装置
CN101476692A (zh) * 2008-12-30 2009-07-08 上海广茂达灯光景观工程有限公司 薄膜太阳能灯
CN102343528A (zh) * 2011-09-23 2012-02-08 华南理工大学 一种具有微锥塔石英透镜阵列的微成型镜面及加工方法
US20120062035A1 (en) * 2009-05-15 2012-03-15 Bruno Estibals Photovoltaic Device And Manufacturing Method
CN102568128A (zh) * 2011-12-08 2012-07-11 华南理工大学 一种无能耗全天候警示灯
CN203434659U (zh) * 2013-07-22 2014-02-12 华南理工大学 一种包含散光发电微透镜结构薄膜电池的无线开关系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2080730U (zh) * 1990-08-20 1991-07-10 吴明番 非晶硅太阳电池收音机
CN201210654Y (zh) * 2008-05-23 2009-03-18 南京全屋电器开关有限公司 矽薄膜太阳能发电装置
CN101476692A (zh) * 2008-12-30 2009-07-08 上海广茂达灯光景观工程有限公司 薄膜太阳能灯
US20120062035A1 (en) * 2009-05-15 2012-03-15 Bruno Estibals Photovoltaic Device And Manufacturing Method
CN102343528A (zh) * 2011-09-23 2012-02-08 华南理工大学 一种具有微锥塔石英透镜阵列的微成型镜面及加工方法
CN102568128A (zh) * 2011-12-08 2012-07-11 华南理工大学 一种无能耗全天候警示灯
CN203434659U (zh) * 2013-07-22 2014-02-12 华南理工大学 一种包含散光发电微透镜结构薄膜电池的无线开关系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104852677A (zh) * 2015-03-19 2015-08-19 华南理工大学 一种微透镜吸光和微球硅聚光组合的太阳能电池
CN104852677B (zh) * 2015-03-19 2017-04-19 华南理工大学 一种微透镜吸光和微球硅聚光组合的太阳能电池

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