WO2019009637A1 - 휴대용 충전기 - Google Patents

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WO2019009637A1
WO2019009637A1 PCT/KR2018/007625 KR2018007625W WO2019009637A1 WO 2019009637 A1 WO2019009637 A1 WO 2019009637A1 KR 2018007625 W KR2018007625 W KR 2018007625W WO 2019009637 A1 WO2019009637 A1 WO 2019009637A1
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WO
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photoelectric conversion
conversion units
main body
conversion unit
solar cell
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Application number
PCT/KR2018/007625
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English (en)
French (fr)
Inventor
신준오
안기태
이휘재
천현석
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엘지전자 주식회사
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • H02S10/40—Mobile PV generator systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0203—Containers; Encapsulations, e.g. encapsulation of photodiodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • 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
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a portable charger using a solar cell.
  • batteries can be charged using solar cells during the daytime or used as emergency power sources. To a charging apparatus using a solar cell.
  • An object of the present invention is to provide a portable charger capable of charging a large capacity by using sunlight and being easy to carry.
  • the present invention relates to a photoelectric conversion device comprising: a plurality of photoelectric conversion units including a solar cell; a connection unit electrically connecting the plurality of photoelectric conversion units and bending or hinged between the plurality of photoelectric conversion units; And a main body which is connected to one end of the plurality of photoelectric conversion units and is disposed in parallel with the plurality of photoelectric conversion units, wherein the plurality of photoelectric conversion units are selectively wound on the outer surface of the main body.
  • the main body is in the form of an n-arched pole, and the number of the photoelectric conversion units is n, and at least a part of the upper surface of each photoelectric conversion unit can be wound while being in contact with each surface of the main body.
  • the main body is in the form of an n-ary pillar, and the number of the photoelectric conversion units is at least n + 1, and at least a part of the upper surface of each photoelectric conversion unit forming the first row is in contact with each surface of the main body , At least a part of the upper surface of each of the photoelectric conversion units forming the second row can be wound while being in contact with the lower surface of the photoelectric conversion unit of the first row.
  • the upper surface of the plurality of photoelectric conversion units is not exposed to the outside when the plurality of photoelectric conversion units are in a wound state and the upper surface of the plurality of photoelectric conversion units And can be exposed to the outside.
  • the portable charger of the present invention can reduce the volume of the portable charger by increasing the number of the photoelectric conversion units wound around the body when not in use or when carrying the portable charger, improve the portability, and prevent the photoelectric conversion unit from being damaged And in use, a plurality of photoelectric conversion units wound around the main body are developed to increase the photoelectric conversion area and increase the power generation capacity.
  • FIG. 1 is a perspective view of a developed state of a portable charger according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view of the portable charger of FIG. 1 taken in one direction;
  • FIG. 3 is a side view of the portable charger of FIG. 1 viewed from one direction.
  • Fig. 4 is a view showing the winding state of the portable charger of Fig. 1. Fig.
  • Fig. 5 is a sectional view of the main body of the portable charger of Fig. 1;
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line A-A of the portable charger of Fig.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view of the photoelectric conversion unit of the portable charger according to another embodiment of the present invention taken along the width direction.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view of the photoelectric conversion unit of the portable charger of FIG. 7A taken along the longitudinal direction.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view of the photoelectric conversion unit of the portable charger of FIG. 7A taken along the longitudinal direction.
  • FIG. 8 is a schematic view showing a polarity connection relation of a portable charger according to an embodiment of the present invention.
  • any portion of the specification is inclusive of the remainder of the specification, the remainder of the specification is not to be construed as limiting the present invention.
  • a portion such as a layer, a film, an area, a plate, or the like is on another portion, this includes not only the portion directly above another portion but also the case where another portion is located in the middle.
  • a portion of a layer, film, region, plate, or the like is directly on another portion, it means that no other portion is located in the middle.
  • FIG. 2 is a side view of the portable charger of FIG. 1 viewed from one direction
  • FIG. 3 is a side view of the portable charger of FIG. 1 viewed from one direction
  • FIG. 3 is a side view of the portable charger of FIG. 4 is a view showing the winding state of the portable charger of Fig. 1
  • Fig. 5 is a sectional view of the main body of the portable charger of Fig.
  • a portable charger 1 of the present invention includes a plurality of photoelectric conversion units 10 including a solar cell 150, a plurality of photoelectric conversion units 10 electrically connected to each other, A connecting unit 30 which is bent or hinged between the plurality of photoelectric conversion units 10 and a plurality of photoelectric conversion units 10 connected to one end of the plurality of photoelectric conversion units 10, (20), and the plurality of photoelectric conversion units (10) are selectively wound on the outer surface of the main body (20).
  • the portable charger 1 of the present invention can reduce the volume of the portable charger 1 by increasing the number of the photoelectric conversion units 10 wound around the main body 20 when the portable charger 1 is not in use or carrying the portable charger 1,
  • the plurality of photoelectric conversion units 10 wound around the main body 20 are expanded so as to increase the photoelectric conversion area and increase the power generation capacity when the photoelectric conversion unit 10 is broken.
  • the main body 20 causes the plurality of photoelectric conversion units 10 to be wound on the outer surface and determines the shape and shape of the plurality of photoelectric conversion units 10 to be wound.
  • the main body 20 has a polygonal columnar shape extending in the axial direction (Z-axis) and having the axial direction as the central axis.
  • the main body 20 is in the form of an n-pole, and the length of the main body 20 can correspond to the length of the plurality of photoelectric conversion units 10.
  • the main body 20 may be formed in a triangular or octagonal shape.
  • the main body 20 may include a battery 80 for storing electricity generated in the plurality of photoelectric conversion units 10 and a charging port 27 connected to an external power source device.
  • the main body 20 has a hollow polygonal column shape and is provided inside the housing 21 and the housing 21 having a length corresponding to the length of the photoelectric conversion unit 10, And includes a battery 80 that stores electrical energy generated by the solar cell 150 and a circuit unit 70 that is electrically connected to the plurality of photoelectric conversion units 10 and the battery 80 .
  • the battery 80 is a device for storing electrical energy.
  • the storage battery 80 stores the electric energy generated in the solar cell 150 supplied through the charging port 27.
  • the battery 80 may include a capacitor or a rechargeable battery.
  • the charging port 27 is for supplying power supplied from the battery 80 or the circuit portion 70 to an external electronic device.
  • the charging port 27 is preferably in the form of a universal serial bus (USB) port.
  • the charging port 27 is electrically connected to the battery 80 and is exposed on one side of the main body 20.
  • the charging port 27 may be located on any one of the outer surfaces of the main body 20.
  • a magnet may be disposed on the main body 20 to provide a fixing force.
  • the first magnets 40 may be disposed in the plurality of photoelectric conversion units 10
  • the second magnets 60 may be disposed at positions corresponding to the first magnets 40 of the main body 20 .
  • the second magnets 60 are arranged on the side of the solar cell 150 in the longitudinal direction (Z-axis) of the photoelectric conversion unit 10 in order to prevent malfunction due to the magnetic force of the magnets and to prevent the generation area of the solar cell 150 from being reduced (Specifically, both ends in the longitudinal direction of the frame 11) that are not arranged.
  • the second magnet 60 may be disposed adjacent to at least one of both ends in the longitudinal direction (Z-axis) (axial direction) of the main body 20.
  • the main body 20 is connected to one end of one of the plurality of photoelectric conversion units 10 and is positioned in parallel with the plurality of photoelectric conversion units 10. [ Specifically, the main body 20 is connected to one end of the photoelectric conversion unit 10 that is located closest to the plurality of photoelectric conversion units 10 in the unfolded state.
  • the connecting member 90 electrically connects the main body 20 and the photoelectric conversion unit 10 and is banded or hinged between the main body 20 and the photoelectric conversion unit 10. Specifically, the connecting member 90 is connected to the outer surface of the main body 20 and one end of the photoelectric conversion unit 10 located closest to the plurality of photoelectric conversion units 10 in the unfolded state. The connecting member 90 is connected to a point where two sides of the main body 20 meet so as to be easily deployed and wound.
  • the connecting member 90 has a length corresponding to the length of the photoelectric conversion unit 10 and the main body 20, and is elongated in the longitudinal direction.
  • the connecting member 90 may be made of a conductive and flexible material so that the connecting member 90 can be bent while electrically connecting the main body 20 and the photoelectric conversion unit 10.
  • the connecting member 90 may include a flexible printed circuit board (FPCB).
  • a plurality of photoelectric conversion units (10) are wound around the main body (20) in a state where a plurality of the photoelectric conversion units (10) are connected to each other.
  • the winding state of the plurality of photoelectric conversion units 10 means a state in which a plurality of photoelectric conversion units 10 roll on the outer surface of the main body 20. Specifically, when the plurality of photoelectric conversion units 10 are in the wound state, the top surfaces of the plurality of photoelectric conversion units 10 are not exposed to the outside. Therefore, when the plurality of photoelectric conversion units 10 are wound, the shape of the main body 20 is dried along with the shape of the main body 20, so that the portability is increased and the volume is reduced.
  • Fig. 4 shows the winding state of the plurality of photoelectric conversion units 10.
  • the expanded state of the plurality of photoelectric conversion units 10 means a state in which a plurality of the photoelectric conversion units 10 are unfolded. Specifically, when the plurality of photoelectric conversion units 10 are in an expanded state, the upper surfaces of the plurality of photoelectric conversion units 10 are exposed to the outside. Therefore, the photoelectric conversion area of the plurality of photoelectric conversion units 10 is increased.
  • Figs. 1 to 3 show an expanded state of the plurality of photoelectric conversion units 10. Fig.
  • the plurality of photoelectric conversion units 10 have a predetermined rigidity and are not deformed when they are wound on the main body 20 and are provided with a connection unit 30 for connecting the plurality of photoelectric conversion units 10 and a plurality of photoelectric conversion units Folded or hinged by a connecting member 90 connecting the photoelectric conversion unit 10 positioned adjacent to the main body 20 and the main body 20 among the plurality of photoelectric conversion units 10, (20).
  • the plurality of photoelectric conversion units 10 can have lower flexibility than the connecting member 90 and the connecting unit 30.
  • the number of the plurality of photoelectric conversion units 10 is not limited.
  • the number of the photoelectric conversion units 10 is n and at least a part of the upper surface of each photoelectric conversion unit 10 is connected to each of the angles of the main body 20. [ And is wound while being in contact with the surface. At this time, the plurality of photoelectric conversion units 10 surround each surface of the main body 20 in one row. A plurality of photoelectric conversion units (10) are wound on one surface of the main body (20) parallel to the central axis of the main body (20).
  • the plurality of photoelectric conversion units 10 may be arranged so as to surround each side of the main body 20 in a plurality of rows. However, it is preferable that the plurality of photoelectric conversion units 10 are arranged so as to surround each surface of the main body 20 in two rows, considering the portability and the volume of the deployed state.
  • the main body 20 is an n-ary pillar shape, and the number of the photoelectric conversion units 10 is at least n + 1, and each photoelectric conversion unit At least a part of the upper surface of each of the photoelectric conversion units 10 forming the second row contacts at least part of the upper surface of the photoelectric conversion unit 10 of the first row And is wound while being in contact with the lower surface.
  • the main body 20 is pentagonal, and the number of the photoelectric conversion units 10 is ten.
  • the plurality of photoelectric conversion units 10 forming the first column are used as the first column photoelectric conversion units 10-1, and the plurality of photoelectric conversion units 10 forming the second column are used as the second column photoelectric conversion Can be collectively referred to as a unit 10-2.
  • the photoelectric conversion unit 10 positioned closest to the main body 20 among the plurality of photoelectric conversion units 10 is defined as the first photoelectric conversion unit 10a and the second to tenth photoelectric conversion units 10b- 10j).
  • the plurality of photoelectric conversion units 10 When the plurality of photoelectric conversion units 10 are wound around the main body 20 by a plurality of rows of the plurality of photoelectric conversion units 10, if the widths of the plurality of photoelectric conversion units 10 are the same, the plurality of rows are spaced apart, Lt; / RTI >
  • the width of each photoelectric conversion unit 10-2 in the second column may be larger than the width of each photoelectric conversion unit 10-1 in the first column.
  • the width of each photoelectric conversion unit 10-2 in the second column is equal to the width of each photoelectric conversion unit 10-1 in the first column and the connection unit 30 And the width of each of the first and second electrodes.
  • the plurality of photoelectric conversion units 10 When the plurality of photoelectric conversion units 10 are wound on the main body 20, they form a certain angle with each other, so that the top width of the plurality of photoelectric conversion units 10 may be smaller than the bottom width.
  • the plurality of photoelectric conversion units 10 may have a trapezoidal cross section whose width decreases from the lower portion to the upper portion.
  • each photoelectric conversion unit 10 will be described in detail.
  • the photoelectric conversion unit 10 may have various structures including the solar cell 150.
  • the photoelectric conversion unit 10 may be constituted by a plurality of solar cells 150 and a frame 11 for accommodating the solar cells 150.
  • the photoelectric conversion unit 10 may be configured such that the rear substrate of the solar cell panel 100 serves as the frame 11 Alternatively, it may have a structure.
  • each of the photoelectric conversion units 10 may include a solar cell 150 and a frame 11 that receives the solar cell 150.
  • each photoelectric conversion unit 10 may include a plurality of solar cells 150.
  • each photoelectric conversion unit 10 may include a solar cell panel 100 having a plurality of solar cells 150.
  • the description will be made on the basis that the photoelectric conversion unit 10 includes the solar cell panel 100.
  • the solar cell panel 100 includes a plurality of solar cells 150 and a wiring material 142 for electrically connecting the plurality of solar cells 150.
  • the solar cell panel 100 includes a sealing member 130 that surrounds and seals a plurality of solar cells 150 and a wiring member 142 that connects the solar cells 150 and a sealing member 130 that is disposed on the top surface of the solar cell 150, A substrate 110 and a lower substrate 120 disposed on the lower surface of the solar cell 150 on the sealing material 130. This will be explained in more detail.
  • the solar cell 150 may include a photoelectric conversion unit that converts the solar cell into electric energy, and an electrode that is electrically connected to the photoelectric conversion unit and collects and transfers a current.
  • the plurality of solar cells 150 may be electrically connected in series, parallel, or series-parallel by the wiring member 142.
  • the wiring material 142 electrically connects two neighboring solar cells 150 among the plurality of solar cells 150.
  • the bus ribbons (not shown) are connected by the wiring material 142 to connect both ends of the wiring material 142 of the solar cell 150 (that is, solar cell string) forming one row alternately.
  • the bus ribbon may be disposed at an end of the solar cell string and in an intersecting direction.
  • These bus ribbons may be connected to a junction box (not shown) that connects solar cell strings adjacent to each other or prevents back flow of solar cell string or solar cell string currents.
  • the wiring material 142 may be electrically connected to the interconnectors 50 and 50 that electrically connect the solar cell panels 100 of neighboring photoelectric conversion units 10 to each other.
  • the sealing material 130 includes a first sealing material 131 located on the upper surface of the solar cell 150 connected by the wiring material 142 and a second sealing material 132 located on the lower surface of the solar cell 150 .
  • the first sealing material 131 and the second sealing material 132 prevent moisture and oxygen from entering and chemically bind each element of the solar cell panel 100.
  • the first and second sealing members 131 and 132 may be made of an insulating material having translucency and adhesiveness. For example, an ethylene-vinyl acetate copolymer resin (EVA), a polyvinyl butyral, a silicon resin, an ester-based resin, an olefin-based resin, or the like may be used for the first sealant 131 and the second sealant 132.
  • EVA ethylene-vinyl acetate copolymer resin
  • the second sealing member 132, the solar cell 150, the first sealing member 131, and the top substrate 110 are integrated by a lamination process using the first and second sealing members 131 and 132,
  • the upper substrate 110 is positioned on the first sealing material 131 to constitute the upper surface of the solar cell panel 100 and the lower substrate 120 is positioned on the second sealing material 132, And the lower surface.
  • the upper substrate 110 and the lower substrate 120 may be formed of an insulating material capable of protecting the solar cell 150 from external shock, moisture, ultraviolet rays, and the like.
  • the upper substrate 110 may be made of a light transmissive material through which light can be transmitted, and the lower substrate 120 may be formed of a sheet made of a light transmissive material, a non-transmissive material, or a reflective material.
  • the upper substrate 110 may be formed of a glass substrate or the like, and the lower substrate 120 may have a TPT (Tedlar / PET / Tedlar) type or a base film (for example, polyethylene terephthalate ) May include a polyvinylidene fluoride (PVDF) resin layer formed on at least one side of the substrate.
  • TPT Tedlar / PET / Tedlar
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • first and second sealing members 131 and 132, the upper substrate 110, and the lower substrate 120 may include various materials other than those described above, and may have various shapes.
  • the top substrate 110 or bottom substrate 120 can have various forms (e.g., a substrate, film, sheet, etc.) or material.
  • the frame 11 accommodates the solar cell 150 and / or the solar cell panel 100.
  • the frame 11 includes a resin material having such rigidity.
  • the frame 11 may include a receiving groove 13 exposing an upper surface of the solar cell 150 in the upward direction.
  • the solar cell panel 100 is seated in the receiving groove 13.
  • the frame 11 has a structure for covering the upper surface of the solar cell 150, and the frame 11 may have a transparent structure.
  • the frame 11 may have a structure for protecting the solar cell panel 100, which is seated in the receiving recess 13, from an external impact.
  • the upper surface of the frame 11 may protrude upward from the upper surface of the solar cell 150.
  • the upper portion of the frame 11 is formed with a protection protrusion 12 for preventing the solar cell panel 100 seated in the receiving recess 13 from escaping and protecting it from an external impact.
  • the protective protrusions 12 may protrude upward from the upper surface of the solar cell panel 100 in the upper portion of the receiving groove 13 and extend in the center direction of the solar cell panel 100.
  • the length of the frame 11 may have a length corresponding to the length of the main body 20.
  • the solar cell 100 is not positioned at both ends of the frame 11 in the longitudinal direction, and the first magnet 40 can be positioned. Accordingly, the first magnet 40 is located at a position corresponding to the second magnet 60, and provides a fixing force in the wound state, and malfunction of the solar cell 100 can be reduced by the magnetic force.
  • an interconnector 50 connected to the wiring material connected to each solar cell 150 can be positioned.
  • the interconnector 50 electrically connects solar cell panels 100 adjacent to each other.
  • the interconnector 50 may be electrically connected to the connection unit 30 connecting the adjacent photoelectric conversion units 10.
  • the upper width W5 and W6 of the frame 11 may be smaller than the lower width W1 and W2 of the frame 11 for smooth winding of the photoelectric conversion unit 10.
  • the frame 11 may have a structure in which the width thereof decreases as the frame 11 is advanced from the bottom to the top. It is preferable that the upper width W5 and the lower width W1 W2 of the frame 11 are larger than the width W3 W4 of the solar cell panel 100.
  • the width of each frame 11 in the second row may be larger than the width of each frame 11 in the first row when the plurality of photoelectric conversion units 10 are wound around the main body 20 by a plurality of rows.
  • the upper width W6 of each frame 11 in the second row may be larger than the lower width W1 of each frame 11 in the first row.
  • the upper width W6 of each frame 11 in the second row is the sum of the lower width W1 of each frame 11 in the first row and the width of the connecting unit 30 connecting each frame 11 in the first row Value. ≪ / RTI >
  • the upper surface area of the solar cell panel 100 in the second row is larger than the upper surface area of the solar cell panel 100 in the first row when the solar cell panel 100 is wound around the main body 20 by a plurality of rows of the plurality of photoelectric conversion units 10 I have.
  • the generating capacity of the solar cell panel 100 in the second row is larger than the generating capacity of the solar cell panel 100 in the first row.
  • connection unit 30 electrically connects the plurality of photoelectric conversion units 10 and is banded or hinged between the plurality of photoelectric conversion units 10.
  • the connection unit 30 may include a flexible printed circuit board (FPCB).
  • FPCB flexible printed circuit board
  • the present invention is not limited to this, and the connection unit 30 may include a structure having a material or hinge having flexibility and elasticity higher than that of the photoelectric conversion unit 10.
  • the photoelectric conversion unit 10 located farthest from the main body 20 may be provided with a developing handle. Specifically, a developing handle is connected to one end of the tenth tenth photoelectric conversion unit 10.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view of the photoelectric conversion unit 10 of the portable charger 1 according to another embodiment of the present invention taken along the width direction.
  • FIG. 7B is a sectional view of the photoelectric conversion unit 10 of the portable charger 1 10 in the longitudinal direction.
  • the photoelectric conversion unit 10 has a structure in which the frame 11 is omitted and a plurality of solar cells 150 are mounted on the rear substrate (120) replaces the role of the frame (11).
  • each photoelectric conversion unit 10 includes a solar cell panel 100 having a plurality of solar cells 150.
  • each of the photoelectric conversion units 10 includes a plurality of solar cells 150 and a wiring material 142 for electrically connecting the plurality of solar cells 150.
  • the solar cell panel 100 includes a sealing member 130 that surrounds and seals a plurality of solar cells 150 and a wiring member 142 that connects the solar cells 150 and a sealing member 130 that is disposed on the top surface of the solar cell 150, A substrate 110 and a lower substrate 120 disposed on the lower surface of the solar cell 150 on the sealing material 130.
  • the description of the upper substrate 110, the sealing material 130, the wiring material 142 and the lower substrate 120 is the same as that of the embodiment of FIGS. 1 to 6, unless otherwise specified.
  • the substrate 120 may be located only on the lower surface of the solar cell 150 or may surround the lower surface and the side surface of the solar cell 150.
  • the width of the substrate 120 is not limited, but the width of the substrate 120 may be greater than the width of the top substrate 110.
  • the upper substrate 110 may have a protrusion 111 protruding upward.
  • the protrusion 111 may be made of the same material as the upper substrate 110 or a material more flexible than the upper substrate 110 to provide a buffering force between the upper substrate 110 and the main body 20.
  • the length of the upper substrate 110 and the lower substrate 120 may have a length corresponding to the length of the main body 20.
  • the solar cell 150 may not be positioned at both ends of the upper substrate 110 in the longitudinal direction, and the first magnet 40 may be positioned. Accordingly, the first magnet 40 is located at a position corresponding to the second magnet 60, provides a fixing force in the wound state, and can reduce the malfunction of the solar cell 150 by the magnetic force.
  • the interconnector 50 connected to the wiring member 142 connected to each solar cell 150 may be positioned at both ends of the substrate 120 in the longitudinal direction.
  • the interconnector 50 may be located at both ends of the longitudinal direction of the sealant 130.
  • the connection unit 30 is connected to the lower substrate 120.
  • each upper substrate 110 in the second row may be greater than the width of the lower substrate 120 in the first row when the plurality of photoelectric conversion units 10 are wound around the main body 20 in a plurality of rows.
  • the width of each upper substrate 110 in the second row is a sum of the width of the lower substrate 120 in the first row and the width of the connecting unit 30 connecting the lower substrate 120 in the first row .
  • FIG 8 is a schematic view showing a polarity connection relation of the portable charger 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the electric current value collected by the photoelectric conversion unit 10 of the second row is larger than the electric current value collected by the photoelectric conversion unit 10 of the first row, and the electric current value of the photoelectric conversion unit 10 of the second row
  • the voltage value of the collected electricity is equal to the voltage value of the electricity collected in the photoelectric conversion unit 10 of the first column.
  • the top surface area of the solar cell panel 100 in the second row has an area larger than the top surface area of the solar cell panel 100 in the first row and the area of each photoelectric conversion unit 10-1 in the first row, Since the conversion units 10-2 are connected in parallel, the current value of the collected electric current is larger than the electric current value collected in the photoelectric conversion unit 10 of the first column, and the current value of the electric current collected in the photoelectric conversion unit 10 of the second column
  • the voltage value of the electricity is equal to the voltage value of the electricity collected in the photoelectric conversion unit 10 of the first row.
  • a plurality of solar cells 150 of each photoelectric conversion unit 10 are connected in series.
  • each solar cell 150 uses a solar cell 150 having both a first electrode and a second electrode formed on the rear surface thereof. Therefore, a connection for connecting a plurality of solar cells 150 cut in a desired size in series
  • the wiring may be arranged on the rear surface of the solar cell 150 and the (+) (-) output terminal may be drawn out.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 충전기는 태양전지를 포함하는 복수 개의 광전변환유닛, 상기 복수 개의 광전변환유닛을 전기적으로 연결하고, 상기 복수 개의 광전변환유닛들의 사이에서 밴딩 또는 힌징되는 연결유닛 및 상기 복수 개의 광전변환유닛 중 하나의 일단에 연결되고, 상기 복수 개의 광전변환유닛과 나란하게 위치되는 본체를 포함하고, 상기 복수 개의 광전변환유닛은 상기 본체의 외면에 선택적으로 권취되어서, 휴대가 용이하고, 대용량 충전이 가능한 것을 특징으로 한다.

Description

휴대용 충전기
본 발명은 태양전지를 사용한 휴대용 충전기에 관한 것이다.
휴대폰, PDA, MD, CD 플레이어, MP3, 노트북, 디지털 카메라, 캠코더 등 개인휴대용 전자제품의 전원이 고갈되었거나 축전지를 사용할 수 없는 경우 주간에 태양전지를 이용하여 축전지를 충전하거나 비상전원으로 이용할 수 있는 태양전지를 이용한 충전 장치에 관한 것이다.
현대 생활에서 필수품 또는 기호품으로 정착되어 가는 이동통신용 휴대전화, MP3, MD, 노트북 PC, 휴대용 라디오, 디지털 카메라, 무전기, 캠코더 등의 전원으로 사용되는 축전지 또는 건전지는 일정시간이 지나면 재충전하거나 건전지를 교체해야 하는 문제점이 있다.
상기와 같은 이차 축전지를 충전하기 위해서는 반드시 상용전원이나 보조전원을 이용하여야 한다. 그러나 상용전원에서 이격되어 있거나 충전기를 소지하지 않은 경우에는 재충전이 불가능한 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래의 휴대용 태양전지 충전기를 보면, 태양전지를 휴대용 전자제품인 휴대폰용 축전지의 뒷면에 직접 부착시키는 기술이 제시된 바 있으며, 그 미합중국 등록특허 US5,898,932 등에서 볼 수 있다. 그러나, 상기와 같은 휴대폰용 태양전지 모듈은 태양광을 흡수하는 면적이 작아 충분한 충전이 이루어 지지 못하는 문제점이 존재한다.
또한, 태양전지 충전기를 별도의 케이스에 내장하는 기술이 제시된 바 있으며, 상기와 같은 케이스에 내장되는 휴대용 태양전지 충전기술은 소형화 및 경량화되고 있는 개인휴대용 전자제품에 사용시 태양광을 흡수하는 면적이 좁아짐에 따라 충분한 충전이 이루어지지 못하며, 태양전지 충전기의 크기를 확대하는 경우, 그 휴대가 불편한 단점이 존재한다.
본 발명은 태양광을 이용하여 대용량의 충전을 가능하게 하고, 휴대가 용이한 휴대용 충전기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원발명은 태양전지를 포함하는 복수 개의 광전변환유닛, 상기 복수 개의 광전변환유닛을 전기적으로 연결하고, 상기 복수 개의 광전변환유닛들의 사이에서 밴딩 또는 힌징되는 연결유닛 및 상기 복수 개의 광전변환유닛 중 하나의 일단에 연결되고, 상기 복수 개의 광전변환유닛과 나란하게 위치되는 본체를 포함하고, 상기 복수 개의 광전변환유닛은 상기 본체의 외면에 선택적으로 권취되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 본체는 n각형의 기둥형상이며, 상기 광전변환유닛의 수량은 n개이고, 각각의 광전변환유닛의 상부면의 적어도 일부가 상기 본체의 각 면에 접하면서 권취될 수 있다.
또한, 상기 본체는 n각형의 기둥형상이며, 상기 광전변환유닛의 수량은 적어도 n+1개이고, 제1 열을 형성하는 각각의 광전변환유닛의 상부면의 적어도 일부가 상기 본체의 각 면에 접하고, 제2 열을 형성하는 각각의 광전변환유닛의 상부면의 적어도 일부가 상기 제1 열의 광전변환유닛의 하부면에 접하면서 권취될 수 있다.
그리고, 상기 복수 개의 광전변환유닛의 권취 상태일 때, 상기 복수 개의 광전변환유닛의 상면은 외부로 노출되지 않고, 상기 복수 개의 광전변환유닛의 전개 상태일 때, 상기 복수 개의 광전변환유닛의 상면은 외부로 노출될 수 있다.
본원발명에 따르면, 본 발명의 휴대용 충전기는 비사용 시 또는 휴대 시에는 본체에 복수 개의 광전변환유닛을 권취시켜서 휴대용 충전기의 부피를 줄이고, 휴대성을 높이며, 휴대 시에 광전변환유닛의 파손을 방지하고, 사용 시에는 본체에 권취된 복수 개의 광전변환유닛을 전개시켜서, 광전변환 면적을 증가시키고, 발전용량을 증가시킨다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 충전기의 전개 상태의 사시도이다.
도 2는 도 1의 휴대용 충전기를 일 방향에서 바라본 측면도이다.
도 3은 도 1의 휴대용 충전기를 일 방향에서 바라본 측면도이다.
도 4는 도 1의 휴대용 충전기의 권취 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 도 1의 휴대용 충전기의 본체의 단면도이다.
도 6은 도 1의 휴대용 충전기의 A-A 선을 취한 단면도이다.
도 7a은 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대용 충전기의 광전변환유닛을 폭 방향을 따라 절단한 도시한 단면도이다.
도 7b는 도 7a의 휴대용 충전기의 광전변환유닛을 길이방향을 따라 절단한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 충전기의 극성 연결관계를 나타낸 개략도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다.
도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다. 그리고 도면에서는 설명을 좀더 명확하게 하기 위하여 두께, 넓이 등을 확대 또는 축소하여 도시하였는바, 본 발명의 두께, 넓이 등은 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
그리고 명세서 전체에서 어떠한 부분이 다른 부분을 포함한다고 할 때, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 부분을 배제하는 것이 아니며 다른 부분을 더 포함할 수 있다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 위에 있다고 할 때, 이는 다른 부분 바로 위에 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 위치하는 경우도 포함한다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 바로 위에 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 위치하지 않는 것을 의미한다.
또한, 실시예의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 실시예를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
이하에서는 도면을 참조하여 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 충전기의 전개 상태의 사시도, 도 2는 도 1의 휴대용 충전기를 일 방향에서 바라본 측면도, 도 3은 도 1의 휴대용 충전기를 일 방향에서 바라본 측면도, 도 4는 도 1의 휴대용 충전기의 권취 상태를 도시한 도면, 도 5는 도 1의 휴대용 충전기의 본체의 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 휴대용 충전기(1)는 태양전지(150)를 포함하는 복수 개의 광전변환유닛(10), 복수 개의 광전변환유닛(10)을 전기적으로 연결하고, 복수 개의 광전변환유닛(10)들의 사이에서 밴딩 또는 힌징되는 연결유닛(30) 및 복수 개의 광전변환유닛(10) 중 하나의 일단에 연결되고, 복수 개의 광전변환유닛(10)과 나란하게 위치되는 본체(20)를 포함하고, 복수 개의 광전변환유닛(10)은 본체(20)의 외면에 선택적으로 권취되는 것을 특징으로 한다.,
본 발명의 휴대용 충전기(1)는 비사용 시 또는 휴대 시에는 본체(20)에 복수 개의 광전변환유닛(10)을 권취시켜서 휴대용 충전기(1)의 부피를 줄이고, 휴대성을 높이며, 휴대 시에 광전변환유닛(10)의 파손을 방지하고, 사용 시에는 본체(20)에 권취된 복수 개의 광전변환유닛(10)을 전개시켜서, 광전변환 면적을 증가시키고, 발전용량을 증가시킨다.
본체(20)는 외면에 복수 개의 광전변환유닛(10)을 권취되게 하고, 복수 개의 광전변환유닛(10)이 권취되는 모양과 형상을 결정한다. 본체(20)는 축방향(Z축)을 따라 길게 연장되고, 축방향을 중심축으로 하는 다각기둥형상이다. 구체적으로, 본체(20)는 n각형의 기둥형상이고, 본체(20)의 길이는 복수 개의 광전변환유닛(10)의 길이와 대응될 수 있다. 제조의 편의성, 휴대의 편의성을 고려하면, 본체(20)는 3각형 내지 8각형으로 형성될 수 있다.
본체(20)는 복수 개의 광전변환유닛(10)에서 생성된 전기를 저장하는 축전지(80)와, 외부의 전원장치와 연결되는 충전포트(27)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 본체(20)는 내부가 빈 다각형의 기둥형상이며, 광전변환유닛(10)의 길이에 대응하는 길이의 하우징(21) 및 하우징(21)의 내부에 구비되며, 연결부재(90)에 전기적으로 연결되고, 태양전지(150)에서 생성된 전기 에너지를 저장하는 축전지(80)와, 복수 개의 광전변환유닛(10) 및 축전지(80)와 전기적으로 연결하는 회로부(70)를 포함할 수 있다.
축전지(80)는 전기적 에너지를 저장하는 장치이다. 축전지(80)는 충전포트(27)를 통해 공급된 태양전지(150)에서 생성된 전기 에너지를 저장한다. 예를 들면, 축전지(80)는 커패시터 또는 충전식 배터리를 포함할 수 있다.
충전포트(27)는 축전지(80) 또는 회로부(70)에서 공급된 전원을 외부의 전자장치에 공급하기 위한 것이다. 이러한 충전포트(27)는 USB(universal serial bus) 포트 형태인 것이 바람직하다. 충전포트(27)는 축전지(80)와 전기적으로 연결되어 본체(20)의 일면에 노출되게 설치된다.
충전포트(27)는 본체(20)의 외면 중 어느 하나에 위치될 수 있으나, 복수 개의 광전변환유닛(10)의 권취 및 전개 시에 사용자의 편의성을 향상시키기 위해, 복수 개의 광전변환유닛(10)은 본체(20)의 중심축에 나란한 본체(20)의 일면(21a)에 권취되고, 충전포트(27)는 본체(20)의 중심축과 교차되는 본체(20)의 다른 일면(21b)에 배치되는 것이 바람직하다.
복수 개의 광전변환유닛(10)이 본체(20)의 외면에 권취될 때, 고정력을 제공하기 위해 본체(20)에 자석이 배치될 수 있다. 예를 들면, 복수 개의 광전변환유닛(10)에 제1 자석(40)이 배치되고, 본체(20)의 제1 자석(40)과 대응되는 위치에 제2 자석(60)이 배치될 수 있다.
자석의 자력에 의한 오작동의 방지하고, 태양전지(150)의 발전 면적을 줄이지 않기 위해, 제2 자석(60)은 광전변환유닛(10)의 길이방향(Z축)에서 태양전지(150)가 배치되는 않는 영역(구체적으로, 프레임(11)의 길이방향 양단)에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제2 자석(60)은 본체(20)의 길이방향(Z축)(축방향)의 양단 중 적어도 어느 하나의 인접하여 배치될 수 있다.
본체(20)는 복수 개의 광전변환유닛(10) 중 하나의 일단에 연결되고, 복수 개의 광전변환유닛(10)과 나란하게 위치된다. 구체적으로, 본체(20)는 복수 개의 광전변환유닛(10)이 전개 상태일 때 가장 가깝게 위치하는 광전변환유닛(10)의 일단에 연결된다.
연결부재(90)는 본체(20)와 광전변환유닛(10)을 전기적으로 연결하고, 본체(20)와 광전변환유닛(10) 사이에서 밴딩 또는 힌징된다. 구체적으로, 연결부재(90)는 본체(20)의 외면과 복수 개의 광전변환유닛(10)이 전개 상태일 때 가장 가깝게 위치하는 광전변환유닛(10)의 일단에 연결된다. 연결부재(90)는 전개와 권취가 용이하도록, 본체(20)의 2개의 변이 만나는 지점에 연결된다. 연결부재(90)는 광전변환유닛(10) 및 본체(20)의 길이에 대응되는 길이를 가지고, 길이방향으로 길게 연장된다.
연결부재(90)는 본체(20)와 광전변환유닛(10)을 전기적으로 연결하면서, 밴딩될 수 있도록 전도성과 유연성을 가지는 재질이 사용될 수 있다. 구체적으로, 연결부재(90)는 가요성 인쇄회로기판(FPCB: Flexible Printed Circuit Board)를 포함할 수 있다.
복수 개의 광전변환유닛(10)은 복수 개가 서로 연결된 상태에서 본체(20)에 권취상태가 되거나, 전개상태가 된다.
여기서, 복수 개의 광전변환유닛(10)의 권취 상태는 복수 개의 광전변환유닛(10)이 본체(20)의 외면에 말려(Rolling)있는 상태를 의미한다. 구체적으로, 복수 개의 광전변환유닛(10)의 권취 상태일 때, 복수 개의 광전변환유닛(10)의 상면은 외부로 노출되지 않는다. 따라서, 복수 개의 광전변환유닛(10)이 권취 상태일 때 본체(20)의 형상을 따라 말려서 휴대성이 증가하고 부피가 줄어들게 된다. 도 4에는 복수 개의 광전변환유닛(10)의 권취상태를 도시하고 있다.
복수 개의 광전변환유닛(10)의 전개 상태는 복수 개의 광전변환유닛(10)이 펼쳐진 상태를 의미한다. 구체적으로, 복수 개의 광전변환유닛(10)의 전개 상태일 때, 복수 개의 광전변환유닛(10)의 상면은 외부로 노출된다. 따라서, 복수 개의 광전변환유닛(10)의 광전변환 면적은 증가하게 된다. 도 1 내지 도 3 에는 복수 개의 광전변환유닛(10)의 전개상태를 도시하고 있다.
복수 개의 광전변환유닛(10)은 일정한 강성을 가져서, 본체(20)에 권취될 때 변형되지 않고, 복수 개의 광전변환유닛(10) 사이를 연결하는 연결유닛(30) 및 복수 개의 광전변환유닛(10) 중 본체(20)에 인접하여 위치된 광전변환유닛(10)과 본체(20)를 연결하는 연결부재(90)가 변형되거나, 접히거나, 힌징되어 복수 개의 광전변환유닛(10)이 본체(20)에 권취되게 한다. 복수 개의 광전변환유닛(10)은 연결부재(90) 및 연결유닛(30) 보다 낮은 유연성을 가질 수 있다.
특히 도 4를 참조하면, 복수 개의 광전변환유닛(10)의 수량은 제한이 없다. 예를 들면, 본체(20)는 n각형의 기둥형상일 때, 광전변환유닛(10)의 수량은 n개이고, 각각의 광전변환유닛(10)의 상부면의 적어도 일부가 본체(20)의 각 면에 접하면서 권취된다. 이 때, 복수 개의 광전변환유닛(10)은 본체(20)의 각면을 1 열로 감싸게 된다. 복수 개의 광전변환유닛(10)은 본체(20)의 중심축에 나란한 본체(20)의 일면에 권취된다.
물론, 복수 개의 광전변환유닛(10)은 본체(20)의 각면을 복수 열로 감싸게 배치될 수도 있다. 다만, 휴대성과 전개 상태의 부피를 고려하면, 복수 개의 광전변환유닛(10)은 본체(20)의 각면을 2 열로 감싸게 배치되는 것이 바람직하다.
구체적으로, 도 4에 도시하는 바와 같이, 본체(20)는 n각형의 기둥형상이며, 광전변환유닛(10)의 수량은 적어도 n+1개이고, 제1 열을 형성하는 각각의 광전변환유닛(10)의 상부면의 적어도 일부가 본체(20)의 각 면에 접하고, 제2 열을 형성하는 각각의 광전변환유닛(10)의 상부면의 적어도 일부가 제1 열의 광전변환유닛(10)의 하부면에 접하면서 권취된다. 실시예에서는 본체(20)가 5 각형이고, 광전변환유닛(10)의 수량은 10개이다.
여기서, 제1 열을 형성하는 복수 개의 광전변환유닛(10)을 제1 열 광전변환유닛(10-1)으로, 제2 열을 형성하는 복수 개의 광전변환유닛(10)을 제2 열 광전변환유닛(10-2)으로 통칭할 수 있다. 복수 개의 광전변환유닛(10) 중 본체(20)에 가장 가깝게 위치된 광전변환유닛(10)은 제1 광전변환유닛(10a)으로 정의하고, 순서대로 제2 내지 제10 광전변환유닛(10b ~ 10j)으로 정의한다.
복수 개의 광전변환유닛(10)의 복수의 열로 본체(20)에 권취되는 경우, 복수 개의 광전변환유닛(10)의 폭이 동일하면 복수의 열 사이가 이격되면서, 권취상태의 부피가 증가되는 문제점이 존재한다.
따라서, 제2 열의 각 광전변환유닛(10-2)의 폭은 제1 열의 각 광전변환유닛(10-1)의 폭 보다 클 수 있다. 제2 열의 각 광전변환유닛(10-2)의 폭은 제1 열의 각 광전변환유닛(10-1)의 폭과, 제1 열의 각 광전변환유닛(10-1)을 연결하는 연결유닛(30)의 폭을 합한 값과 대응되는 것이 바람직하다.
복수 개의 광전변환유닛(10)이 본체(20)에 권취될 때, 서로 일정한 각을 형성하게 되므로, 복수 개의 광전변환유닛(10)은 상부 폭은 하부 폭 보다 작을 수 있다. 구체적으로, 복수 개의 광전변환유닛(10)은 하부에서 상부로 진행될 수록 폭이 줄어드는 사다리꼴 형태의 단면을 가질 수 있다.
이하, 각 광전변환유닛(10)의 구조를 상술한다.
광전변환유닛(10)은 태양전지(150)를 포함하는 다양한 구조를 가질 수 있다. 광전변환유닛(10)은 복수 개의 태양전지(150)와 이를 수용하는 프레임(11)으로 구성되거나, 광전변환유닛(10)은 태양 전지 패널(100)의 후면기판이 프레임(11)의 역할을 대신하는 구조를 가질 수도 있다.
예를 들면, 각각의 광전변환유닛(10)은 태양전지(150)와 태양전지(150)를 수용하는 프레임(11)을 포함할 수 있다.
특히, 도 3 및 도 6을 참조하면, 각각의 광전변환유닛(10)은 복수 개의 태양전지(150)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 각각의 광전변환유닛(10)은 복수의 태양전지(150)를 가지는 태양 전지 패널(100)을 포함할 수 있다. 이하에서는 광전변환유닛(10)이 태양 전지 패널(100)을 포함하는 것을 기준으로 설명한다.
본 실시예에 따른 태양 전지 패널(100)은 복수의 태양 전지(150)와, 복수의 태양 전지(150)를 전기적으로 연결하는 배선재(142)를 포함한다. 그리고 태양 전지 패널(100)은 복수의 태양 전지(150)와 이를 연결하는 배선재(142)를 둘러싸서 밀봉하는 밀봉재(130)와, 밀봉재(130) 위에서 태양 전지(150)의 상면에 위치하는 상면 기판(110)과, 밀봉재(130) 위에서 태양 전지(150)의 하면에 위치하는 하면 기판(120)을 포함한다. 이를 좀더 상세하게 설명한다.
먼저, 태양 전지(150)는, 태양 전지를 전기 에너지로 변환하는 광전 변환부와, 광전 변환부에 전기적으로 연결되어 전류를 수집하여 전달하는 전극을 포함할 수 있다. 그리고 복수 개의 태양 전지(150)는 배선재(142)에 의하여 전기적으로 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결될 수 있다. 구체적으로, 배선재(142)는 복수 개의 태양 전지(150) 중에서 이웃한 두 개의 태양 전지(150)를 전기적으로 연결한다.
그리고 버스 리본(미도시)은 배선재(142)에 의하여 연결되어 하나의 열을 형성하는 태양 전지(150)(즉, 태양 전지 스트링)의 배선재(142)의 양끝단을 교대로 연결한다. 버스 리본은 태양 전지 스트링의 단부에서 이와 교차하는 방향으로 배치될 수 있다. 이러한 버스 리본은, 서로 인접하는 태양 전지 스트링들을 연결하거나, 태양 전지 스트링 또는 태양 전지 스트링들 전류의 역류를 방지하는 정션 박스(미도시)에 연결할 수 있다.
배선재(142)는 서로 이웃한 광전변환유닛(10)들의 태양 전지 패널(100)을 서로 전기적으로 연결하는 인터 커넥터(50)(50)와 전기적으로 연결될 수 있다.
밀봉재(130)는, 배선재(142)에 의하여 연결된 태양 전지(150)의 상면에 위치하는 제1 밀봉재(131)와, 태양 전지(150)의 하면에 위치하는 제2 밀봉재(132)를 포함할 수 있다. 제1 밀봉재(131)와 제2 밀봉재(132)는 수분과 산소의 유입되는 것을 방지하며 태양 전지 패널(100)의 각 요소들을 화학적으로 결합한다. 제1 및 제2 밀봉재(131, 132)는 투광성 및 접착성을 가지는 절연 물질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제1 밀봉재(131)와 제2 밀봉재(132)로 에틸렌초산비닐 공중합체 수지(EVA), 폴리비닐부티랄, 규소 수지, 에스테르계 수지, 올레핀계 수지 등이 사용될 수 있다. 제1 및 제2 밀봉재(131, 132)를 이용한 라미네이션 공정 등에 의하여 하면 기판(120), 제2 밀봉재(132), 태양 전지(150), 제1 밀봉재(131), 상면 기판(110)이 일체화되어 태양 전지 패널(100)을 구성할 수 있다.
상면 기판(110)은 제1 밀봉재(131) 상에 위치하여 태양 전지 패널(100)의 상면을 구성하고, 하면 기판(120)은 제2 밀봉재(132) 상에 위치하여 태양 전지(150)의 하면을 구성한다. 상면 기판(110) 및 하면 기판(120)은 각기 외부의 충격, 습기, 자외선 등으로부터 태양 전지(150)를 보호할 수 있는 절연 물질로 구성될 수 있다. 그리고 상면 기판(110)은 광이 투과할 수 있는 투광성 물질로 구성되고, 하면 기판(120)은 투광성 물질, 비투광성 물질, 또는 반사 물질 등으로 구성되는 시트로 구성될 수 있다. 일 예로, 상면 기판(110)이 유리 기판 등으로 구성될 수 있고, 하면 기판(120)이 TPT(Tedlar/PET/Tedlar) 타입을 가지거나, 또는 베이스 필름(예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET))의 적어도 일면에 형성된 폴리불화비닐리덴(poly vinylidene fluoride, PVDF) 수지층을 포함할 수 있다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 제1 및 제2 밀봉재(131, 132), 상면 기판(110), 또는 하면 기판(120)이 상술한 설명 이외의 다양한 물질을 포함할 수 있으며 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 상면 기판(110) 또는 하면 기판(120)이 다양한 형태(예를 들어, 기판, 필름, 시트 등) 또는 물질을 가질 수 있다.
프레임(11)은 태양전지(150) 또는/및 태양 전지 패널(100)을 수용한다. 프레임(11)은 이정한 강성을 가지는 수지재질을 포함한다.
구체적으로, 프레임(11)은 상부 방향으로 태양전지(150)의 상면을 노출하는 수용홈(13)을 포함할 수 있다. 수용홈(13)에 태양 전지 패널(100)이 안착된다. 물론, 프레임(11)은 태양전지(150)의 상면을 덮는 구조를 가지고, 프레임(11)이 투명한 구조를 가질 수도 있다.
프레임(11)은 수용홈(13)에 안착된 태양 전지 패널(100)을 외부의 충격에서 보호하는 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 프레임(11)의 상면은 태양전지(150)의 상면 보다 상부 방향으로 돌출될 수 있다. 바람직하게는, 프레임(11)의 상부는 수용홈(13)에 안착된 태양 전지 패널(100)이 이탈을 방지하고, 외부의 충격에서 보호하는 보호돌기(12)가 형성된다. 보호돌기(12)는 수용홈(13)의 상부에서 태양 전지 패널(100)의 상면 보다 상부로 돌출되고, 태양 전지 패널(100)의 중앙 방향으로 연장된 형태를 포함할 수 있다.
프레임(11)의 길이는 본체(20)의 길이와 대응되는 길이를 가질 수 있다. 프레임(11)의 길이방향 양단에는 태양 전지 패널(100)이 위치되지 않고, 제1 자석(40)이 위치될 수 있다. 따라서, 제1 자석(40)은 제2 자석(60)과 대응되는 위치에 위치되며, 권취상태에서 고정력을 제공하고, 자력에 의해 태양 전지 패널(100)의 오작동을 줄일 수 있다.
프레임(11)의 길이방향 양단에는 각 태양전지(150)와 연결된 배선재와 연결되는 인터 커넥터(50)가 위치될 수 있다. 인터 커넥터(50)는 서로 인접한 태양 전지 패널(100)들 사이를 전기적으로 연결한다. 물론, 인터 커넥터(50)는 이웃한 광전변환유닛(10)들 사이를 연결하는 연결유닛(30)과 전기적으로 연결될 수도 있다.
광전변환유닛(10)의 원활한 권취를 위해, 프레임(11)의 상부 폭(W5) (W6)은 프레임(11)의 하부 폭(W1) (W2) 보다 작을 수 있다. 구체적으로 프레임(11)은 하부에서 상부로 진행될 수록 폭이 줄어드는 구조를 가질 수 있다. 프레임(11)의 상부 폭(W5) (W6) 및 하부 폭(W1) (W2)은 태양 전지 패널(100)의 폭(W3) (W4) 보다 큰 것이 바람직하다.
복수 개의 광전변환유닛(10)의 복수의 열로 본체(20)에 권취되는 경우, 제2 열의 각 프레임(11)의 폭은 제1 열의 각 프레임(11)의 폭 보다 클 수 있다. 구체적으로, 제2 열의 각 프레임(11)의 상부 폭(W6)은 제1 열의 각 프레임(11)의 하부 폭(W1) 보다 클 수 있다. 제2 열의 각 프레임(11)의 상부 폭(W6)은 제1 열의 각 프레임(11)의 하부 폭(W1)과 제1 열의 각 프레임(11)을 연결하는 연결유닛(30)의 폭을 합한 값과 대응되는 것이 바람직하다.
복수 개의 광전변환유닛(10)의 복수의 열로 본체(20)에 권취되는 경우, 제2 열의 태양 전지 패널(100)의 상면 면적은 제1 열의 태양 전지 패널(100)의 상면 면적 보다 큰 면적을 가진다. 제2 열의 태양 전지 패널(100)의 발전용량은 제1 열의 태양 전지 패널(100)의 발전용량 보다 크다.
연결유닛(30)은 복수 개의 광전변환유닛(10)들 사이를 전기적으로 연결하고, 복수 개의 광전변환유닛(10)들의 사이에서 밴딩 또는 힌징된다. 연결유닛(30)은 가요성 인쇄회로기판(FPCB: Flexible Printed Circuit Board)를 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 연결유닛(30)은 광전변환유닛(10) 보다 큰 유연성과 탄성을 가지는 재질 또는 힌지를 가지는 구조를 포함할 수 있다.
복수 개의 광전변환유닛(10) 중 전개 상태일 때, 본체(20)와 가장 멀리 떨어져 위치하는 광전변환유닛(10)에는 전개용 손잡이가 구비될 수 있다. 구체적으로, 제10 광전변환유닛(10)의 일단에는 전개용 손잡이가 연결된다.
도 7a은 본 발명의 다른 실시예에 따른 휴대용 충전기(1)의 광전변환유닛(10)을 폭 방향을 따라 절단한 도시한 단면도, 도 7b는 도 7a의 휴대용 충전기(1)의 광전변환유닛(10)을 길이방향을 따라 절단한 단면도이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 다른 실시예의 광전변환유닛(10)은 도 1 내지 도 6의 실시예와 비교하면, 프레임(11)이 생략되고, 복수 개의 태양전지(150) 모듈의 후면 기판(120)이 프레임(11)의 역할을 대신하는 구조를 포함한다.
실시예에서, 각각의 광전변환유닛(10)은 복수의 태양전지(150)를 가지는 태양 전지 패널(100)을 포함한다. 구체적으로, 각각의 광전변환유닛(10)은 복수의 태양 전지(150)와, 복수의 태양 전지(150)를 전기적으로 연결하는 배선재(142)를 포함한다. 그리고 태양 전지 패널(100)은 복수의 태양 전지(150)와 이를 연결하는 배선재(142)를 둘러싸서 밀봉하는 밀봉재(130)와, 밀봉재(130) 위에서 태양 전지(150)의 상면에 위치하는 상면 기판(110)과, 밀봉재(130) 위에서 태양 전지(150)의 하면에 위치하는 하면 기판(120)을 포함한다.
상면 기판(110), 밀봉재(130), 배선재(142), 하면 기판(120)에 대한 설명은 특별한 설명이 없으면, 도 1 내지 도 6의 실시예와 동일하다.
하면 기판(120)은 태양 전지(150)의 하면에만 위치할 수도 있고, 태양 전지(150)의 하면 및 측면을 감싸게 위치될 수도 있다. 하면 기판(120)의 폭은 제한이 없지만, 하면 기판(120)의 폭은 상면 기판(110)의 폭 보다 클 수 있다.
상면 기판(110)에는 상부로 돌출되는 돌출부(111)가 형성될 수 있다. 돌출부(111)는 상면 기판(110)과 동일한 재질 또는 상면 기판(110) 보다 연성의 재질로 구성되어서 상면 기판(110)과 본체(20) 사이에서 완충력을 제공할 수 있다.
상면 기판(110) 및 하면 기판(120)의 길이는 본체(20)의 길이와 대응되는 길이를 가질 수 있다. 상면 기판(110)의 길이방향 양단에는 태양전지(150)가 위치되지 않고, 제1 자석(40)이 위치될 수 있다. 따라서, 제1 자석(40)은 제2 자석(60)과 대응되는 위치에 위치되며, 권취상태에서 고정력을 제공하고, 자력에 의해 태양전지(150)의 오작동을 줄일 수 있다.
하면 기판(120)의 길이방향 양단에는 각 태양전지(150)와 연결된 배선재(142)와 연결되는 인터 커넥터(50)가 위치될 수 있다. 물론, 인터 커넥터(50)는 밀봉재(130)의 길이 방향 양단에 위치될 수도 있다. 여기서, 연결유닛(30)은 하면 기판(120)에 연결된다.
복수 개의 광전변환유닛(10)의 복수의 열로 본체(20)에 권취되는 경우, 제2 열의 각 상면 기판(110)의 폭은 제1 열의 각 하면 기판(120)의 폭 보다 클 수 있다. 구체적으로, 제2 열의 각 상면 기판(110)의 폭은 제1 열의 각 하면 기판(120)의 폭 과 제1 열의 각 하면 기판(120) 사이를 연결하는 연결유닛(30)의 폭을 합한 값과 대응되는 것이 바람직하다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 충전기(1)의 극성 연결관계를 나타낸 개략도이다.
본 실시예에서는 제2 열의 광전변환유닛(10)에서 수집된 전기의 전류 값은 제1 열의 광전변환유닛(10)에서 수집된 전기의 전류 값 보다 크고, 제2 열의 광전변환유닛(10)에서 수집된 전기의 전압 값은 제1 열의 광전변환유닛(10)에서 수집된 전기의 전압 값 과 동일하다.
제2 열의 태양 전지 패널(100)의 상면 면적은 제1 열의 태양 전지 패널(100)의 상면 면적 보다 큰 면적을 가지고, 제1 열의 각 광전변환유닛(10-1)들과 제2 열의 각 광전변환유닛(10-2)들이 병렬로 연결되므로, 수집된 전기의 전류 값은 제1 열의 광전변환유닛(10)에서 수집된 전기의 전류 값 보다 크고, 제2 열의 광전변환유닛(10)에서 수집된 전기의 전압 값은 제1 열의 광전변환유닛(10)에서 수집된 전기의 전압 값 과 동일하다.
각 광전변환유닛(10)의 복수 개의 태양전지(150)들은 직렬로 연결된다. 예를 들면, 각 태양전지(150)는 후면에 제1전극과 제2전극이 모두 형성된 태양전지(150)를 사용하므로, 원하는 사이즈로 절단된 복수개의 태양전지(150)를 직렬로 연결하는 연결배선을 태양전지(150)의 후면에 배치하고, (+) (-) 출력단을 인출하도록 구성할 수 있다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 태양전지를 포함하는 복수 개의 광전변환유닛;
    상기 복수 개의 광전변환유닛을 전기적으로 연결하고, 상기 복수 개의 광전변환유닛들의 사이에서 밴딩 또는 힌징되는 연결유닛; 및
    상기 복수 개의 광전변환유닛 중 하나의 일단에 연결되고, 상기 복수 개의 광전변환유닛과 나란하게 위치되는 본체를 포함하고,
    상기 복수 개의 광전변환유닛은 상기 본체의 외면에 선택적으로 권취되는 것을 특징으로 하는 휴대용 충전기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체는 n각형의 기둥형상이며, 상기 광전변환유닛의 수량은 n개이고,
    각각의 광전변환유닛의 상부면의 적어도 일부가 상기 본체의 각 면에 접하면서 권취되는 휴대용 충전기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 본체는 n각형의 기둥형상이며, 상기 광전변환유닛의 수량은 적어도 n+1개이고,
    제1 열을 형성하는 각각의 광전변환유닛의 상부면의 적어도 일부가 상기 본체의 각 면에 접하고,
    제2 열을 형성하는 각각의 광전변환유닛의 상부면의 적어도 일부가 상기 제1 열의 광전변환유닛의 하부면에 접하면서 권취되는 휴대용 충전기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 열의 광전변환유닛의 폭은 상기 제1 열의 광전변환유닛의 폭 보다 큰 휴대용 충전기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2 열의 광전변환유닛의 폭은 상기 제1 열의 광전변환유닛의 폭과 상기 제1 열의 연결유닛의 폭을 합한 값과 대응되는 큰 휴대용 충전기.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제2 열의 광전변환유닛에서 수집된 전기의 전류 값은 상기 제1 열의 광전변환유닛에서 수집된 전기의 전류 값 보다 크고,
    상기 제2 열의 광전변환유닛에서 수집된 전기의 전압 값은 상기 제1 열의 광전변환유닛에서 수집된 전기의 전압 값 과 동일한 휴대용 충전기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 연결유닛은 가요성 인쇄회로기판(FPCB: Flexible Printed Circuit Board)를 포함하는 휴대용 충전기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 광전변환유닛은,
    상기 태양전지를 수용하는 프레임을 더 포함하고,
    상기 연결유닛은 상기 프레임에 연결되는 휴대용 충전기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 프레임은,
    상기 태양전지가 수용되고, 상부 방향으로 상기 태양전지의 상면을 노출하는 수용홈을 포함하는 휴대용 충전기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 프레임의 상면은 상기 태양전지의 상면 보다 상부 방향으로 돌출되는 휴대용 충전기.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 프레임의 폭은 하부 방향에서 상부 방향으로 진행될수록 감소하는 휴대용 충전기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 광전변환유닛은,
    서로 전기적으로 연결된 복수의 태양 전지와,
    상기 복수의 태양 전지를 둘러싸서 밀봉하는 밀봉재와,
    상기 밀봉재 위에서 상기 태양 전지의 상면에 위치하는 상면 기판과,
    상기 밀봉재 위에서 상기 태양 전지의 하면에 위치하는 하면 기판을 포함하고,
    상기 연결유닛은 상기 하면 기판에 연결되는 휴대용 충전기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 하면 기판의 폭은 상기 상면 기판의 폭 보다 큰 휴대용 충전기.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 본체와 상기 광전변환유닛을 전기적으로 연결하고, 상기 본체와 상기 광전변환유닛 사이에서 밴딩 또는 힌징되는 연결부재를 더 포함하는 휴대용 충전기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 본체는,
    내부가 빈 다각형의 기둥형상이며, 상기 광전변환유닛의 길이에 대응하는 길이의 하우징; 및
    상기 하우징의 내부에 구비되며, 상기 연결부재에 전기적으로 연결되고, 상기 태양전지에서 생성된 전기 에너지를 저장하는 축전지를 포함하는 휴대용 충전기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 축전지와 전기적으로 연결되어 상기 본체의 일면에 노출되는 충전 포트를 더 포함하는 휴대용 충전기.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 복수 개의 광전변환유닛은 상기 본체의 중심축에 나란한 상기 본체의 일면에 권취되고,
    상기 충전포트는 상기 본체의 중심축과 교차되는 상기 본체의 다른 일면에 배치되는 휴대용 충전기.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 광전변환유닛 각각에 구비되는 제1 자석과,
    상기 복수 개의 광전변환유닛이 상기 본체의 외면에 권취될 때, 상기 제1 자석에 대응하는 위치의 상기 본체에 구비된 제2 자석을 더 포함하는 휴대용 충전기.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 광전변환유닛의 권취 상태일 때, 상기 복수 개의 광전변환유닛의 상면은 외부로 노출되지 않고,
    상기 복수 개의 광전변환유닛의 전개 상태일 때, 상기 복수 개의 광전변환유닛의 상면은 외부로 노출되는 휴대용 충전기.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 복수 개의 광전변환유닛 중 전개 상태일 때, 상기 본체와 가장 멀리 떨어져 위치하는 광전변환유닛에 구비되는 전개용 손잡이를 더 포함하는 휴대용 충전기.
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