一种太阳能电池制造技术

本发明专利技术公布了一种太阳能电池，包括输入光采集模块与推挽变换器，推挽变换器包括两个开关器件S1、S2，隔离变压器T，整流二极管D1、D2，储能电感L、储能电容C和负载R，与储能电感L耦合的辅助线圈Lau，PWM控制器和输出电压计算器，输出电压计算器根据辅助线圈Lau的测量电压Udet、隔离变压器T的原边绕组匝数N1、副边绕组匝数N2、输入电压Uin、二极管D1、D2管压降、开关器件导通时间以及储能电感L耦合的辅助线圈Lau的变比α来确定输出电压的实时输出值Uout，PWM控制器根据该实时输出值产生PWM驱动信号来控制开关器件S1、S2的导通或关断。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能电池，尤其是一种使用推挽变换器的太阳能电池。
技术介绍
由于移动制冷系统如车载空调，车载冰箱及用于野外的制冷装置的电源绝大多数为太阳能电池或新能源电池；而太阳能或新能源电池的供电系统的供电能力有限且不稳定，通过对开关电源的电路调整而达到提高设备使用效率。由于开关电源相对于传统线性电源具有高效率、小体积、高可靠性等优点，越来越广泛的被应用于计算机、通讯、电力、家电、仪器和航空航天等领域。当由铅酸电池供电的开关电源和逆变器，如何使其效率更高、体积更小和能量密度高，如今用的最多拓扑结构是采用推挽电路拓扑，其特点是采用高频变压器，使开关电源体积小和功率密度高；同时此类拓扑适合低压和大电流的应用场合，因此在不间断电源和正弦波逆变器等电源系统前级中得到广泛的应用。这类电源系统输出的电压和电流稳定性很大程度上取决于前级输出高压的稳定性，无论是电压单环控制还是电压电流双闭环控制，其基础均是电压反馈控制，输出电压通过光耦反馈电路将其反馈到前端控制器中，增加了系统的复杂性，降低了反馈的动态性能导致不能精确控制(如图1所示)。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题，是针对前述
技术介绍
中的缺陷和不足，提供一种新的太阳能电池，通过在太阳能电池中增加推完控制器，保证电池的输出电压稳定性，同时提高电源输出功率，其中推挽变换器采样不依赖光耦等附加采样措施，可以降低系统成本，提高反馈的动态性能进而实现精确的PWM控制。本专利技术中的太阳能电池由光采集转换模块将太阳能转化为电能并输入推挽变换器中；所述光彩及转换模块包括：半导体基板；射极层，形成于该半导体基板的受光面上，且与该半导体基板的间形成pn结；抗反射膜，形成于该射极层上；第一电极，其与该射极层连接；第二电极，形成于该半导体基板的背光面上；光转换层，形成于该半导体基板的该背光面上，用以接收具有长波长的第一光线而发射具有短波长的第二光线，以供该太阳能电池进行光电能转换，进而提高该太阳能电池的效能。背表面电场层，形成于该半导体基板与该第二电极之间，且与该第二电极以及该半导体基板连接。封装层，该封装层为能够透光的材料所构成，该能够透光的材料为玻璃。封装层设置于该光转换层的第一表面及第二表面其中之一上。光转换层由一光波长转换材料所构成，该光波长转换材料为上转换材料，且该光波长转换材料为磷光体。输入电源Uin由光采集转换模块提供，开关器件S1、S2由PWM控制器驱动进行开关动作，将直流电压变换为交流方波电压加在隔离变压器T的原边，在隔离变压器的副边绕组只有一个二极管管压降，隔离变压器的原边绕组匝数为N1，副边绕组匝数为N2，两个开关器件交替导通，在开关器件闭合的区间内，如当开关器件S1导通时，二极管D1承受正压而导通，而D2由于反向偏置而截至，开关器件S2导通时，D2导通，D1截至。而在开关器件闭合区间内，储能电感L两端的电压为：uL=N2N1Uin-UD-Uout---(1)]]>在两个开关器件同时关断的时候，电感电流iL平均分配到隔离变压器副边的两个绕组中，此时储能电感L两端的电压为：uL＝-UD-Uout(2)其中，UD为整流二极管D1、D2的电压降，Uout为输出电压；假设与储能电感L耦合的辅助线圈Lau的变比为α，辅助绕组的电压为测量电压Udet，uL＝αUdet那么，输出电压可以表示为开关管开通期间：Uout=N2N1Uin-UD-αUdet,]]>开关管关断期间：Uout＝-UD-αUdet；与现有技术相比，本专利技术的有益效包括：本申请的光采集转换模块通过双面采集光照,增加太阳能电池本身对于阳光的采集效率,增加了转换效率,减少能耗,增加功率；同时本申请的推挽变换器通过直接检测储能电感L的实时电压，并根据变压器固有参数、输入电压和开关管是否导通即可确定输出电压的变化情况。该推挽变换器采样不依赖光耦等附加采样措施，可以降低系统成本，提高反馈的动态性能进而实现精确的PWM控制【附图说明】图1：现有推挽变换器的电路控制图；图2：本专利技术的推挽变换器电路结构图；图3：本专利技术光采集转换模块结构示意图。【具体实施方式】为使本专利技术的技术方案更加清楚，下面结合附图及具体实施过程对本专利技术作进一步的详细说明。由图2可知，该推挽变换器的包括输入电源Uin，两个开关器件S1、S2，隔离变压器T，整流二极管D1、D2，储能电感L、储能电容C和负载R，与储能电感L耦合的辅助线圈Lau，PWM控制器和输出电压计算器。本专利技术中的太阳能电池由光采集转换模块将太阳能转化为电能并输入推挽变换器中；所述光采集转换模块包括：晶娃衬底、背电极、纳米管。所述多晶娃衬底中晶粒间的畴界处存在着大量的不饱和悬挂键。该背电极设置于所述多晶娃衬底的下表面，且与该多晶娃衬底的下表面欧姆接触。所述光采集转换模块进一步包括碳纳米管结构，该碳纳米管结构设置于所述多晶硅衬底的上表面，且与该多晶硅衬底的上表面接触，所述碳纳米管结构在不饱和悬挂键的作用下吸附于所述多晶硅衬底的上表面，减少能耗损失，饱和畴界处的部分悬挂键，降低悬挂键对载流子的俘获，从而提高所述光采集转换模块的光电转换效率及载流子的迁移率。所述推挽变换器包括：开关器件S1、S2由PWM控制器驱动进行开关动作，将直流电压变换为交流方波电压加在隔离变压器T的原边，在隔离变压器的副边绕组只有一个二极管管压降，隔离变压器的原边绕组匝数为N1，副边绕组匝数为N2，两个开关管交替导通，在开关元件闭合的区间内，如当开关管S1导通时，二极管D1承受正压而导通，而D2由于反向偏置而截至，开关管S2导通时，D2导通，D1截至。而在开关元件闭合区间内，根据基尔霍夫电压定律可以确定储能电感L两端的电压为：uL=N2N1Uin-UD-Uout---(1)]]>在两个开关管同时关断的时候，电感电流iL平均分配到隔离变压器副边的两个绕组中，此时储能电感L两端的电压为：uL＝-UD-Uout(2)其中，UD为整流二极管D1、D2的电压降，Uout为输出电压；假设与储能电感L耦合的辅助线圈Lau的变比为α，辅助绕组的电压为测量电压Udet，则，uL＝αUdet，那么，输出电压可推导为：开关管开通期间：Uout=N2N1Uin-UD-αUdet;]]>开关管关断期间：Uout＝-UD-αUdet；因此，通过直接检测储能电感L的实时电压，并根据变压器固有参数、输入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池，其包括光采集转换模块与推挽变换器，其特征在于：半导体基板、射极层，形成于该半导体基板的受光面上，且与该半导体基板的间形成pn结；抗反射膜，形成于该射极层上；第一电极，其与该射极层连接；第二电极，形成于该半导体基板的背光面上；光转换层，形成于该半导体基板的该背光面上，用以接收具有长波长的第一光线而发射具有短波长的第二光线，以供该太阳能电池进行光电能转换，进而提高该太阳能电池的效能；背表面电场层，形成于该半导体基板与该第二电极之间，且与该第二电极以及该半导体基板连接；封装层，该封装层为能够透光的材料所构成，该能够透光的材料为玻璃；封装层设置于该光转换层的第一表面及第二表面其中之一上；光转换层由一光波长转换材料所构成，该光波长转换材料为上转换材料，且该光波长转换材料为磷光体；所述推挽变换器由光采集转换模块提供输入电压Uin；所述推挽变换器包括两个开关器件S1、S2，隔离变压器T，整流二极管D1、D2，储能电感L、储能电容C和负载R，与储能电感L耦合的辅助线圈Lau，PWM控制器和输出电压计算器，开关器件S1、S2由PWM控制器驱动进行开关动作，将输入电源的直流电压变换为交流方波电压加在隔离变压器T的原边，在隔离变压器的副边绕组只有一个二极管管压降，两个开关器件交替导通，在开关元件闭合的区间内，当开关管S1导通时，二极管D1承受正压而导通，而二极管D2由于反向偏置而截至，当开关管S2导通时，二极管D2导通，二极管D1截至；输出电压计算器根据辅助线圈Lau的测量电压Udet、隔离变压器T的原边绕组匝数N1、副边绕组匝数N2、输入电压Uin、二极管D1、D2管压降、开关器件导通时间以及储能电感L耦合的辅助线圈Lau的变比α来确定输出电压的实时输出值Uout，PWM控制器根据该实时输出值产生PWM驱动信号来控制开关器件S1、S2的导通或关断。...

【技术特征摘要】
2014.12.13 CN 20141080608521.一种太阳能电池，其包括光采集转换模块与推挽变换器，其特征在于：
半导体基板、射极层，形成于该半导体基板的受光面上，且与该半导体基板的间形
成pn结；抗反射膜，形成于该射极层上；
第一电极，其与该射极层连接；
第二电极，形成于该半导体基板的背光面上；
光转换层，形成于该半导体基板的该背光面上，用以接收具有长波长的第一光线而
发射具有短波长的第二光线，以供该太阳能电池进行光电能转换，进而提高该太阳能电
池的效能；
背表面电场层，形成于该半导体基板与该第二电极之间，且与该第二电极以及该半
导体基板连接；
封装层，该封装层为能够透光的材料所构成，该能够透光的材料为玻璃；
封装层设置于该光转换层的第一表面及第二表面其中之一上；
光转换层由一光波长转换材料所构成，该光波长转换材料为上转换材料，且该光波
长转换材料为磷光体；
所述推挽变换器由光采集转换模块提供输入电压Uin；
所述推挽变换器包括两个开关器件S1、S2，隔离变压器T，整流二极管D1、D2，
储能电感L、储能电容C和负载R，与储能电感L耦合的辅助线圈Lau，PWM控制器和
输出电压计算器，开关器件S1、S2由PWM控制器驱动进行开关动作，将输入电源的直
流电压变换为交流方波电压加在隔离变压器T的原边，在隔离变压器的副边绕组只有一
个二极管管压降，两个开...

【专利技术属性】
技术研发人员：金涛，
申请(专利权)人：襄阳精圣科技信息咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42