DE102016221580A1 - Mit Fensterscheibe und Jalousie integriertes Solarzellensystem - Google Patents

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Sang Hak Kim
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Abstract

Ein mit einer Fensterscheibe und einer Jalousie integriertes Solarzellensystem ist geliefert. Das Solarzellensystem enthält ein Hochleistungs-Solarzellensystem, das zwei Arten von Solarzellen aufweist, die zum Absorbieren von Licht mit sich voneinander unterscheidenden Wellenlängenbändern konfiguriert sind und mit einer Fensterscheibe bzw. einer Jalousie gekoppelt sind. Das Solarzellensystem enthält eine erste Solarzelle, die mit einer Fensterscheibe gekoppelt ist, und eine zweite Solarzelle, die mit einer Jalousie gekoppelt ist und zum Absorbieren von Licht mit einem sich von dem durch die erste Solarzelle absorbierten Licht unterscheidenden Wellenlängenband konfiguriert ist. Die Bandabstandsenergie der ersten Solarzelle ist größer als die Bandabstandsenergie der zweiten Solarzelle, um eine Erzeugung von elektrischer Energie zu maximieren. Zudem ist die zweite Solarzelle mit der Jalousie gekoppelt, die zum Öffnen und Schließen installiert ist, um eine Leistung ohne Verschlechterung der Transmission der Fensterscheibe zu erhöhen.

Description

  • HINTERGRUND
  • (a) Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Hochleistungs-Solarzellensystem und genauer ein Hochleistungs-Solarzellensystem mit zwei Arten von Solarzellen, die zum Absorbieren von Licht mit sich voneinander unterscheidenden Wellenlängenbändern konfiguriert sind, die mit einer Fensterscheibe bzw. einer Jalousie gekoppelt sind.
  • (b) Hintergrund der Erfindung
  • In letzter Zeit wird Forschung betrieben, um Solarzellen auf Gebäude oder Fensterscheiben von Fahrzeugen anzuwenden, um einen energetischen Wirkungsgrad zu verbessern, eine Kraftstoffeffizienz zu verbessern und eine Emission von Kohlendioxid (CO2) zu reduzieren. Eine entwickelte Einrichtung der verwandten Technik enthält eine Schiebedachplatte und eine an einer Oberfläche der Schiebedachplatte angebrachte Solarzelle. Insbesondere wird eine Erhöhung der Solarzellenleistung erfordert, um das Solarzellensystem zu kommerzialisieren. Im Allgemeinen wird eine Solarzellenleistung durch Erhöhen einer Stärke einer Lichtabsorptionsschicht, die Sonnenlicht absorbiert, oder Einführen einer gestapelten Tandemstruktur erhöht, die zwei oder mehr Solarzellen enthält, um Licht mit sich voneinander unterscheidenden Wellenlängenbändern zu absorbieren.
  • Für Solarzellen, die auf Gebäude oder Fensterscheiben von Fahrzeugen angewandt werden, verschlechtert sich jedoch die Transmission der Fensterscheiben, wenn die Stärke der Lichtabsorptionsschicht erhöht wird oder die Tandemstruktur eingeführt wird, um die Solarzellenleistung zu erhöhen. Daher besteht eine Notwendigkeit der Entwicklung eines Solarzellensystems, das die Transmission der Fensterscheibe sicherstellt und hohe Leistung liefert, wenn das Solarzellensystem auf die Fensterscheibe angewandt wird.
  • Die obigen Informationen, die in diesem Abschnitt offenbart sind, dienen lediglich zur Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und können daher Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden, der jemandem mit gewöhnlichen Fähigkeiten in der Technik hierzulande bereits bekannt ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die vorliegende Erfindung liefert ein Solarzellensystem, das zum Sicherstellen von sowohl hoher Leistung als auch Transmission einer in einem Gebäude oder einem Fahrzeug montierten Fensterscheibe während des Abschwächens des Abwägungsverhältnisses zwischen der hohen Leistung und der Transmission der Fensterscheibe fähig ist. Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Solarzellensystem zu liefern, das durch Verwenden einer Kombination verschiedener Solarzellen eine Leistung maximiert.
  • In einem Aspekt liefert die vorliegende Erfindung ein integriertes Solarzellensystem, das eine Fensterscheibe und eine Jalousie enthalten kann, die zum Öffnen und Schließen konfiguriert ist und auf der Innenseite der Fensterscheibe installiert ist, um von der Fensterscheibe in einem vorbestimmten Abstand beabstandet zu sein. Das integrierte Solarzellensystem kann eine Abschirmung enthalten, die aus einem flexiblen Material gebildet ist und um Licht zu blockieren, das durch die Fensterscheibe eintritt, wenn eine semitransparente oder transparente erste Solarzelle mit der Fensterscheibe gekoppelt sein kann und eine flexible zweite Solarzelle mit der Abschirmung der Jalousie gekoppelt ist.
  • Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die Fensterscheibe in einem Gebäude oder einem Fahrzeug angeordnet sein. Bei einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann die Jalousie eine Rolljalousie bzw. ein Rollo sein. Die erste Solarzelle und die zweite Solarzelle können zum Absorbieren von Sonnenlicht mit sich voneinander unterscheidenden Wellenlängenbändern konfiguriert sein. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen kann eine Bandabstandsenergie der ersten Solarzelle größer als eine Bandabstandsenergie der zweiten Solarzelle sein. Die erste Solarzelle kann aus zumindest einem Element der aus Folgendem bestehenden Gruppe ausgewählt werden: eine organische Solarzelle, eine Perowskit-Solarzelle, eine farbstoffsensibilisierte Solarzelle, eine Solarzelle aus amorphem Silizium und eine CIGS(Kupfer-Indium-Gallium-Selenid)-Dünnschicht-Solarzelle. Bei einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann die zweite Solarzelle aus zumindest einem Element der aus Folgendem bestehenden Gruppe ausgewählt werden: eine organische Solarzelle, eine Perowskit-Solarzelle, eine Solarzelle aus amorphem Silizium, eine Solarzelle aus kristallinem Silizium und eine CIGS-Dünnschicht-Solarzelle. Das integrierte Solarzellensystem kann ferner eine Steuerung zum Maximum Power Point Tracking (MPPT; zu Deutsch etwa: „Maximal-Leistungspunkt-Verfolgung”), die mit der ersten Solarzelle und der zweiten Solarzelle gekoppelt und zum Betätigen des MPPT konfiguriert ist, und eine Batterie enthalten, die zum Speichern von elektrischer Energie konfiguriert ist, die durch die erste Solarzelle und die zweite Solarzelle erzeugt wird.
  • Die vorliegende Erfindung mit den zuvor erwähnten Konfigurationen kann die folgenden Effekte aufweisen. Das Solarzellensystem kann eine hohe Leistung ohne Verschlechtern der Transmission der Fensterscheibe liefern, die in einem Gebäude oder einem Fahrzeug angeordnet ist. Zudem kann das Solarzellensystem durch Verwenden einer Kombination von verschiedenen Solarzellen Leistung maximieren. Nach der vorliegenden Erfindung kann das Solarzellensystem ferner eine Zunahme des Gewichts minimieren und hohe Leistung liefern, um eine Kraftstoffeinsparung und Kraftstoffeffizienz erheblich zu verbessern.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die oben erwähnten und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun in Bezug auf die beispielhaften Ausführungsformen derselben detailliert beschrieben werden, die in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht sind, die nachstehend nur zur Veranschaulichung aufgeführt sind und folglich die vorliegende Erfindung nicht beschränken und in denen:
  • 1 eine beispielhafte Referenzansicht zum Erläutern einer Bandabstandsausgestaltung einer ersten Solarzelle und einer zweiten Solarzelle nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 2 eine beispielhafte Referenzansicht zum Erläutern der Bandabstandsausgestaltung der ersten Solarzelle und der zweiten Solarzelle nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 3 eine beispielhafte Ansicht ist, die ein Solarzellensystem nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
  • 4 eine beispielhafte Ansicht ist, die ein Solarzellensystem nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
  • 5 eine beispielhafte Ansicht ist, die ein Solarzellensystem nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
  • 6 eine beispielhafte Ansicht zum Erläutern einer MPPT-Steuereinheit und einer Batterie des Solarzellensystems nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
  • Die in den Zeichnungen dargelegten Bezugsnummern enthalten den Bezug auf die folgenden Elemente, wie unten weiter erörtert:
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Fensterscheibe
    20
    Jalousie
    21
    Abschirmung
    22
    Rollstange
    30
    Erste Solarzelle
    40
    Zweite Solarzelle
  • Es sollte klar sein, dass die beiliegenden Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener beispielhafter Merkmale aufzeigen, die für die grundlegenden Prinzipien der Erfindung veranschaulichend sind. Die spezifischen Ausgestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, die hierin offenbart sind und beispielsweise bestimmte Maße, Orientierungen, Plätze und Formen enthalten, werden zum Teil durch die bestimmte vorgesehene Anwendung und Einsatzumgebung bestimmt werden. In den Figuren beziehen sich die Bezugsnummern überall in den verschiedenen Figuren der Zeichnung auf gleiche oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Nachstehend wird nun auf verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert Bezug genommen werden, deren Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht und unten beschrieben sind. Zwar wird die Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben werden, aber es wird klar sein, dass die vorliegende Beschreibung die Erfindung nicht auf diese beispielhaften Ausführungsformen beschränken soll. Im Gegenteil soll die Erfindung nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen decken, die innerhalb des Wesens und Bereiches der Erfindung enthalten sein können, die durch die beiliegenden Ansprüche definiert sind.
  • Nachstehend wird die vorliegende Erfindung durch beispielhafte Ausführungsformen detailliert beschrieben werden. Die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in verschiedene Formen modifiziert werden, ohne von dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Der Bereich der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf die folgenden beispielhaften Ausführungsformen beschränkt. Beschreibungen öffentlich bekannter Konfigurationen oder Funktionen werden weggelassen werden, um ein unnötiges Verschleiern des Gegenstands der vorliegenden Erfindung zu vermeiden.
  • Die hierin verwendete Terminologie dient nur zum Zweck des Beschreibens bestimmter Ausführungsformen und soll die Erfindung nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/eine” und „der/die/das” auch die Pluralformen enthalten, sofern der Kontext dies nicht anderweitig klar erkennen lässt. Es wird zudem klar sein, dass die Ausdrücke „weist auf” und/oder „aufweisend”, wenn in dieser Beschreibung verwendet, das Vorhandensein der genannten Merkmale, ganzen Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bauteile spezifizieren, aber nicht das Vorhandensein oder den Zusatz von einem/einer oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen derselben ausschließen. Wie hierin verwendet, enthält der Ausdruck „und/oder” jedes beliebige und alle Kombinationen von einem oder mehreren der assoziierten, aufgelisteten Elemente. Beispielsweise werden zum Verdeutlichen der Beschreibung der vorliegenden Erfindung Teile ohne Bezug nicht gezeigt und die Stärken von Schichten und Bereichen zur Klarheit übertrieben. Wenn angegeben wird, dass sich eine Schicht „auf” einer anderen Schicht oder einem anderen Substrat befindet, kann sich die Schicht ferner direkt auf einer anderen Schicht oder einem anderen Substrat befinden oder eine dritte Schicht kann zwischen denselben angeordnet sein.
  • Es wird zudem klar sein, dass die Ausdrücke „weist auf” und/oder „aufweisend”, wenn in dieser Beschreibung verwendet, das Vorhandensein der genannten Merkmale, ganzen Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bauteile spezifizieren, aber nicht das Vorhandensein oder den Zusatz von einem/einer oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen derselben ausschließen. Wie hierin verwendet, enthält der Ausdruck „und/oder” jedes beliebige und alle Kombinationen von einem oder mehreren der assoziierten, aufgelisteten Elemente.
  • Des Weiteren kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nicht-transitorische computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Datenträger ausgeführt werden, der ausführbare Programmbefehle enthält, die durch einen Prozessor, eine Steuerung/Steuereinheit oder dergleichen ausgeführt werden. Beispiele computerlesbarer Datenträger enthalten Festwertspeicher (ROM), Direktzugriffsspeicher (RAM), Compact-Disc-Festwertspeicher (CD-ROMs), Magnetbänder, Disketten, Flash-Laufwerke, Chipkarten und optische Datenspeichervorrichtungen, sind aber nicht darauf beschränkt. Das computerlesbare Aufnahmemedium kann auch in netzwerkgekoppelten Computersystemen verteilt sein, so dass das computerlesbare Medium auf verteilte Weise gespeichert und ausgeführt wird, z. B. durch einen Telematikserver oder ein Controller Area Network (CAN).
  • Es ist klar, dass der Ausdruck „Fahrzeug” oder „Fahrzeug-” oder ein anderer ähnlicher Ausdruck, der hierin verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen enthält, wie beispielsweise Personenkraftwagen, die Geländefahrzeuge (SUV), Busse, Lastwagen, verschiedene Geschäftswagen enthalten, Wasserfahrzeuge, die eine Vielzahl von Booten und Schiffen enthalten, Luftfahrzeuge und Ähnliches, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und Fahrzeuge mit anderen alternativen Brennstoffen enthält (z. B. Brennstoffe, die aus anderen Rohstoffen als Erdöl gewonnen werden). Wie hierin bezeichnet, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Leistungsquellen aufweist, wie beispielsweise sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch betriebene Fahrzeuge.
  • Ein integriertes Solarzellensystem nach der vorliegenden Erfindung kann eine Fensterscheibe 10 und eine Jalousie 20 enthalten, die auf einer Innenseite der Fensterscheibe angeordnet ist, um von der Fensterscheibe in einem vorbestimmten Abstand beabstandet zu sein. Eine semitransparente oder transparente erste Solarzelle kann mit der Fensterscheibe gekoppelt sein und eine flexible zweite Solarzelle kann mit der Jalousie gekoppelt sein. Die Fensterscheibe kann eine vorbestimmte Form und Größe aufweisen und kann in einem Gebäude oder einem Fahrzeug angeordnet sein. Ferner kann die Fensterscheibe ein Schiebedach für ein Fahrzeug, ein Panoramadach für ein Fahrzeug, ein Türfenster für ein Fahrzeug oder eine Fensterscheibe eines Gebäudes oder dergleichen enthalten.
  • Die Jalousie kann auf einer Innenseite der Fensterscheibe angeordnet sein, um von der Fensterscheibe in einem vorbestimmten Abstand beabstandet zu sein, und kann eine Abschirmung 21 zum Blockieren von durch die Fensterscheibe hindurch gehendem Licht enthalten. Wenn die Jalousie zum Öffnen und Schließen installiert ist, kann die Abschirmung jedoch zum selektiven Durchführen der Lichtabschirmungsoperation konfiguriert sein. Mit anderen Worten kann die Jalousie geöffnet werden, wenn Licht erfordert wird, und geschlossen werden, wenn eine Lichtabschirmung und Leistungserzeugung erfordert werden. Die Jalousie kann ein Rollo sein, aber ist nicht auf eine bestimmte Art von Jalousie beschränkt. Daher kann die Jalousie die Abschirmung, die aus einem flexiblen Material gebildet sein kann, eine Rollstange bzw. Rollwelle (roll bar) 22 zum Liefern eines Raums, in dem die Abschirmung in Form einer Rolle aufgerollt werden kann, und eine Antriebseinheit enthalten, die zum Betätigen der Abschirmung in eine aufgerollte Position oder eine von der Rollwelle ausgefahrene bzw. abgerollte Position konfiguriert ist.
  • Die erste Solarzelle kann zum Absorbieren von Licht in einem bestimmten Wellenlängenband, das durch die Fensterscheibe eintritt, und Umwandeln des Lichts in elektrische Energie konfiguriert sein. Die Form und Größe der ersten Solarzelle sind nicht beschränkt, aber die erste Solarzelle kann eine ähnliche Form und Größe wie die Fensterscheibe aufweisen oder gebildet sein, um eine Gesamtfläche der Fensterscheibe zu bedecken. Die maximale Menge an Licht, das durch die Fensterscheibe eintritt, kann absorbiert werden. Die erste Solarzelle, insbesondere eine Lichtabsorptionsschicht der ersten Solarzelle, kann aus einer Substanz gebildet werden, die zum Absorbieren von Licht in einem Wellenlängenband von sichtbarem Licht konfiguriert ist. Insbesondere kann für die erste Solarzelle eine semitransparente oder transparente Solarzelle verwendet werden. Folglich kann eine Verschlechterung der Transmission der Fensterscheibe durch die erste Solarzelle verhindert werden. Daher kann die erste Solarzelle aus zumindest einem Element der Gruppe ausgewählt werden, die Folgendes enthält: eine organische Solarzelle, eine Perowskit-Solarzelle, eine farbstoffsensibilisierte Solarzelle, eine Solarzelle aus amorphem Silizium und eine CIGS-Dünnschicht-Solarzelle.
  • Die zweite Solarzelle kann zum Absorbieren von Licht in einem bestimmten Wellenlängenband, das durch die Fensterscheibe und die erste Solarzelle hindurch geht, und Umwandeln des Lichts in elektrische Energie konfiguriert sein. Die zweite Solarzelle kann mit der Abschirmung der Jalousie gekoppelt sein. Die zweite Solarzelle kann dimensioniert sein, um eine Gesamtfläche der Abschirmung maximal zu bedecken. Folglich kann die maximale Menge an elektrischer Energie erhalten werden, wenn die Abschirmung vollständig ausgefahren ist. Die zweite Solarzelle kann aus einem flexiblen Material gebildet werden. Die Jalousie kann konfiguriert sein, um zum Öffnen oder Schließen installiert zu werden. Wenn sich die Jalousie in einer aufgerollten Position (z. B. eine untergebrachte Position) befindet, kann die zweite Solarzelle flexibel sein, um zusammen mit der Abschirmung um die Rollwelle herum aufgewickelt zu werden. Daher kann die zweite Solarzelle eine Solarzelle (z. B. eine Solarzelle vom Folientyp) sein.
  • Die zweite Solarzelle kann mit der ersten Solarzelle elektrisch verbunden sein und mit der ersten Solarzelle parallel oder in Reihe geschaltet sein. Die zweite Solarzelle kann eine Lichtabsorptionsschicht enthalten, die aus einer Substanz gebildet ist, die zum Absorbieren von Licht mit einem sich von dem durch die erste Solarzelle absorbierten Licht unterscheidenden Wellenlängenband konfiguriert ist. Insbesondere kann die zweite Solarzelle aus einer Substanz gebildet sein, die zum Absorbieren von Licht in einem Wellenlängenband konfiguriert ist, das durch die erste Solarzelle nicht absorbiert werden kann. Daher kann elektrische Energie, die durch das Solarzellensystem erhalten werden kann, maximiert werden. Die zweite Solarzelle kann insbesondere eine opake Solarzelle oder die transparente Solarzelle sein. Daher kann die zweite Solarzelle aus zumindest einem Element aus der aus Folgendem bestehenden Gruppe ausgewählt werden: eine organische Solarzelle, eine Perowskit-Solarzelle, eine Solarzelle aus amorphem Silizium, eine Solarzelle aus kristallinem Silizium und eine CIGS-Dünnschicht-Solarzelle.
  • Wie oben beschrieben wurde, kann eine Kombination der ersten Solarzelle und der zweiten Solarzelle als die Solarzellen konfiguriert sein, die ein unterschiedliches Wellenlängenband von Licht zur fotoelektrischen Umwandlung verwenden. Die erste Solarzelle und die zweite Solarzelle können jedoch zum Absorbieren von Licht mit sich voneinander unterscheidenden Wellenlängenbändern konfiguriert sein und eine Bandabstandsenergie der ersten Solarzelle kann größer als eine Bandabstandsenergie der zweiten Solarzelle sein, um einen Wirkungsgrad des integrierten Solarzellensystems zu verbessern.
  • Die Bandabstandsenergie kann eine Bandabstandsenergie eines Halbleiters enthalten, die für die erste Solarzelle und/oder die zweite Solarzelle verwendet wird. Die Solarzelle kann zum Absorbieren von Photonen mit einem höheren Energieniveau konfiguriert sein, da sich die Bandabstandsenergie erhöht, und die Solarzelle mit einer hohen Bandabstandsenergie kann verglichen zu einer Solarzelle mit einer geringen Bandabstandsenergie zum Absorbieren von Licht in einem kurzen Wellenlängenband konfiguriert sein. Die Solarzelle kann zum Absorbieren von Photonen mit einem Energieniveau konfiguriert sein, das größer als die Bandabstandsenergie der Solarzelle ist, und kann zum Erzeugen von Leistung konfiguriert sein. Mit anderen Worten können, wenn Sonnenenergie (hv0) in einem Gesamtspektrum in das integrierte Solarzellensystem eintritt, alle Photonen mit einer höheren Energie als der Bandabstandsenergie (Eg1) der ersten Solarzelle durch die erste Solarzelle absorbiert werden.
  • 1 veranschaulicht das integrierte Solarzellensystem, wenn eine Bandabstandsenergie (Eg2) der zweiten Solarzelle größer als die Bandabstandsenergie (Eg1) der ersten Solarzelle ist. In Bezug auf 1 kann zwar die Bandabstandsenergie Eg2 der zweiten Solarzelle größer als die Bandabstandsenergie Eg1 der ersten Solarzelle sein, aber die erste Solarzelle 30 kann zum Absorbieren der Photonen mit einem größeren Energieniveau als die Bandabstandsenergie Eg1 der ersten Solarzelle 30 konfiguriert sein. Mit anderen Worten kann die erste Solarzelle 30 zum Absorbieren der Photonen konfiguriert sein, die durch die zweite Solarzelle 40 zu absorbieren sind. Da ein Energieniveau der Sonnenenergie hv1, die in die zweite Solarzelle 40 eintritt, geringer als die Bandabstandsenergie Eg2 der zweiten Solarzelle 40 sein kann, kann die zweite Solarzelle 40 nicht zum Absorbieren der Sonnenenergie hv1 fähig sein. Da die Solarzelle eine Beschränkung des Wirkungsgrad der fotoelektrischen Umwandlung enthalten kann, kann der Wirkungsgrad des integrierten Solarzellensystems nicht verbessert werden, auch wenn die erste Solarzelle 30 und die zweite Solarzelle 40 kombiniert werden.
  • 2 veranschaulicht das integrierte Solarzellensystem, wenn die Bandabstandsenergie Eg1 der ersten Solarzelle größer als die Bandabstandsenergie Eg2 der zweiten Solarzelle ist. Wenn die Sonnenenergie hv0 durch die erste Solarzelle 30 hindurch geht, kann das Photon mit einem größeren Energieniveau als die Bandabstandsenergie Eg1 der ersten Solarzelle 30 absorbiert werden und die restliche Sonnenenergie in die zweite Solarzelle 40 eintreten. Mit anderen Worten kann, wenn die Bandabstandsenergie Eg2 der zweiten Solarzelle geringer als die Bandabstandsenergie Eg1 der ersten Solarzelle ist, die zweite Solarzelle zum Absorbieren des Photons mit einem geringeren Energieniveau als die Bandabstandsenergie Eg1 der ersten Solarzelle und einem größeren Energieniveau als die Bandabstandsenergie Eg2 der zweiten Solarzelle konfiguriert sein. Beispielsweise können sowohl die erste Solarzelle 30 als auch die zweite Solarzelle 40 zum Absorbieren von Sonnenenergie mit einem vorbestimmten Niveau und Erzeugen von Leistung konfiguriert sein.
  • Wenn die erste Solarzelle und die zweite Solarzelle kombiniert werden, kann daher die Bandabstandsenergie der ersten Solarzelle größer als die Bandabstandsenergie der zweiten Solarzelle sein. Folglich kann der fotoelektrische Umwandlungswirkungsgrad verbessert werden. Ferner können die erste Solarzelle und die zweite Solarzelle durch eine Kombination, wie in der folgenden Tabelle 1 gezeigt, konfiguriert sein. Tabelle 1
    Kombination Erste Solarzelle Zweite Solarzelle
    1 Organische Solarzelle Solarzelle aus amorphem Silizium
    2 Solarzelle aus amorphem Silizium Solarzelle aus kristallinem Silizium
    3 Organische Solarzelle Perowskit-Solarzelle
    4 Perowskit-Solarzelle Solarzelle aus kristallinem Silizium
    5 Organische Solarzelle Organische Solarzelle
    6 Farbstoffsensibilisierte Solarzelle Farbstoffsensibilisierte Solarzelle
    7 Farbstoffsensibilisierte Solarzelle CIGS-Dünnschicht-Solarzelle
  • Die Kombination ist jedoch lediglich ein Beispiel, der Bereich der vorliegenden Erfindung ist nicht darauf beschränkt und jede Kombination ist in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten, vorausgesetzt, dass sich die Wellenlängenbänder des Lichts, das durch die erste Solarzelle bzw. die zweite Solarzelle absorbiert werden kann, voneinander unterscheiden, und die Bandabstandsenergie der ersten Solarzelle kann größer als die Bandabstandsenergie der zweiten Solarzelle sein.
  • Das Solarzellensystem nach der vorliegenden Erfindung kann Folgendes enthalten: die erste Solarzelle, die mit der Fensterscheibe gekoppelt ist, und die zweite Solarzelle, die mit der Jalousie gekoppelt ist und zum Absorbieren von Licht in einem sich von dem durch die erste Solarzelle absorbierten Licht unterscheidenden Wellenlängenband konfiguriert sein kann. Die elektrische Energie kann maximiert werden und durch das Solarzellensystem erzeugt werden. Die Wellenlängenbänder des Lichts, das durch die erste Solarzelle und die zweite Solarzelle absorbiert wird, können beispielsweise eingestellt werden und eine Leistung des Solarzellensystems kann erheblich verbessert werden.
  • Insbesondere kann das Solarzellensystem nach der vorliegenden Erfindung die zweite Solarzelle enthalten, die an der Jalousie (Abschirmung) angebracht ist, und kann zum Öffnen und Schließen installiert sein. Folglich kann eine Leistung ohne Verschlechtern der Transmission der Fensterscheibe erhöht werden.
  • Mit anderen Worten kann die zweite Solarzelle an der Jalousie angebracht werden, um von der Fensterscheibe in einem vorbestimmten Abstand beabstandet zu sein, und eine erhöhte Stärke der Lichtabsorptionsschicht der ersten Solarzelle oder eine Einführung der Tandemstruktur zum Erhöhen der Leistung des Solarzellensystems können nicht erfordert werden. Daher kann eine Transmission der Fensterscheibe geliefert werden, wenn die Jalousie geöffnet ist, und eine Sicht sichergestellt werden. Wenn die Jalousie geschlossen ist, kann ferner die Leistung des Solarzellensystems durch einen Synergieeffekt der ersten Solarzelle und der zweiten Solarzelle erhöht werden.
  • 3 veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die ein mit einem Schiebedach und einem Rollo für ein Fahrzeug integriertes Solarzellensystem enthält. Das Solarzellensystem kann ähnlich auf ein Panoramadach für ein Fahrzeug durch Anpassen einer Struktur angewandt werden. Nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Solarzellensystem eine Fensterscheibe, eine Jalousie (z. B. ein Rollo), die auf der Innenseite der Fensterscheibe angeordnet ist, eine erste Solarzelle, die mit der Fensterscheibe gekoppelt ist, und eine zweite Solarzelle enthalten, die mit der Jalousie (z. B. eine Abschirmung) gekoppelt ist.
  • 4 veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die ein mit einem Türfenster und einem Türvorhang bzw. Türbehang (z. B. Jalousie) für ein Fahrzeug integriertes Solarzellensystem enthält. Nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Solarzellensystem eine Fensterscheibe (z. B. ein Türfenster), einen Türbehang (z. B. ein Rollo), der auf einer Innenseite der Fensterscheibe angeordnet ist, eine mit der Fensterscheibe gekoppelte erste Solarzelle und eine mit dem Türbehang gekoppelte zweite Solarzelle enthalten.
  • 5 veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die ein Solarzellensystem veranschaulicht, das mit einer Fensterscheibe und einer Jalousie in einem Gebäude integriert ist. Nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Solarzellensystem eine Fensterscheibe, eine Jalousie (z. B. ein Rollo), die auf der Innenseite der Fensterscheibe angeordnet ist, eine mit der Fensterscheibe gekoppelte erste Solarzelle und eine mit der Jalousie (z. B. eine Abschirmung) gekoppelte zweite Solarzelle enthalten.
  • In Bezug auf 6 kann das Solarzellensystem nach der vorliegenden Erfindung ferner eine Maximum-Power-Point-Tracking-Steuerung (MPPT-Steuerung), die mit der ersten Solarzelle und der zweiten Solarzelle verbunden ist und zum Betätigen des MPPT durch eine Steuerung konfiguriert ist, und eine Batterie enthalten, die zum Speichern von elektrischer Energie konfiguriert ist, die durch die erste Solarzelle und zweite Solarzelle erzeugt wird. Die erste Solarzelle und die zweite Solarzelle können sich hinsichtlich der Form, Größe und der absorbierten Lichtmenge voneinander unterscheiden und infolgedessen kann nicht die gleiche Leistung erhalten werden. Daher kann das Maximum Power Point Tracking durch die MPPT-Steuerung durchgeführt werden. Folglich kann eine Verschlechterung des Wirkungsgrads, die durch eine Differenz der Leistungsfähigkeit oder Leistung zwischen der ersten Solarzelle und zweiten Solarzelle verursacht wird, minimiert werden.
  • Die Erfindung wurde in Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen derselben detailliert beschrieben. Es wird jedoch von jemandem mit Fähigkeiten in der Technik eingesehen werden, dass an diesen beispielhaften Ausführungsformen Änderungen vorgenommen werden können, ohne von den Prinzipien und dem Wesen der Erfindung abzuweichen, deren Bereich in den beiliegenden Ansprüchen und Äquivalenten derselben definiert ist.

Claims (8)

  1. Integriertes Solarzellensystem, aufweisend: eine Fensterscheibe; und eine Jalousie, die zum Öffnen und Schließen konfiguriert ist und auf einer Innenseite der Fensterscheibe installiert ist, um von der Fensterscheibe in einem vorbestimmten Abstand beabstandet zu sein, und wobei die Jalousie eine Abschirmung enthält, die aus einem flexiblen Material gebildet ist und durch die Fensterscheibe eintretendes Licht blockiert, wobei eine semitransparente oder transparente erste Solarzelle mit der Fensterscheibe gekoppelt ist und eine flexible zweite Solarzelle mit der Abschirmung der Jalousie gekoppelt ist.
  2. Integriertes Solarzellensystem nach Anspruch 1, wobei die Fensterscheibe in einem Gebäude oder einem Fahrzeug angeordnet ist.
  3. Integriertes Solarzellensystem nach Anspruch 1, wobei die Jalousie ein Rollo ist.
  4. Integriertes Solarzellensystem nach Anspruch 1, wobei die erste Solarzelle und die zweite Solarzelle konfiguriert sind, um Sonnenlicht mit sich voneinander unterscheidenden Wellenlängenbändern zu absorbieren.
  5. Integriertes Solarzellensystem nach Anspruch 1, wobei eine Bandabstandsenergie der ersten Solarzelle größer als eine Bandabstandsenergie der zweiten Solarzelle ist.
  6. Integriertes Solarzellensystem nach Anspruch 1, wobei die erste Solarzelle zumindest ein Element enthält, das aus der aus Folgendem bestehenden Gruppe ausgewählt wird: eine organische Solarzelle, eine Perowskit-Solarzelle, eine farbstoffsensibilisierte Solarzelle, eine Solarzelle aus amorphem Silizium und eine CIGS-Dünnschicht-Solarzelle.
  7. Integriertes Solarzellensystem nach Anspruch 1, wobei die zweite Solarzelle zumindest ein Element enthält, das aus der aus Folgendem bestehenden Gruppe ausgewählt wird: eine organische Solarzelle, eine Perowskit-Solarzelle, eine Solarzelle aus amorphem Silizium, eine Solarzelle aus kristallinem Silizium und eine CIGS-Dünnschicht-Solarzelle.
  8. Integriertes Solarzellensystem nach Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Maximum-Power-Point-Tracking-Steuerung (MPPT-Steuerung), die mit der ersten Solarzelle und der zweiten Solarzelle gekoppelt ist und zum Durchführen des MPPT konfiguriert ist; und eine Batterie, die zum Speichern von elektrischer Energie konfiguriert ist, die durch die erste Solarzelle und die zweite Solarzelle erzeugt wird.
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