一體化自持復(fù)合光電板和其工作方法以及光電板陣列的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光伏領(lǐng)域，尤其涉及一種一體化自持復(fù)合光電板及其工作方法以及光電板陣列。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能照明是太陽能利用的重要方式之一。太陽能照明是指利用太陽能光伏電池把陽光轉(zhuǎn)換成電能，存儲電能并在夜間驅(qū)動發(fā)光元件照明的過程。太陽能照明系統(tǒng)一般由光伏電池、蓄電池、充放電控制電路及驅(qū)動控制電路、發(fā)光元件等幾個部分組成。光伏電池實現(xiàn)光能到電能的轉(zhuǎn)換，蓄電池存儲電能，發(fā)光元件把電能轉(zhuǎn)換為光；充放控制電路控制蓄電池的充放電過程，保證電池的安全?，F(xiàn)有太陽能照明系統(tǒng)的構(gòu)造特點是，系統(tǒng)通常由機械和電氣兩類部件組成，各部件經(jīng)安裝、連接為一個整體，以專用照明裝置的方式使用。目前的系統(tǒng)一般含有光伏電池板、鉛酸電池或鎳氫等蓄電池、LED發(fā)光體等部件，占用空間大，安裝過程復(fù)雜,系統(tǒng)成本較高。
[0003]因此，需要設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，光電轉(zhuǎn)換、能量存儲、發(fā)光部件一體化，能夠?qū)崿F(xiàn)自持發(fā)光的復(fù)合光電板，以解決上述技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種一體化自持復(fù)合光電板，本光電板通過多層復(fù)合結(jié)構(gòu)將光伏電池，蓄電池，相關(guān)控制電路及發(fā)光器件集于一體，解決了太陽能照明系統(tǒng)的采集轉(zhuǎn)換，電能存儲和發(fā)光一體化的技術(shù)問題。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一體化自持復(fù)合光電板，所述一體化自持復(fù)合光電板為多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，其包括依次上下疊層設(shè)置的發(fā)光層、可控反射/透射層、光伏層、控制電路層和蓄電池層，且相鄰層之間通過相應(yīng)的泛連接的層間接口相連；其中，所述發(fā)光層，用于發(fā)光；所述可控反射/透射層，對射入或射出的復(fù)合光電板的光線進行透射或反射控制；所述光伏層，將光能轉(zhuǎn)換為電能；所述控制電路層，分別對發(fā)光層、可控反射/透射層和蓄電池層進行相應(yīng)控制；所述蓄電池層，用于對光伏層產(chǎn)生的電能進行存儲。
[0006]進一步，為了保證光伏層的薄膜形態(tài)及柔性，提高光電轉(zhuǎn)換效率，所述光伏層為采用非晶娃、CIS、CIGS材料中的任一種制成的光電米集板,所述光伏層的上端面與可控反射/透射層的下端面之間粘合有透明EVA膠。
[0007]進一步，為保證一體化自持復(fù)合光電板具有大容量存儲電能的能力，所述蓄電池層為三層復(fù)合結(jié)構(gòu)的固態(tài)鋰離子電池層，其中，上層為鋁電極，中間層為固態(tài)鋰離子電解質(zhì)，下層為銅電極；或，所述電池層為超級電容電池層，該超級電容電池層包括上、下分布的兩塊電極板，兩塊電極板之間均勻分布有適于構(gòu)成若干密封空腔的網(wǎng)格，各密封空腔內(nèi)設(shè)有電解質(zhì)，其中，電極板為活性炭混合石墨烯材料制作成的多孔電極板。
[0008]進一步，所述發(fā)光層為OLED層，且該層為多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括:金屬陰極層、有機發(fā)射層、有機導(dǎo)電層、金屬陽極及OLED基板；且所述OLED層的上端面通過透明EVA膠與保護層的下端面相連。
[0009]進一步，為了實現(xiàn)透射或反射控制，以達到白天打開光閥，使陽光投射到光伏電池上，晚上關(guān)閉光閥，提供高反射率背景，提高復(fù)合光電板的照明效果的目的；所述可控反射/透射層采用高反射率液晶薄膜作為光閥控制光線的反射或透射。
[0010]進一步，為了實現(xiàn)各層之間的控制，所述控制電路層包括:微控制器單元、電池充放電控制單元、發(fā)光控制單元、光閥控制單元和光控單元，其中，所述電池充放電控制單元適于將光伏層轉(zhuǎn)換的電能傳輸至蓄電池層中存儲，并控制輸入、輸出電流，防止蓄電池過充、過放；所述發(fā)光控制單元包括:恒流驅(qū)動電路，且該恒流驅(qū)動電路適于控制所述OLED層發(fā)光；所述微控制器單元適于分別與所述光控單元、光閥控制單元相連，且該微控制器單元適于根據(jù)光控單元的感光信號通過相應(yīng)的層間接口實現(xiàn)控制光閥控制單元、恒流驅(qū)動電路以及電池充放電控制單元；即，若微控制器單元根據(jù)感光信號判定為晚上時，則控制光閥控制單元使可控反射/透射層的光閥關(guān)閉以變?yōu)榉瓷鋵?，并控制恒流?qū)動電路啟動OLED層發(fā)光；若微控制器單元根據(jù)感光信號判定為白天時，則控制光閥控制單元使可控反射/透射層的光閥打開以變?yōu)橥干鋵?，并控制電池充放電控制單元啟動，以將電能傳輸至蓄電池層中存儲?br>[0011]進一步，為了實現(xiàn)各層之間的連接，所述層間接口采用位于上、下層間的FPC膜電路，所述FPC膜電路包括:若干對連接點，各對連接點上、下分別成對位于上層的下端面和下層的上端面，且上、下連接點之間通過導(dǎo)電膠相連。
[0012]另一方面,本發(fā)明在上述一體化自持復(fù)合光電板的基礎(chǔ)上還提供了一種光電板陣列，本光電板陣列充分利用一體化自持復(fù)合光電板結(jié)構(gòu)緊湊、散熱好、發(fā)光均勻的優(yōu)點，對一體化自持復(fù)合光電板進行組合拼接，可以構(gòu)成了一種任一面積的光電板陣列，使這種一體化自持復(fù)合光電板能夠應(yīng)用于大面積照明場合。
[0013]本發(fā)明提供的光電板陣列，所述光電板陣列采用若干如權(quán)利要求1所述的一體化自持復(fù)合光電板拼接而成。
[0014]又一方面，本發(fā)明在上述一體化自持復(fù)合光電板的基礎(chǔ)上還提供了一體化自持復(fù)合光電板的工作方法，以解決光電板發(fā)光、光電轉(zhuǎn)換之間切換的技術(shù)問題。
[0015]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種一體化自持復(fù)合光電板的工作方法，所述控制電路層包括:微控制器單元、電池充放電控制單元、發(fā)光控制單元、光閥控制單元和光控單元，其中，所述電池充放電控制單元適于將光伏層轉(zhuǎn)換的電能傳輸至蓄電池層中存儲并控制電流的輸出；所述發(fā)光控制單元包括:恒流驅(qū)動電路，且該恒流驅(qū)動電路適于控制所述OLED層發(fā)光。
[0016]所述工作方法包括:
所述微控制器單元適于分別與所述光控單元、光閥控制單元和接口控制電路相連，且該微控制器單元適于根據(jù)光控單元的感光信號通過相應(yīng)的層間接口實現(xiàn)控制光閥控制單元、恒流驅(qū)動電路以及電池充放電控制單元。
[0017]若微控制器單元根據(jù)感光信號判定是晚上時，則控制光閥控制單元使可控反射/透射層的光閥關(guān)閉以變?yōu)榉瓷鋵?，并控制恒流?qū)動電路啟動OLED層發(fā)光；若微控制器單元根據(jù)感光信號判定是白天時，則控制光閥控制單元使可控反射/透射層的光閥打開以變?yōu)橥干鋵?，并控制電池充放電控制單元啟動，將電能傳輸至電池層中存儲?br>[0018]本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點:自持式復(fù)合光電板提供了一種使用太陽能照明的簡單方法，即將光伏電池，蓄電池，相關(guān)控制電路及發(fā)光器件使用印刷，涂敷、自封裝、面安裝等工藝薄膜化，并用粘合及擠壓工藝把各部分組合到一起，組成完整的一體化自持復(fù)合光電板，以實現(xiàn)板狀太陽能照明系統(tǒng)。本光電板可以實現(xiàn)獨立的光-電-光轉(zhuǎn)換過程，白天自動處于發(fā)充電狀態(tài)，把太陽光能轉(zhuǎn)換為電能，并對蓄電池充電；當(dāng)環(huán)境亮度低于規(guī)定的閾值時，自動打開發(fā)光部件照明；本光電板不需要任何外部支持就能夠提供長時間的自持照明；本光電板的小功率單元化結(jié)構(gòu)保證了使用的安全性；本光電板可以在現(xiàn)有工藝條件下大規(guī)模生產(chǎn)，降低照明系統(tǒng)成本，提供高質(zhì)量的太陽能照明系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0019]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明，其中
圖1是一體化自持復(fù)合光電板的主要分層的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是一體化自持復(fù)合光電板中蓄電池層的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是一體化自持復(fù)合光電板中蓄電池層的另一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是控制電路層的電路原理框圖；
圖5是層間接口的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]其中，發(fā)光層1、可控反射/透射層2、光伏層3、控制電路層4、蓄電池層5、層間接口 6、保護層7、基底8、鋁電極501、銅電極502、固態(tài)鋰離子電解質(zhì)503、網(wǎng)格504、連接點601。
【具體實施方式】
[0021]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明了，下面結(jié)合【具體實施方式】并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本