[发明专利]分散执行最大功率追踪的太阳能发电系统及其太阳能电池

说明书

技术领域

本发明是关于一种太阳能发电系统及其太阳能电池，尤指一种分散执行最大功率追踪的太阳能发电系统及其太阳能电池。

背景技术

由于自然能源的逐渐枯竭，使人类不得不积极寻求可用的替代能源，而取之不尽、用之不竭的太阳能，成为替代能源的明日之星。关于太阳能的运用，目前盛行的方式是利用太阳能电池将太阳能转化为电能，其原理请配合以下所述：

现有太阳能电池(包含单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅薄膜电池、铜铟硒/铜铟硒电池、碲化镉电池、砷化镓电池与其他种类电池等)的构造大致如图3所示，主要是利用半导体制程在一基底70上依序形成一下电极71、一光电半导体层72、一反射防止膜73及一上电极74；以单晶硅电池为例，该光电半导体层72包含一P型半导体层721及一N型半导体层722，而在二者间构成一P-N半导体接面。当光投射到该P-N半导体接面时，将形成光起电力效应(PHOTO VOLTAOR EFFECT)，而使其光电半导体层72产生电子电洞对，该电子电洞对将因为扩散与内部电场使得电子往N型半导体层722侧移动，电洞则往P型半导体层721侧移动，最后通过分别与N型半导体层722及P型半导体层721电性连接的上、下电极71、74输出直流电。

由于每一个太阳能电池只能输出很低压的直流电，因此在典型的实际运用上，是将多数太阳能电池组装成一太阳能电池模块，然后将多数太阳能电池模块组装成一子太阳能电池阵列(sub-array)，再由多数子太阳能电池阵列组装成一太阳能电池阵列；其中，该太阳能电池模块是通过配线将各太阳能电池相互连接，接着利用逆变器将太阳能电池阵列输出的直流电源转换为交流形式，并执行最大功率追踪(MPPT)。

然而太阳能电池阵列接受日照时，会因为阴影、遮蔽、日光入射角度或某一太阳能电池损坏等因素，造成阵列中每一太阳能电池产生的电力并不相同，当以所有太阳能电池的发电量进行最大功率追踪时，无法有效取得每一太阳能电池的最大功率以致造成系统总最大输出功率的降低。

发明内容

因此，本发明主要目的在提供一种分散执行最大功率追踪的太阳能发电系统。

为达成前述目的采取的主要技术手段是令前述太阳能发电系统包括一个以上的太阳能电池模块及一设于太阳能电池模块输出端的转换传输单元；其中：每一太阳能电池模块是由多个太阳能电池组成，每一太阳能电池包括：

一太阳能晶片，具有一直流电源输出端；

一最大功率追踪单元，具有一电源输入端及一电源输出端，该电源输入端是与前述太阳能晶片的直流电源输出端连接；

一电容，是跨接于最大功率追踪单元的电源输出端上，供太阳能电池与其他太阳能电池连接时，作为能量平衡或能量补偿之用；

由此，该太阳能电池模块的电源输出端是由各太阳能电池输出端通过电容相互连接所构成，该太阳能电池模块输出的电源则通过转换传输单元进行转换或传输；由于太阳能电池模块中每一太阳能电池是各自执行最大功率追踪，因此传送至转换传输单元的电力是实际的最大功率表现，由此可有效提升系统的整体运转效率；由于传统太阳能发电系统是在逆变器上针对所有太阳能电池的总输出执行最大功率追踪，但因涉及日照角度的变化或太阳能电池本身可能损坏等因素，故逆变器进行最大功率追踪时无法真正取得每一太阳能电池的最大功率，在此状况下可能低估实际的功率表现，而降低了系统的运转效率；与传统太阳能发电系统相较，本发明分散由每一太阳能电池各自执行最大功率追踪，因而可确保系统所得电力为实际可得的最大功率，从而可有效解决传统太阳能发电系统因最大功率追踪所致运转效率低落的问题。

本发明又一目的在提供一种具最大功率追踪功能的太阳能电池，该太阳能电池包括：

一基底；

一微电子电路层，是形成于前述基底上，用以构成一最大功率追踪单元；

一下电极，是形成于前述微电子电路层上，并与最大功率追踪单元的电源输入端构成电性连接；

一光电半导体层，是形成于前述下电极上，具有一下侧及一上侧，其下侧是与下电极相邻并构成电性连接；

一反射防止膜，是形成于光电半导体层的上侧；

一上电极，是形成于反射防止膜上，且与光电半导体层的上侧构成电性连接；该上电极并进一步与最大功率追踪单元的电源输入端构成电性连接；

利用前述结构将在太阳能电池中内建一最大功率追踪单元(MPPT)，由此提高太阳能电池实际输出的能量，并避免传统太阳能电池因阴影、遮蔽、日光入射角度或某一太阳能电池损坏等因素，造成太阳能电池模块或阵列总输出功率降低的问题。

附图说明