KR101276585B1 - Electrical charge relay enhancer and solar cell system including electrical charge relay enhancer - Google Patents

Electrical charge relay enhancer and solar cell system including electrical charge relay enhancer Download PDF

Info

Publication number
KR101276585B1
KR101276585B1 KR1020110121778A KR20110121778A KR101276585B1 KR 101276585 B1 KR101276585 B1 KR 101276585B1 KR 1020110121778 A KR1020110121778 A KR 1020110121778A KR 20110121778 A KR20110121778 A KR 20110121778A KR 101276585 B1 KR101276585 B1 KR 101276585B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrons
electronic
solar cell
power supply
pumping device
Prior art date
Application number
KR1020110121778A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20130056047A (en
Inventor
김학수
안현구
Original Assignee
선문대학교 산학협력단
주식회사 세미텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 선문대학교 산학협력단, 주식회사 세미텍 filed Critical 선문대학교 산학협력단
Priority to KR1020110121778A priority Critical patent/KR101276585B1/en
Priority to PCT/KR2012/009871 priority patent/WO2013077628A1/en
Publication of KR20130056047A publication Critical patent/KR20130056047A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101276585B1 publication Critical patent/KR101276585B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only

Abstract

본 발명은 전자 릴레이 본 발명은 전자 릴레이 인핸서 및 인핸서를 구비한 태양전지 시스템에 관한 것으로, 특히 태양전지에서 자유전자가 생성됨에 따라 발생된 정공에 다른 전자를 전달하여 생성된 자유전자들이 정공과 다시 결합하지 못하도록 하는 전자 릴레이 인핸서 및 인핸서를 구비한 태양전지 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전자 릴레이 인핸서는 서로 다른 극성을 가진 2개의 전압전원 중 제1 전원전압을 이용하여 전자를 유도하고, 제2 전원전압을 이용하여 유도된 전자를 펌핑하는 전자펌핑장치 및 펌핑된 전자를 수신하고, 수신된 전자를 태양전지와 연결된 출력단자로 출력하여 전자가 태양전지의 정공과 결합되도록 하는 전자경로장치를 포함한다. 본 발명에 따르면, 태양전지에서 자유전자가 전도 대역으로 여기됨으로써 발생된 정공에 전자를 펌핑(pumping)하여 전도 대역으로 여기된 자유전자가 다시 정공과 결합하는 것을 방지하므로 태양전지로부터 생성된 전자를 최대한 손실 없이 충전지에 전달할 수 있다. The present invention relates to a solar cell system having an electronic relay enhancer and an enhancer, and in particular, the free electrons generated by transferring other electrons to holes generated as free electrons are generated in the solar cell are regenerated from holes. The present invention relates to a solar cell system having an electronic relay enhancer and an enhancer to prevent coupling. The electronic relay enhancer according to the present invention induces electrons using a first power supply voltage of two voltage power sources having different polarities, and pumps electrons and an pumping electron pumping electrons induced using the second power supply voltage. And an electron path device for outputting the received electrons to an output terminal connected to the solar cell so that the electrons are coupled to the holes of the solar cell. According to the present invention, electrons generated from the solar cell are prevented by pumping electrons into holes generated by excitation of free electrons into the conduction band in the solar cell, thereby preventing free electrons excited in the conduction band from recombining with the holes. It can be delivered to the rechargeable battery without loss as much as possible.

Description

전자 릴레이 인핸서 및 전자 릴레이 인핸서를 구비한 태양전지 시스템{ELECTRICAL CHARGE RELAY ENHANCER AND SOLAR CELL SYSTEM INCLUDING ELECTRICAL CHARGE RELAY ENHANCER}ELECTRICAL CHARGE RELAY ENHANCER AND SOLAR CELL SYSTEM INCLUDING ELECTRICAL CHARGE RELAY ENHANCER

본 발명은 전자 릴레이 본 발명은 전자 릴레이 인핸서 및 전자 릴레이 인핸서를 구비한 태양전지 시스템에 관한 것으로, 특히 태양전지에서 자유전자가 생성됨에 따라 발생된 정공에 다른 전자를 전달하여 생성된 자유전자들이 정공과 다시 결합하지 못하도록 하는 전자 릴레이 인핸서 및 전자 릴레이 인핸서를 구비한 태양전지 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a solar cell system having an electronic relay enhancer and an electronic relay enhancer, and in particular, free electrons generated by transferring other electrons to holes generated as free electrons are generated in a solar cell are provided. The present invention relates to a solar cell system having an electronic relay enhancer and an electronic relay enhancer to prevent re-combination with the electronic device.

최근, 화석연료의 사용에 따른 지구 기후의 변동을 최소한으로 하기 위하여, 자연 에너지 즉 태양 및 바람에 포함된 에너지의 사용에 대하여 관심이 집중되고 있다. 그 중심에 있는 것이 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양 전지의 사용이다.In recent years, attention has been focused on the use of natural energy, ie, energy contained in the sun and wind, in order to minimize the fluctuations in the global climate caused by the use of fossil fuels. At its heart is the use of solar cells to convert solar energy into electrical energy.

태양 전지(Solar Cell)는 광전효과를 이용하는 장치로, 태양의 빛 에너지를 전기에너지로 변환한다. 광전효과는 빛에 노출된 금속판으로부터 전자가 발생하는 원인을 규명하는 과정에서 도출된 것으로 빛이 입자의 성질을 가진다는 것을 증명한 것이다. 빛 입자는 광자(Photon)라고 하는데, 운동하던 광자가 태양전지의 금속판에 충돌하여 그 운동에너지에 해당하는 전자를 금속판으로부터 생성시키며, 태양전지는 생성된 전자를 저장한다.Solar cells are photovoltaic devices that convert the sun's light energy into electrical energy. The photoelectric effect is derived from the process of determining the cause of electron generation from the metal plate exposed to light, which proves that light has the property of particles. Particles of light are called photons, and the moving photons collide with the metal plate of the solar cell to generate electrons corresponding to the kinetic energy from the metal plate, and the solar cell stores the generated electrons.

태양전지의 효율에 영향을 주는 인자로는, 태양전지의 표면에서 태양 빛이 반사되는 양 및 태양전지의 내부 저항에 의한 손실 등이 있다. 상용화된 태양전지의 표면은 보통 저 철분 강화유리나 에폭시 수지로 되어 있다. 비반사 코팅(AR coating) 처리가 되어 있지 않은 유리나 에폭시 수지 표면에서는 약 10% 정도의 반사가 일어난다.Factors affecting the efficiency of the solar cell include the amount of solar light reflected from the surface of the solar cell and the loss due to the internal resistance of the solar cell. The surface of commercialized solar cells is usually made of low iron tempered glass or epoxy resin. About 10% of reflection occurs on the surface of glass or epoxy resin that is not AR coated.

태양전지에서 발생된 전기에너지가 태양전지 자체의 전기저항에 의해 열에너지로 손실되는 양도 상당하다. 또한 태양전지는 모든 파장의 빛을 전기로 변환하지는 않는데, 이는 파장에 따라 변환율이 서로 다르기 때문이다.The amount of electrical energy generated by the solar cell is lost as thermal energy by the electrical resistance of the solar cell itself. In addition, solar cells do not convert light of all wavelengths into electricity because conversion rates vary with wavelength.

상기와 같은 이유로 입사되는 빛 에너지가 전부 전기에너지로 변환되지 못하기는 하지만, 이 부분에 대한 연구는 논외로 하고, 일단 생성된 전기에너지를 누설과 같은 손실 없이 충전되는 것이 요구된다. 종래의 경우 태양전지에 축적된 전기에너지 즉, 전자들이 충전지에 전달되지 못하여 생성된 전자의 개수와 충전에 사용된 전자의 개수의 비율이 상당히 낮아 변환효율을 더욱 더 감소시키는 원인이 되었다.Although the incident light energy cannot be converted into electrical energy for the same reason as above, research on this part is an issue and it is required that the generated electrical energy is charged without loss such as leakage. In the related art, the ratio of the number of electrons generated to the electric energy accumulated in the solar cell, that is, the electrons not transferred to the rechargeable battery and the number of electrons used for charging is significantly low, which causes the conversion efficiency to be further reduced.

이와 관련하여 태양전지에서 생성된 전자가 전자충전장치로 전달되는 효율을 최대한으로 크게 하는 선행기술로서 한국특허등록번호 10-10257951가 있다. 이는 태양전지에서 전도 대역(conduction band)으로 여기(Excitation, 勵起)된 전자를 고안된 인핸서를 이용하여 유도하고, 유도된 전자를 충전용배터리로 펌핑(Pumping)하는 기술이다. 당해 선행기술에 따르면, 태양전지에서 광전효과에 의하여 전도대역으로 여기된 전자는 전자 릴레이 인핸서에 의하여 유도되어 가전자 대역(Valence Band)으로 다시 떨어지지 않으므로 충전의 효율이 상승된다. 즉, 당해 선행기술에 의한 전자 릴레이 인핸서는 태양전지에서 생성된 전자들을 양극으로 도전된 커패시터로 유도하여 생성된 전자들이 가전자 대역으로 다시 떨어지지 않도록 함으로써 태양전지 시스템의 충전효율을 상승시키는 것이다. In this regard, Korean Patent Registration No. 10-10257951 is a prior art for maximizing the efficiency of transferring electrons generated from solar cells to an electronic charging device. This is a technique of inducing electrons excited by a conduction band in a solar cell using an designed enhancer and pumping the induced electrons into a rechargeable battery. According to the prior art, electrons excited into the conduction band by the photoelectric effect in the solar cell are induced by the electronic relay enhancer and do not fall back to the valence band, thereby increasing the efficiency of charging. That is, the electronic relay enhancer according to the prior art increases the charging efficiency of the solar cell system by inducing electrons generated in the solar cell into a capacitor conducting to the anode so that the generated electrons do not fall back to the valence band.

그런데, 당해 선행기술에 의하는 경우에도 태양전지에서 생성된 전자 중 일부는 가전자 대역으로 다시 떨어지게 되는 문제점이 있다. 즉, 태양전지에서 광전효과에 의하여 튀어나온 전자는 당해 선행기술의 전자 릴레이 인핸서에 의하여 전부 유도되지는 못하며 전자가 가진 에너지의 일부를 열에너지로 발산하며 다시 가전자 대역으로 떨어지게 되는 것이다. 전도 대역으로 여기된 전자는 전자파를 방출하면서 다시 기저대역인 가전자 대역으로 되돌아 오려는 성질이 강하기 때문이다.
However, even in the case of the prior art, some of the electrons generated in the solar cell fall back to the valence band. That is, the electrons protruding by the photoelectric effect from the solar cell are not all induced by the electronic relay enhancer of the related art, but emit some of the energy of the electrons as thermal energy and fall back to the valence band. This is because the electrons excited in the conduction band have a strong tendency to return to the base band of the valence band while emitting electromagnetic waves.

특허등록번호 10-1025795Patent registration number 10-1025795

상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 태양전지로부터 생성된 전자를 최대한 손실 없이 충전지에 전달하는 전자 릴레이 인핸서를 제공하는데 있다.In order to solve the above problems, the present invention is to provide an electronic relay enhancer that delivers the electrons generated from the solar cell to the rechargeable battery without loss.

또한, 본 발명은 해결하고자 하는 다른 기술적과제는, 태양전지로부터 생성된 전자를 최대한 손실 없이 충전지에 전달하는 전자 릴레이 인핸서를 구비하는 태양전지 시스템을 제공하는데 있다.
In addition, another technical problem to be solved by the present invention is to provide a solar cell system having an electronic relay enhancer for transferring the electrons generated from the solar cell to the rechargeable battery without loss.

본 발명의 일 측면에 따르면, 서로 다른 극성을 가진 2개의 전압전원 중 제1 전원전압을 이용하여 전자를 유도하고, 제2 전원전압을 이용하여 유도된 상기 전자를 펌핑하는 전자펌핑장치; 및 펌핑된 상기 전자를 수신하고, 수신된 상기 전자를 태양전지와 연결된 출력단자로 출력하여 상기 전자가 상기 태양전지의 정공과 결합되도록 하는 전자경로장치;를 포함하는 전자 릴레이 인핸서가 제공된다. According to an aspect of the present invention, an electron pumping device for inducing electrons using a first power supply voltage of two voltage power supplies having different polarities, and pumping the electrons induced using a second power supply voltage; And an electron path device for receiving the pumped electrons and outputting the received electrons to an output terminal connected to the solar cell so that the electrons are coupled to the holes of the solar cell.

여기서, 상기 전자펌핑장치는, 제어신호에 따라 선택된 상기 제1 전원전압을 이용하여 상기 전자를 유도하고, 상기 제어신호에 따라 상기 제2 전원전압을 이용하여 유도된 상기 전자를 펌핑하는 제1 전자펌핑장치; 및 상기 제어신호에 따라 선택된 상기 제1 전원전압을 이용하여 상기 전자를 유도하고, 상기 제어신호에 따라 상기 제2 전원전압을 이용하여 유도된 상기 전자를 펌핑하는 제2 전자펌핑장치;를 포함할 수 있다. Here, the electronic pumping device induces the electrons using the first power supply voltage selected according to a control signal, and pumps the electrons induced using the second power supply voltage according to the control signal. Pumping apparatus; And a second electron pumping device for inducing the electrons using the first power supply voltage selected according to the control signal, and pumping the electrons induced using the second power supply voltage according to the control signal. Can be.

또한, 상기 제어신호는, 상기 제1 전자펌핑장치가 상기 제1 전원전압을 이용하여 상기 전자를 유도하는 동안에는 상기 제2 전자펌핑장치가 상기 제2 전원전압을 이용하여 상기 전자를 펌핑하도록 할 수 있다. The control signal may cause the second electronic pumping device to pump the electrons using the second power supply voltage while the first electronic pumping device induces the electrons using the first power supply voltage. have.

또한, 상기 전자경로장치는, 일 단자가 상기 전자펌핑장치에 연결되고, 다른 단자가 상기 출력단자에 연결되어, 상기 전자가 상기 출력단자로부터 상기 전자펌핑장치로 이동하지 못하도록 하는 다이오드;를 포함할 수 있다. In addition, the electron path device, a terminal is connected to the electronic pumping device, the other terminal is connected to the output terminal, the diode to prevent the electrons from moving from the output terminal to the electronic pumping device; Can be.

또한, 상기 전자경로장치는, 일 단자가 상기 제1 전자펌핑장치에 연결되고, 다른 단자가 상기 출력단자에 연결되어, 상기 전자가 상기 출력단자로부터 상기 제1 전자펌핑장치로 이동하지 못하도록 하는 제1 다이오드;를 포함할 수 있다. The electronic path device may further include a terminal connected to the first electronic pumping device and another terminal connected to the output terminal to prevent the electrons from moving from the output terminal to the first electronic pumping device. 1 diode; may include.

또한, 상기 전자경로장치는, 일 단자가 상기 제2 전자펌핑장치에 연결되고, 다른 단자가 상기 출력단자에 연결되어, 상기 전자가 상기 출력단자로부터 상기 제2 전자펌핑장치로 이동하지 못하도록 하는 제2 다이오드;를 포함할 수 있다. The electron path device may further include a terminal connected to the second electronic pumping device and another terminal connected to the output terminal to prevent the electrons from moving from the output terminal to the second electronic pumping device. And two diodes.

또한, 상기 제1 전자펌핑장치는, 상기 제어신호에 따라 상기 제1 전원전압 및 상기 제2 전원전압 중 하나의 전원전압으로 스위칭하는 제1 스위치; 및 일 단자가 상기 전자경로장치에 연결되고, 다른 단자가 상기 제1 스위치에 연결된 제1 커패시터;를 포함할 수 있다. The first electronic pumping device may further include: a first switch configured to switch to one power supply voltage of the first power supply voltage and the second power supply voltage according to the control signal; And a first capacitor having one terminal connected to the electron path device and the other terminal connected to the first switch.

또한, 상기 제2 전자펌핑장치는, 상기 제어신호에 따라 상기 제1 전원전압 및 상기 제2 전원전압 중 하나의 전원전압으로 스위칭하는 제2 스위치; 및 일 단자가 상기 전자경로장치에 연결되고, 다른 단자가 상기 제2 스위치에 연결된 제2 커패시터;를 포함할 수 있다. The second electronic pumping device may further include: a second switch configured to switch to one of the first power voltage and the second power voltage according to the control signal; And a second capacitor having one terminal connected to the electron path device and the other terminal connected to the second switch.

또한, 상기 제어신호는, 상기 제1 스위치가 상기 제1 전원전압으로 스위칭될 때 상기 제2 스위치는 상기 제2 전원전압으로 스위칭되도록 할 수 있다. The control signal may cause the second switch to be switched to the second power supply voltage when the first switch is switched to the first power supply voltage.

또한, 상기 제어신호는 미리 설정된 주파수를 가지는 클럭신호일 수 있다. The control signal may be a clock signal having a preset frequency.

또한, 상기 전원전압은 미리 설정된 주파수를 가지는 구형파 전원전압일 수 있다.
The power supply voltage may be a square wave power supply voltage having a preset frequency.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 일 시간 구간 동안 연결된 전원전압을 이용하여 전자를 유도하고, 다른 시간 구간 동안 유도된 상기 전자를 펌핑하는 제1 전자펌핑장치; 상기 일 시간 구간동안 유도된 전자를 펌핑하고, 상기 다른 시간 구간 동안 연결된 상기 전원전압을 이용하여 전자를 유도하는 제2 전자펌핑장치; 및 상기 제1 전자펌핑장치 및 상기 제2 전자펌핑장치에서 펌핑된 상기 전자를 번갈아 가변서 연결된 태양전지로 전달하여 상기 전자가 상기 태양전지의 정공과 결합되도록 하는 전자경로장치;를 포함하는 전자 릴레이 인핸서가 제공된다.
According to another embodiment of the present invention, a first electron pumping device for inducing electrons by using a power supply voltage connected for one time interval, and pumping the electrons induced during another time interval; A second electron pumping device for pumping electrons induced during the one time period and inducing electrons using the power supply voltage connected during the another time period; And an electronic path device configured to alternately transfer the electrons pumped from the first electron pumping device and the second electron pumping device to a solar cell connected in a variable manner so that the electrons are coupled to the holes of the solar cell. Enhancers are provided.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 태양전지; 및 서로 다른 극성을 가진 2개의 전압전원 중 제1 전원전압을 이용하여 전자를 유도하고, 제2 전원전압을 이용하여 유도된 상기 전자를 연결된 상기 태양전지로 펌핑하여 상기 전자가 상기 태양전지의 정공과 결합되도록 하는 전자 릴레이 인핸서;를 포함하는 태양전지 시스템이 제공된다.
According to another embodiment of the present invention, a solar cell; And inducing electrons by using a first power supply voltage among two voltage power supplies having different polarities, and pumping the electrons induced by using a second power supply voltage to the connected solar cells. It is provided with a solar cell system comprising; an electronic relay enhancer to be coupled with.

본 발명에 따른 전자 릴레이 인핸서는 태양전지에서 자유전자가 전도 대역으로 여기됨으로써 발생된 정공에 전자를 펌핑(pumping)하여 전도 대역으로 여기된 자유전자가 정공과 다시 결합하는 것을 방지하므로 태양전지로부터 생성된 전자를 최대한 손실 없이 충전지에 전달할 수 있다. The electronic relay enhancer according to the present invention is generated from a solar cell because it prevents free electrons excited in the conduction band from recombining with the holes by pumping electrons into holes generated by excitation of the free electrons in the conduction band in the solar cell. The electrons can be delivered to the battery without loss.

또한, 본 발명에 따른 태양전지 시스템은 구비된 전자 릴레이 인핸서에 의하여 태양전지에서 자유전자가 전도 대역으로 여기됨으로써 발생된 정공에 전자를 펌핑(pumping)하여 전도 대역으로 여기된 자유전자가 정공과 다시 결합하는 것을 방지하므로 태양전지로부터 생성된 전자를 최대한 손실 없이 충전지에 전달할 수 있다.
In addition, the solar cell system according to the present invention pumps electrons into holes generated by excitation of free electrons into a conduction band in a solar cell by means of an electronic relay enhancer provided. By preventing the coupling, the electrons generated from the solar cell can be transferred to the rechargeable battery without any loss.

도 1은 본 발명에 따른 전자 릴레이 인핸서를 구비하는 태양전지 시스템의 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 전자 릴레이 인핸서에 대한 블록 구성도.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명에 따른 전자 릴레이 인핸서에 대한 회로 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 전자 릴레이 인핸서의 제1 전자펌핑장치에 전자가 유도되고 제2 전자펌핑장치가 유도된 전자를 펌핑하는 전자의 흐름을 나타낸 도시도.
도 5는 본 발명에 따른 전자 릴레이 인핸서의 제2 전자펌핑장치에 전자가 유도되고 제1 전자펌핑장치가 유도된 전자를 펌핑하는 전자의 흐름을 나타낸 도시도.1 is a block diagram of a solar cell system having an electronic relay enhancer according to the present invention.
2 is a block diagram of an electronic relay enhancer according to the present invention shown in FIG.
3 is a circuit diagram illustrating an electronic relay enhancer according to the present invention shown in FIGS. 1 and 2.
Figure 4 is a diagram showing the flow of electrons in which electrons are induced in the first electron pumping device of the electronic relay enhancer according to the present invention and the second electron pumping device pumps the induced electrons.
5 is a diagram illustrating a flow of electrons induced in a second electron pumping device of the electronic relay enhancer according to the present invention and pumping electrons induced by the first electron pumping device.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 전자 릴레이 인핸서를 구비하는 태양전지 시스템의 블록도이다.1 is a block diagram of a solar cell system having an electronic relay enhancer according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 태양전지 시스템은 전자 릴레이 인핸서(100), 태양전자(140) 및 충전용 배터리(150)를 구비하고, 전자 릴레이 인핸서(100)는 태양전지(140)와 연결되어 태양전지(140)에 전자들을 공급한다. 즉, 전자 릴레이 인핸서(100)는 태양전지(140)로부터 전자가 생성됨에 따라 발생된 정공에 전자를 펌핑하여 광전효과에 따라 발생된 전자가 당해 정공과 다시 결합하는 것을 방지하는 동작을 수행한다. 다시 말하면, 앞서 설명한 선행기술(한국특허등록번호 10-10257951)의 경우, 전자 릴레이 인핸서가 태양전지(140)로부터 생성된 전자를 커패시터로 유도하여 전자와 정공의 재결합을 방지하였다면, 본 발명에 따르는 경우의 전자 릴레이 인핸서(100)는 태양전지(140)에서 생성된 정공에 전자를 전달하여 태양전지(140)에서 생성된 전자들이 결합할 수 있는 정공을 없애는 동작을 수행한다. Referring to FIG. 1, a solar cell system according to the present invention includes an electronic relay enhancer 100, a solar electronic 140, and a rechargeable battery 150, and the electronic relay enhancer 100 includes a solar cell 140. Are connected to supply electrons to the solar cell 140. That is, the electronic relay enhancer 100 pumps electrons into holes generated as electrons are generated from the solar cell 140 to prevent the electrons generated according to the photoelectric effect from recombining with the holes. In other words, in the case of the prior art (Korean Patent Registration No. 10-10257951) described above, if the electronic relay enhancer induced electrons generated from the solar cell 140 to a capacitor to prevent recombination of electrons and holes, according to the present invention. In this case, the electronic relay enhancer 100 transmits electrons to holes generated in the solar cell 140 to eliminate holes that can be combined with the electrons generated in the solar cell 140.

따라서, 선행기술(한국특허등록번호 10-10257951)에 따른 태양전지 시스템에서는 전자 릴레이 인핸서가 태양전지(140)와 충전용 배터리(150) 사이에 위치되어 있었지만, 본 발명에 따른 태양전지 시스템에서는 태양전지(140)가 전자 릴레이 인핸서(100)와 충전용 배터리(150) 사이에 위치되는 것이다. 또한, 본 발명에서는 전자 릴레이 인핸서(100)의 출력단자가 태양전지(140)의 P형 반도체 부분과 연결될 것임은 자명하다.Therefore, in the solar cell system according to the prior art (Korean Patent Registration No. 10-10257951), although the electronic relay enhancer is positioned between the solar cell 140 and the rechargeable battery 150, in the solar cell system according to the present invention, The battery 140 is positioned between the electronic relay enhancer 100 and the rechargeable battery 150. In addition, in the present invention, it is obvious that the output terminal of the electronic relay enhancer 100 will be connected to the P-type semiconductor portion of the solar cell 140.

태양전지(140)에서 전기가 생성되는 원리에 대해서 간단하게 설명하면 하기와 같다. 즉, 태양전지(140)가 빛을 받으면 반도체 내에 자유전자가 생성되고, 생성된 자유전자는 반도체의 N형 반도체의 전극으로 이동하게 된다. 그리고, 자유전자가 있었던 자리는 홀(hall)이 되는데, 이러한 홀을 다른 전자가 와서 채우게 된다. 이러한 동작을 반복하게 되면 태양전지(140)의 N형 반도체에는 자유전자가 쌓이게 되고, P형 반도체 부분에는 홀이 쌓이게 된다. 따라서, P형 반도체와 N형 반도체 사이에는 전위차가 생기게 되어 전자가 P형 반도체에서 N형 반도체로 이동할 수 있게 되는 것이다. The principle of generating electricity in the solar cell 140 is as follows. That is, when the solar cell 140 receives light, free electrons are generated in the semiconductor, and the generated free electrons move to the electrodes of the N-type semiconductor of the semiconductor. And, the place where the free electrons were located becomes a hall, and the other electrons come and fill this hole. When this operation is repeated, free electrons are accumulated in the N-type semiconductor of the solar cell 140, and holes are accumulated in the P-type semiconductor portion. Therefore, a potential difference is generated between the P-type semiconductor and the N-type semiconductor so that electrons can move from the P-type semiconductor to the N-type semiconductor.

그런데, 태양전지(140)가 빛을 받아서 발생된 자유전자는 자신이 가진 에너지의 일부를 열에너지 또는 전자기파로 발산하며 다시 홀과 결합할 수도 있다. 즉, 자유전자가 발생되면 당해 자유전자가 존재하던 자리는 홀이되고, 당해 홀을 다른 전자가 채우기 전에 자유전자가 당해 홀과 재결합할 수 있다는 것이다. 자유전자가 다시 홀과 재결합할 때는 열에너지 또는 전자기파를 발산하기 때문에 태양전지(140)의 발전 효율은 그만큼 떨어질 수 밖에 없을 것이다. However, the free electrons generated by the solar cell 140 received light may radiate some of their energy into thermal energy or electromagnetic waves, and may be combined with the holes again. That is, when free electrons are generated, the site where the free electrons exist is a hole, and the free electrons can recombine with the hole before other electrons fill the hole. When the free electrons recombine with the hole again, heat energy or electromagnetic waves are emitted, so the power generation efficiency of the solar cell 140 will have to fall.

따라서, 본 발명에 따른 전자 릴레이 인핸서(100)는 연결된 태양전지(140)의 P형 반도체에 전자를 공급하여, 전자 릴레이 인핸서(100)에서 공급된 전자가 태양전지(140) 내의 홀과 결합하도록 하여 자유전자가 홀과 재결합하는 것을 방지할 수 있다. 전자는 P형 반도체에서 N형 반도체로 이동할 수 있기 때문이다. 이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 전자 릴레이 인핸서(100)의 동작에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
Therefore, the electronic relay enhancer 100 according to the present invention supplies electrons to the P-type semiconductor of the connected solar cell 140 so that the electrons supplied from the electronic relay enhancer 100 are coupled to the holes in the solar cell 140. This can prevent free electrons from recombining with the holes. This is because electrons can move from the P-type semiconductor to the N-type semiconductor. Hereinafter, the operation of the electronic relay enhancer 100 according to the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 5.

도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 전자 릴레이 인핸서에 대한 블록 구성도이다. FIG. 2 is a block diagram of an electronic relay enhancer according to the present invention shown in FIG. 1.

도 2를 참조하면, 전자 릴레이 인핸서(100)는 전자경로장치(110), 제1 전자펌핑장치(120) 및 제2 전자펌핑장치(130)를 포함한다. 여기서, 제1 전자펌핑장치(120) 및 제2 전자펌핑장치(130)는 각각 전자경로장치(110)에 연결되어 있고, 전자경로장치(110)의 출력단자는 태양전지(140), 특히 태양전지(140)의 P형 반도체에 연결되어 있다. Referring to FIG. 2, the electronic relay enhancer 100 includes an electronic path device 110, a first electronic pumping device 120, and a second electronic pumping device 130. Here, the first electronic pumping device 120 and the second electronic pumping device 130 are connected to the electronic path device 110, respectively, and the output terminal of the electronic path device 110 is a solar cell 140, in particular a solar cell It is connected to the P-type semiconductor of 140.

제1 전자펌핑장치(120)는 제어신호(CON)에 응답하여 선택된 서로 다른 극성을 가진 2개의 전압전원(V+, V-) 중 제1 전원전압(즉, V+)을 이용하여 전자를 유도하고, 제2 전원전압(즉, V-)을 이용하여 유도된 전자를 펌핑(pumping)하는 기능을 수행한다.The first electronic pumping device 120 induces electrons by using a first power supply voltage (ie, V +) of two voltage power sources V + and V− having different polarities selected in response to the control signal CON. And pumping the induced electrons using the second power supply voltage (ie, V−).

제2 전자펌핑장치(130)는 제어신호(CON)에 응답하여 선택된 서로 다른 극성을 가지는 2개의 전원전압(V+, V-) 중 제1 전원전압(즉, V+)을 이용하여 전자를 유도하고, 제2 전원전압(즉, V-)을 이용하여 유도된 전자를 펌핑(pumping)하는 기능을 수행한다.The second electronic pumping device 130 induces electrons by using the first power supply voltage (ie, V +) of two power supply voltages V + and V− having different polarities selected in response to the control signal CON. And pumping the induced electrons using the second power supply voltage (ie, V−).

전자경로장치(110)는 제1 전자펌핑장치(120) 및 제2 전자펌핑장치(130)로부터 펌핑된 전자를 수신하고, 수신된 전자를 태양전지와 연결된 출력단자로 출력하는 기능을 수행한다. 여기서, 전자경로장치(110)의 출력단자는 태양전지(140)의 P형 반도체 전극과 연결되어 있을 수 있다. The electron path device 110 receives the pumped electrons from the first electron pumping device 120 and the second electron pumping device 130, and outputs the received electrons to an output terminal connected to the solar cell. Here, the output terminal of the electron path device 110 may be connected to the P-type semiconductor electrode of the solar cell 140.

또한, 도 2에는 자세하게 도시되지 않았지만, 서로 다른 극성을 가지는 2개의 전원전압(V+, V-)은 전압발생기(미도시)와 같은 외부장치로부터 전자 릴레이 인핸서(100)로 공급될 수도 있고, 충전용 배터리(150)로부터 공급될 수도 있다. 또한, 전원전압은 미리 설정된 주파수를 가지는 구형파(square wave, 矩形波) 전원전압일 수 있다. 따라서, 전원전압은 구형파 발생장치를 통하여 제1 전자펌핑장치(120) 및/또는 제2 전자펌핑장치(130)로 제공될 수 있을 것이다. In addition, although not shown in detail in FIG. 2, two power supply voltages V + and V− having different polarities may be supplied to the electronic relay enhancer 100 from an external device such as a voltage generator (not shown), and charged. It may be supplied from the battery 150. In addition, the power supply voltage may be a square wave power supply voltage having a preset frequency. Therefore, the power supply voltage may be provided to the first electron pumping device 120 and / or the second electron pumping device 130 through the square wave generator.

또한 본 발명의 핵심 개념 부분 만을 설명하기 위하여 간략하게 도시한 도 1 및 도 2에는 전자 릴레이 인핸서(100)의 일 단자로부터 태양전지(140)의 일단자에 전자가 전달되는 것만 도시되어 있지만, 전자 릴레이 인핸서(100)의 다른 단자는 전원전압(V+, V-) 또는 충전용 배터리(150)와 연결될 수 있음은 자명하므로 도 1 및 도 2에 도시된 회로는 전체적으로 폐회로를 구성한다.
Also, in order to illustrate only the core concept of the present invention, FIGS. 1 and 2 which are briefly shown, only electrons are transmitted to one end of the solar cell 140 from one terminal of the electronic relay enhancer 100, It is apparent that the other terminal of the relay enhancer 100 may be connected to the power supply voltages V + and V− or the rechargeable battery 150, so that the circuit shown in FIGS. 1 and 2 constitutes a closed circuit as a whole.

도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명에 따른 전자 릴레이 인핸서에 대한 회로 구성도이다. 3 is a circuit diagram illustrating an electronic relay enhancer according to the present invention shown in FIGS. 1 and 2.

도 3을 참조하면, 전자경로장치(110)는, 4개의 다이오드(D1, D2, D3 및 D4)를 구비한다. 제1 다이오드(D1)는 일 단자가 태양전지(140)와 연결된 출력단자(Out)에 연결되고 다른 일 단자는 제1 전자펌핑장치(120)에 연결된다. 제2 다이오드(D2)는 일 단자가 태양전지(140)와 연결된 출력단자(Out)에 연결되고 다른 일 단자는 제2 전자펌핑장치(130)에 연결된다. 제3 다이오드(D3)는 일 단자가 충전용 배터리(150)의 일단자(즉, a단자)와 연결되고, 다른 일 단자가 제1 전자펌핑장치(120)에 연결된다. 또한, 제4 다이오드(D4)는 일 단자가 충전용 배터리(150)의 일단자(즉, a단자)와 연결되고, 다른 일 단자가 제2 전자펌핑장치(130)에 연결된다. 따라서, 전자경로장치(110)의 일 단자는 태양전지(140)와 연결된 출력단자(Out)에 연결되고, 다른 일 단자(즉, a' 단자)는 충전용 배터리(150)(즉, a 단자)에 연결된다(즉, a단자는 a'단자와 연결될 수 있음). 따라서, 도 1 내지 도 3에 도시된 회로는 전체적으로 폐회로를 구성함은 자명하다. Referring to FIG. 3, the electron path device 110 includes four diodes D1, D2, D3, and D4. One terminal of the first diode D1 is connected to an output terminal Out connected to the solar cell 140, and the other terminal of the first diode D1 is connected to the first electronic pumping device 120. One terminal of the second diode D2 is connected to an output terminal Out connected to the solar cell 140, and the other terminal of the second diode D2 is connected to the second electronic pumping device 130. One terminal of the third diode D3 is connected to one terminal (ie, terminal a) of the rechargeable battery 150, and the other terminal of the third diode D3 is connected to the first electronic pumping device 120. In addition, one terminal of the fourth diode D4 is connected to one terminal of the rechargeable battery 150 (that is, terminal a), and the other terminal of the fourth diode D4 is connected to the second electronic pumping device 130. Therefore, one terminal of the electronic path device 110 is connected to an output terminal (Out) connected to the solar cell 140, the other terminal (that is, a 'terminal) is a rechargeable battery 150 (that is, a terminal) (Ie, terminal a may be connected to terminal a '). Therefore, it is obvious that the circuits shown in Figs. 1 to 3 constitute a closed circuit as a whole.

여기서는 전자를 일 방향으로만 전달하는 전자전달장치로 다이오드를 예를 들었다. 그러나 트랜지스터로 전자전달장치를 구현하는 것이 가능하다. 전자를 일 방향으로만 전달하는 전자전달장치를 전자경로장치(110)에 사용하는 이유는 본 발명의 동작 특성을 설명하는 도 4 및 도 5의 설명으로부터 분명하게 이해할 수 있다.Here, a diode is used as an electron transfer device that transfers electrons in only one direction. However, it is possible to implement an electron transfer device with a transistor. The reason for using the electron transfer device 110 for transmitting electrons only in one direction can be clearly understood from the descriptions of FIGS. 4 and 5 illustrating the operating characteristics of the present invention.

제1 전자펌핑장치(120)는 제1 커패시터(C1) 및 제1 스위치(SW1)를 구비한다. 제1 커패시터(C1)는 일 단자가 제1 다이오드 및 제3 다이오드와 도 3에 예시된 바와 같이 연결되고, 다른 단자가 제1 스위치에 연결된다. The first electronic pumping device 120 includes a first capacitor C1 and a first switch SW1. One terminal of the first capacitor C1 is connected to the first diode and the third diode as illustrated in FIG. 3, and the other terminal is connected to the first switch.

또한, 제1스위치(SW1)는 제어신호(CON)에 응답하여 선택된 제1 전원전압(V+) 및 제2 전원전압(V-) 중 하나의 전원전압을 제1 커패시터(C1)의 다른 단자로 스위칭 한다.In addition, the first switch SW1 transfers a power supply voltage of one of the first power supply voltage V + and the second power supply voltage V− selected to the other terminal of the first capacitor C1 in response to the control signal CON. Switch.

제2 전자펌핑장치(130)는 제2 커패시터(C2) 및 제2 스위치(SW2)를 구비한다. 제2 커패시터(C2)는 일 단자가 제2 다이오드 및 제4 다이오드와 도 3에 예시된 바와 같이 연결되고, 다른 단자가 제2 스위치에 연결된다. The second electronic pumping device 130 includes a second capacitor C2 and a second switch SW2. One terminal of the second capacitor C2 is connected to the second diode and the fourth diode as illustrated in FIG. 3, and the other terminal of the second capacitor C2 is connected to the second switch.

또한, 제2 스위치(SW2)는 제어신호(CON)에 응답하여 선택된 제1 전원전압(V+) 및 제2 전원전압(V-) 중 하나의 전원전압을 제2 커패시터(C2)의 다른 단자로 스위칭 한다. In addition, the second switch SW2 transfers the power supply voltage of one of the selected first power supply voltage V + and the second power supply voltage V− to the other terminal of the second capacitor C2 in response to the control signal CON. Switch.

여기서 제1 스위치 및/또는 제2 스위치는 단일 트랜지스터, 2개의 트랜지스터로 구현되는 트랜스미션 게이트 또는 릴레이 등이 사용될 수 있다.Here, the first switch and / or the second switch may be a single transistor, a transmission gate or a relay implemented by two transistors, or the like.

이하에서는 도 3에 도시된 본 발명에 따른 전자 릴레이 인핸서(Electron Relay Enhancer)(100)의 동작에 대하여 설명한다. 이하의 설명에서는 다이오드들의 2개의 단자를 P형 단자 및 N형 단자라고 가정한다. 여기서 P형 단자는 PN 다이오드의 P형 불순물이 포함된 활성영역(Active Area)을 의미하고, N형 단자는 N형 불순물이 포함된 활성영역을 의미한다. 전자는 N형 단자로부터 P형 단자로 이동이 용이하며, 정공은 P형 단자로부터 N형 단자로 이동이 용이하지만, 반대의 경우는 PN 접합에 형성된 전위장벽 때문에 이루어질 수 없다.Hereinafter, the operation of the electronic relay enhancer 100 shown in FIG. 3 will be described. In the following description, it is assumed that two terminals of the diodes are a P-type terminal and an N-type terminal. Here, the P-type terminal refers to an active area including P-type impurities of the PN diode, and the N-type terminal refers to an active area including N-type impurities. The electrons are easily moved from the N-type terminal to the P-type terminal, and the holes are easily moved from the P-type terminal to the N-type terminal, but in the opposite case, they cannot be made due to the potential barrier formed at the PN junction.

먼저, 제1 스위치가 제어신호에 응답하여 제1 커패시터(C1)에 제1 전원전압(V+)이 인가된 경우를 가정한다. 이때, 제1 커패시터(C1)에는 전자가 유도될 것이다. 이후 제1 스위치가 제어신호에 응답하여 제1 커패시터에 제2 전원전압(V-)이 인가되면 제1 커패시터에 유도된 전자들은 같은 극성을 가지는 제2 전원전압에 의하여 제1 다이오드 방향으로 밀려날 것이다. 여기서는 전자들이 밀려나는 것을 펌핑된다는 용어로 대신 사용한다. 즉, 제1 커패시터에 제2 전원전압이 인가되면 제1 커패시터(C1)에 유도된 전자들은 다이오드 방향으로 펌핑될 것이다. First, it is assumed that the first power source voltage V + is applied to the first capacitor C1 in response to the control signal. At this time, electrons will be induced in the first capacitor C1. After that, when the second switch voltage is applied to the first capacitor in response to the control signal, electrons induced in the first capacitor will be pushed toward the first diode by the second power voltage having the same polarity. . Here the term electrons is pushed away instead. That is, when a second power supply voltage is applied to the first capacitor, electrons induced in the first capacitor C1 will be pumped toward the diode.

한편, 제1 커패시터(C1)에서 펌핑된 전자들은 제1 다이오드(D1)를 지날 수 있으나 제3 다이오드(D3)를 지날 수는 없다. 또한, 제1 다이오드(D1)를 지난 전자들은 제2 다이오드(D2)를 지날 수는 없다. 그 이유는 펌핑된 전자들은 제1 다이오드(D1)의 N형 단자로 유입되어 P형 단자로 흘러나갈 수 밖에 없고, 제2 다이오드(D2) 및 제3 다이오드(D3)의 P형 단자로 유입될 수 없기 때문이다. 따라서, 제1 다이오드(D1) 방향으로 펌핑된 전자들은 모두 전자경로장치(110)의 출력단자를 통하여 태양전지(140)(특히, 태양전지(140)의 P형 단자)로 흐르게 될 것이다. Meanwhile, electrons pumped from the first capacitor C1 may pass through the first diode D1, but may not pass through the third diode D3. In addition, electrons passing through the first diode D1 may not pass through the second diode D2. The reason is that the pumped electrons must flow into the N-type terminal of the first diode D1 and flow out to the P-type terminal, and flow into the P-type terminals of the second diode D2 and the third diode D3. Because you can't. Therefore, all of the electrons pumped toward the first diode D1 will flow to the solar cell 140 (particularly, the P-type terminal of the solar cell 140) through the output terminal of the electron path device 110.

또한, 제2 스위치가 제어신호에 응답하여 제2 커패시터(C2)에 제1 전원전압(V+)이 인가된 경우를 가정한다. 이때, 제2 커패시터(C2)에는 전자가 유도될 것이다. 이후 제2 스위치가 제어신호에 응답하여 제2 커패시터에 제2 전원전압(V-)이 인가되면 제2 커패시터에 유도된 전자들은 같은 극성을 가지는 제2 전원전압에 의하여 제2 다이오드 방향으로 펌핑될 것이다. In addition, it is assumed that the first power supply voltage V + is applied to the second capacitor C2 in response to the control signal. At this time, electrons will be induced in the second capacitor C2. Then, when the second switch is applied with the second power supply voltage V− in response to the control signal, electrons induced in the second capacitor are pumped toward the second diode by the second power supply voltage having the same polarity. will be.

한편, 제2 다이오드 방향으로 펌핑된 전자들은 제2 다이오드(D2)를 지날 수 있으나 제4 다이오드(D4)를 지날 수는 없다. 또한, 제2 다이오드(D1)를 지난 전자들은 제1 다이오드(D2)를 지날 수는 없다. 그 이유는 제1 다이오드(D1) 방향으로 펌핑된 전자들이 제2 다이오드(D2)를 지날 수 없는 것과 같다. 따라서, 제2 다이오드(D2) 방향으로 펌핑된 전자들은 모두 전자경로장치(110)의 출력단자를 통하여 태양전지(140)(특히, 태양전지(140)의 P형 단자)로 흐르게 될 것이다. Meanwhile, electrons pumped toward the second diode may pass through the second diode D2, but may not pass through the fourth diode D4. Also, electrons passing through the second diode D1 may not pass through the first diode D2. The reason is that the electrons pumped toward the first diode D1 cannot pass through the second diode D2. Therefore, all of the electrons pumped in the direction of the second diode D2 will flow to the solar cell 140 (particularly, the P-type terminal of the solar cell 140) through the output terminal of the electron path device 110.

이 경우 제1 전원전압(V+) 및 제2 전원전압(V-)의 전압준위를 적절하게 선택하면, 제1 커패시터(C1)에 유도된 모든 전자들은 제1 다이오드(D1)를 거쳐 태양전지(140)로 펌핑될 수 있고, 제2 커패시터(C2)에 유도된 모든 전자들도 제2 다이오드(D2)를 거쳐 태양전지(140)로 펌핑될 수 있을 것이다. In this case, if the voltage levels of the first power supply voltage V + and the second power supply voltage V− are appropriately selected, all electrons induced in the first capacitor C1 pass through the first diode D1 to form a solar cell ( 140 may be pumped, and all electrons induced in the second capacitor C2 may also be pumped to the solar cell 140 through the second diode D2.

상술한 바와 같이, 제1 전자펌핑장치(120) 및 제2 전자펌핑장치(130)는 동일한 기능을 수행할 수 있는데, 본 발명에서는 제1 전자펌핑장치(120) 및 제2 전자펌핑장치(130)을 시간 구간을 나누어 사용할 수 있다. 즉, 제1 전자펌핑장치(120)에 전자가 유도되고 있을 때에는 제2 전자펌핑장치(130)에 유도된 전자들을 태양전지(140)로 펌핑하도록 한다. 또한, 제1 전자펌핑장치(120)에 유도된 전자들이 태양전지(140)로 펌핑되고 있을 때에는 제2 전자펌핑장치(130)에 전자들이 유도되도록 한다. 이러한 과정은 제어신호(CON)에 의해 이루어진다.As described above, the first electronic pumping device 120 and the second electronic pumping device 130 may perform the same function, in the present invention, the first electronic pumping device 120 and the second electronic pumping device 130 ) Can be divided into time intervals. That is, when electrons are induced in the first electron pumping device 120, the electrons induced in the second electron pumping device 130 are pumped to the solar cell 140. In addition, when the electrons induced in the first electron pumping device 120 are being pumped to the solar cell 140, the electrons are induced in the second electron pumping device 130. This process is performed by the control signal CON.

도 3을 참조하면, 제1스위치(SW1)가 제1 전원전압(V+)을 스위칭하고 있을 때, 제2스위치(SW2)는 제2전원전압(V- )을 스위칭하고 있음을 알 수 있을 것이다.
Referring to FIG. 3, when the first switch SW1 is switching the first power supply voltage V +, it may be seen that the second switch SW2 is switching the second power supply voltage V−. .

도 4는 본 발명에 따른 전자 릴레이 인핸서의 제1 전자펌핑장치에 전자가 유도되고 제2 전자펌핑장치가 유도된 전자를 펌핑하는 전자의 흐름을 나타낸 도시도이다.4 is a diagram illustrating a flow of electrons in which electrons are induced in a first electron pumping device of an electronic relay enhancer according to the present invention and pumped electrons induced by a second electron pumping device.

도 4를 참조하면, 제1 전자펌핑장치(120)의 제1커패시터(C1)의 좌측 단자에 양의 전압준위를 가지는 제1 전원전압(V+)이 인가되었으므로, 제1 전원전압으로부터 전달된 전자들이 제1 커패시터(C1)의 일 단자에 유도된다. 이 때 제2 전자펌핑장치(130)의 제2 커패시터(C2)의 좌측 단자에는 음의 전압준위를 가지는 제2 전원전압(V-)이 인가되었으므로, 이전에 제2 커패시터(C2)의 일 단자에 유도된 전자(e-)들이 태양전지(140)로 펌핑된다.
Referring to FIG. 4, since the first power supply voltage V + having a positive voltage level is applied to the left terminal of the first capacitor C1 of the first electronic pumping device 120, the electrons transferred from the first power supply voltage. Are induced to one terminal of the first capacitor C1. In this case, since a second power supply voltage V− having a negative voltage level is applied to the left terminal of the second capacitor C2 of the second electronic pumping device 130, one terminal of the second capacitor C2 was previously used. Electrons (e−) induced in are pumped into the solar cell 140.

도 5는 본 발명에 따른 전자 릴레이 인핸서의 제2 전자펌핑장치에 전자가 유도되고 제1 전자펌핑장치가 유도된 전자를 펌핑하는 전자의 흐름을 나타낸 도시도이다.5 is a diagram illustrating a flow of electrons in which electrons are induced in a second electron pumping device of an electronic relay enhancer and pumping electrons induced by the first electron pumping device.

도 5를 참조하면, 제1 전자펌핑장치(120)의 제1 커패시터(C1)의 좌쪽 단자에 음의 전압준위를 가지는 제2 전원전압(V-)이 인가되었으므로, 이전에 제1 커패시터(C1)의 일 단자로 유도되었던 전자(e-)들이 태양전지(140)로 펌핑된다. 이 때 제2 전자펌핑장치(130)의 제2 커패시터(C2)의 좌측 단자에는 양의 전압준위를 가지는 제1 전원전압(V+)이 인가되었으므로, 제1 전원전압으로부터 전달된 전자(e-)들이 제2 커패시터(C2)의 일 단자에 유도된다.Referring to FIG. 5, since the second power supply voltage V− having a negative voltage level is applied to the left terminal of the first capacitor C1 of the first electronic pumping device 120, the first capacitor C1 has been previously applied. Electrons (e-), which have been induced to one terminal of), are pumped into the solar cell 140. At this time, since the first power supply voltage V + having a positive voltage level is applied to the left terminal of the second capacitor C2 of the second electronic pumping device 130, electrons e- transferred from the first power supply voltage. Are induced to one terminal of the second capacitor C2.

여기서, 2개의 전원전압(V+, V-)을 생성하는 방법은 다양할 수 있고, 구형파 전원전압을 생성하여 제1 전자펌핑장치(120) 및/또는 제2 전자펌핑장치(130)에 인가하는 방법도 다양할 수 있다. Here, the method of generating the two power supply voltages V + and V− may vary, and generates a square wave power supply voltage to apply to the first electronic pumping device 120 and / or the second electronic pumping device 130. Methods can also vary.

또한, 제어신호는 미리 설정된 주파수를 가지는 클럭신호(Clock signal)일 수 있으며, 2개의 전원전압은 제어신호와 동일한 주파수를 가지는 구형파 전원전압일 수 있을 것이다.
In addition, the control signal may be a clock signal having a preset frequency, and the two power supply voltages may be square wave power supply voltages having the same frequency as the control signal.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자 릴레이 인핸서(100)는 태양전지(140)로부터 전자가 생성됨에 따라 발생된 정공에 전자를 펌핑하여 광전효과에 따라 발생된 전자가 당해 정공과 다시 결합하는 것을 방지하는 동작을 수행한다. 다시 말하면, 본 발명에 따르는 경우의 전자 릴레이 인핸서(100)는 태양전지(140)에서 자유전자가 발생됨에 따라 생성된 정공에 전자를 펌핑하여 태양전지(140)에서 생성된 전자들이 결합할 수 있는 정공을 없애는 동작을 수행한다. As described above, the electronic relay enhancer 100 according to the present invention pumps electrons into holes generated as the electrons are generated from the solar cell 140 to prevent the electrons generated according to the photoelectric effect from being recombined with the holes. Perform the action to prevent. In other words, the electronic relay enhancer 100 according to the present invention pumps electrons into holes generated as free electrons are generated in the solar cell 140, so that the electrons generated in the solar cell 140 can be combined. Perform the operation of removing holes.

그리고, 태양전지(140)에서 생성된 자유전자가 가지는 에너지는 전자 릴레이 인핸서(100)에 의하여 펌핑되는 전자가 가지는 에너지보다 크므로 본 발명에 따른 전자 릴레이 인핸서(100)에 의하여 태양전지(140)의 발전 효율이 증가됨은 자명하다. 즉, 태양전지(140)에서 생성된 자유전자는 빛에너지에 의해서 가전자 대역에서 전도 대역으로 들뜨게 된 전자이므로 자유전자가 가지는 에너지는 가전자 대역의 전자가 가지는 에너지 보다 크다. 그리고, 전자 릴레이 인핸서(100)를 통하여 펌핑되는 전자들은 가전자 대역의 전자들이다. 따라서, 본 발명에 따른 전자 릴레이 인핸서(100)에 의하여 태양전지(140)의 발전 효율이 증가될 것임은 쉽게 예측될 수 있을 것이다. Since the energy of the free electrons generated by the solar cell 140 is greater than the energy of the electrons pumped by the electronic relay enhancer 100, the solar cell 140 is controlled by the electronic relay enhancer 100 according to the present invention. It is obvious that the power generation efficiency of the is increased. That is, since the free electrons generated in the solar cell 140 are electrons excited by the light energy from the valence band to the conduction band, the energy of the free electrons is greater than that of the electrons in the valence band. The electrons pumped through the electronic relay enhancer 100 are electrons in the valence band. Therefore, it can be easily predicted that the power generation efficiency of the solar cell 140 will be increased by the electronic relay enhancer 100 according to the present invention.

또한, 본 발명의 실시 예에 사용된 제1 및 제2 다이오드는 스위치나 트랜지스터(MOSFET, BJT)로 대체될 수도 있음은 자명하다.
In addition, it is apparent that the first and second diodes used in the embodiment of the present invention may be replaced by a switch or a transistor (MOSFET, BJT).

이상과 같이 본 발명은 양호한 실시 예에 근거하여 설명하였지만, 이러한 실시 예는 본 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이므로, 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자라면 본 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시 예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능할 것이다. 그러므로, 본 발명의 보호 범위는 본 발명의 기술적 사상의 요지에 속하는 변화 예나 변경 예 또는 조절 예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Various changes, modifications or adjustments to the example will be possible. Therefore, the scope of protection of the present invention should be construed as including all changes, modifications, and adjustments that fall within the spirit of the technical idea of the present invention.

100: 전자 릴레이 인핸서
110: 전자 경로 선택장치
120: 제 1 전자펌핑장치
130: 제 2 전자펌핑장치
140: 태양전지
150: 충전용 배터리100: electronic relay enhancer
110: electronic path selector
120: first electronic pumping device
130: second electronic pumping device
140: solar cell
150: rechargeable battery

Claims (13)

연결된 태양전지에 전자를 출력하는 전자 릴레이 인핸서에 있어서,
서로 다른 극성을 가진 2개의 전압전원 중 제1 전원전압을 이용하여 전자를 유도하고, 제2 전원전압을 이용하여 유도된 상기 전자를 펌핑하는 전자펌핑장치; 및
펌핑된 상기 전자를 입력받고, 입력된 상기 전자를 태양전지와 연결된 출력단자로 출력하여 상기 전자가 상기 태양전지의 정공과 결합되도록 하는 전자경로장치;
를 포함하는 전자 릴레이 인핸서.
In an electronic relay enhancer that outputs electrons to a connected solar cell,
An electron pumping device for inducing electrons using a first power supply voltage among two voltage power supplies having different polarities and pumping the electrons induced using a second power supply voltage; And
An electron path device that receives the pumped electrons and outputs the inputted electrons to an output terminal connected to the solar cell so that the electrons are coupled to the holes of the solar cell;
Electronic relay enhancer comprising a.
제1항에 있어서,
상기 전자펌핑장치는,
제어신호에 따라 선택된 상기 제1 전원전압을 이용하여 상기 전자를 유도하고, 상기 제어신호에 따라 상기 제2 전원전압을 이용하여 유도된 상기 전자를 펌핑하는 제1 전자펌핑장치; 및
상기 제어신호에 따라 선택된 상기 제1 전원전압을 이용하여 상기 전자를 유도하고, 상기 제어신호에 따라 상기 제2 전원전압을 이용하여 유도된 상기 전자를 펌핑하는 제2 전자펌핑장치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 릴레이 인핸서.
The method of claim 1,
The electronic pumping device,
A first electron pumping device for inducing the electrons using the first power supply voltage selected according to a control signal, and pumping the electrons induced using the second power supply voltage according to the control signal; And
A second electron pumping device for inducing the electrons using the first power supply voltage selected according to the control signal, and pumping the electrons induced using the second power supply voltage according to the control signal;
Electronic relay enhancer comprising a.
제2항에 있어서,
상기 제어신호는,
상기 제1 전자펌핑장치가 상기 제1 전원전압을 이용하여 상기 전자를 유도하는 동안에는 상기 제2 전자펌핑장치가 상기 제2 전원전압을 이용하여 상기 전자를 펌핑하도록 하는 것을 특징으로 하는 전자 릴레이 인핸서.
The method of claim 2,
Wherein the control signal comprises:
And the second electronic pumping device pumps the electrons using the second power supply voltage while the first electronic pumping device induces the electrons using the first power supply voltage.
제1항에 있어서,
상기 전자경로장치는,
일 단자가 상기 전자펌핑장치에 연결되고, 다른 단자가 상기 출력단자에 연결되어, 상기 전자가 상기 출력단자로부터 상기 전자펌핑장치로 이동하지 못하도록 하는 다이오드;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 릴레이 인핸서.
The method of claim 1,
The electron path device,
A diode connected at one terminal to the electronic pumping device and at another terminal to the output terminal to prevent the electrons from moving from the output terminal to the electronic pumping device;
Electronic relay enhancer comprising a.
제2항에 있어서,
상기 전자경로장치는,
일 단자가 상기 제1 전자펌핑장치에 연결되고, 다른 단자가 상기 출력단자에 연결되어, 상기 전자가 상기 출력단자로부터 상기 제1 전자펌핑장치로 이동하지 못하도록 하는 제1 다이오드;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 릴레이 인핸서.
The method of claim 2,
The electron path device,
A first diode connected at one terminal to the first electronic pumping device and at another terminal connected to the output terminal to prevent the electrons from moving from the output terminal to the first electronic pumping device;
Electronic relay enhancer comprising a.
제2항에 있어서,
상기 전자경로장치는,
일 단자가 상기 제2 전자펌핑장치에 연결되고, 다른 단자가 상기 출력단자에 연결되어, 상기 전자가 상기 출력단자로부터 상기 제2 전자펌핑장치로 이동하지 못하도록 하는 제2 다이오드;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 릴레이 인핸서.
The method of claim 2,
The electron path device,
A second diode connected at one terminal to the second electronic pumping device and at another terminal connected to the output terminal to prevent the electrons from moving from the output terminal to the second electronic pumping device;
Electronic relay enhancer comprising a.
제2항에 있어서,
상기 제1 전자펌핑장치는,
상기 제어신호에 따라 상기 제1 전원전압 및 상기 제2 전원전압 중 하나의 전원전압으로 스위칭하는 제1 스위치; 및
일 단자가 상기 전자경로장치에 연결되고, 다른 단자가 상기 제1 스위치에 연결된 제1 커패시터;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 릴레이 인핸서.
The method of claim 2,
The first electronic pumping device,
A first switch for switching to one of the first power voltage and the second power voltage according to the control signal; And
A first capacitor having one terminal connected to the electron path device and the other terminal connected to the first switch;
Electronic relay enhancer comprising a.
제7항에 있어서,
상기 제2 전자펌핑장치는,
상기 제어신호에 따라 상기 제1 전원전압 및 상기 제2 전원전압 중 하나의 전원전압으로 스위칭하는 제2 스위치; 및
일 단자가 상기 전자경로장치에 연결되고, 다른 단자가 상기 제2 스위치에 연결된 제2 커패시터;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 릴레이 인핸서.
The method of claim 7, wherein
The second electronic pumping device,
A second switch configured to switch to one of the first power voltage and the second power voltage according to the control signal; And
A second capacitor having one terminal connected to the electron path device and the other terminal connected to the second switch;
Electronic relay enhancer comprising a.
제8항에 있어서,
상기 제어신호는,
상기 제1 스위치가 상기 제1 전원전압으로 스위칭될 때 상기 제2 스위치는 상기 제2 전원전압으로 스위칭되도록 하는 것을 특징으로 하는 전자 릴레이 인핸서.
9. The method of claim 8,
Wherein the control signal comprises:
And the second switch is configured to switch to the second power supply voltage when the first switch is switched to the first power supply voltage.
제2항에 있어서,
상기 제어신호는 미리 설정된 주파수를 가지는 클럭신호인 것을 특징으로 하는 전자 릴레이 인핸서.
The method of claim 2,
The control signal is an electronic relay enhancer, characterized in that the clock signal having a predetermined frequency.
제1항에 있어서,
상기 전원전압은 미리 설정된 주파수를 가지는 구형파에 상응하는 것을 특징으로 하는 전자 릴레이 인핸서.
The method of claim 1,
And the power supply voltage corresponds to a square wave having a preset frequency.
일 시간 구간 동안 연결된 전원전압을 이용하여 전자를 유도하고, 다른 시간 구간 동안 유도된 상기 전자를 펌핑하는 제1 전자펌핑장치;
상기 일 시간 구간동안 유도된 전자를 펌핑하고, 상기 다른 시간 구간 동안 연결된 상기 전원전압을 이용하여 전자를 유도하는 제2 전자펌핑장치; 및
상기 제1 전자펌핑장치 및 상기 제2 전자펌핑장치에서 펌핑된 상기 전자를 번갈아 가변서 연결된 태양전지로 전달하여 상기 전자가 상기 태양전지의 정공과 결합되도록 하는 전자경로장치;
를 포함하는 전자 릴레이 인핸서.
A first electron pumping device for inducing electrons by using a power supply voltage connected for one time period and pumping the electrons induced for another time period;
A second electron pumping device for pumping electrons induced during the one time period and inducing electrons using the power supply voltage connected during the another time period; And
An electron path device configured to alternately transfer the electrons pumped by the first electron pumping device and the second electron pumping device to a solar cell connected in a variable manner so that the electrons are coupled to the holes of the solar cell;
Electronic relay enhancer comprising a.
삭제delete
KR1020110121778A 2011-11-21 2011-11-21 Electrical charge relay enhancer and solar cell system including electrical charge relay enhancer KR101276585B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110121778A KR101276585B1 (en) 2011-11-21 2011-11-21 Electrical charge relay enhancer and solar cell system including electrical charge relay enhancer
PCT/KR2012/009871 WO2013077628A1 (en) 2011-11-21 2012-11-21 Electron relay enhancer and solar cell system having electron relay enhancer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110121778A KR101276585B1 (en) 2011-11-21 2011-11-21 Electrical charge relay enhancer and solar cell system including electrical charge relay enhancer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130056047A KR20130056047A (en) 2013-05-29
KR101276585B1 true KR101276585B1 (en) 2013-06-19

Family

ID=48470017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110121778A KR101276585B1 (en) 2011-11-21 2011-11-21 Electrical charge relay enhancer and solar cell system including electrical charge relay enhancer

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101276585B1 (en)
WO (1) WO2013077628A1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101025795B1 (en) 2009-12-30 2011-04-04 안현구 Electrical charge relay enhancer and solar cell system including the enhancer

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08330953A (en) * 1995-06-02 1996-12-13 Japan Radio Co Ltd Constant current type charge pump circuit
KR0157124B1 (en) * 1995-10-06 1999-02-18 김광호 Current mismatching compensation circuit for fast cmos charge pump
JP3779843B2 (en) * 1999-06-01 2006-05-31 富士通株式会社 Voltage controlled oscillator circuit
KR100750059B1 (en) * 2001-11-20 2007-08-16 매그나칩 반도체 유한회사 Charge pumping circuit having current control means

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101025795B1 (en) 2009-12-30 2011-04-04 안현구 Electrical charge relay enhancer and solar cell system including the enhancer

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013077628A1 (en) 2013-05-30
KR20130056047A (en) 2013-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101520981B1 (en) Localized Power Point Optimizer for Solar Cell Installations
CN203377785U (en) Charging and discharging type DC-DC conversion circuit and new energy power generation system
PT1050955E (en) Device for power supply for electronic systems
KR20190121882A (en) System and method for managing the power output of a photovoltaic cell
EA201001707A1 (en) ELECTROMAGNETIC RADIATION CONVERTER AND BATTERY
US20180062502A1 (en) Photovoltaic inverter
US7972025B2 (en) Light emitting diode device
US20150351177A1 (en) Solar energy harvesting with light emitting diodes
US20070204899A1 (en) Photovoltaic cell a solar amplification device
CN110086420B (en) Method and system for applying an electric field to a plurality of solar panels
KR101025795B1 (en) Electrical charge relay enhancer and solar cell system including the enhancer
KR101276585B1 (en) Electrical charge relay enhancer and solar cell system including electrical charge relay enhancer
CN204420845U (en) A kind of solar energy laser lamp
CN103427659A (en) Electrical energy conversion system, DC-DC (direct current) converter and voltage spike suppression circuit of DC-DC converter
CN103326414A (en) Semiconductor device including charging system
KR101276586B1 (en) Electronic device and electrical charge relay enhancer including electronic device
CN102223110B (en) Silicon photovoltaic source module with equivalent field effect
KR20130006933A (en) Electrical charge relay enhancer and solar cell system including the enhancer
KR20130006932A (en) Electrical charge relay enhancer and solar cell system including the enhancer
CN220894754U (en) Bias voltage generating circuit and laser radar
CN102569446A (en) Separately excited type solar battery
CN106505945A (en) For operating the method for photovoltaic system
WO2021005066A1 (en) Binary gated photovoltaics
CN117375524A (en) PID repair circuit and photovoltaic system
Ojha et al. Protection of load and charge using Solar Power Management

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
N231 Notification of change of applicant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160527

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180409

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190614

Year of fee payment: 7