[发明专利]用于电子器具的光伏系统无效
申请号: | 200980151025.9 | 申请日: | 2009-12-17 |
公开(公告)号: | CN102257639A | 公开(公告)日: | 2011-11-23 |
发明(设计)人: | H.利夫卡;W.F.帕斯维尔 | 申请(专利权)人: | 皇家飞利浦电子股份有限公司 |
主分类号: | H01L31/052 | 分类号: | H01L31/052 |
代理公司: | 中国专利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人: | 李亚非;刘鹏 |
地址: | 荷兰艾*** | 国省代码: | 荷兰;NL |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 用于 电子 器具 系统 | ||
技术领域
本发明涉及用于电子器具的光伏系统以及包括这种光伏系统的电子器具。
背景技术
在过去的几年中,开发了用于室外应用(例如在房子屋顶上)的不同类型的光伏系统,其导致其中辐射强度水平足够高的大的平面结构。
例如,日本专利申请JP07-131051公开了一种旨在最优化太阳能面板效率的光伏系统。为此目的,该现有技术系统使用了包括多个由包含染料的树脂制成的面板的叠层,用于集中指定的波长的光。该指定的波长的光然后被导向邻近对应树脂板的开口端放置的太阳能电池。然而,由于与室外辐射强度水平相比室内辐射强度水平相对较低(室内水平近似为室外水平的1-10%),太阳能用于室内器具仍然非常困难。为了补偿该强度水平差异,可以增大光伏系统的表面面积。然而,这是非常昂贵的,并且结果,这样的光伏系统在室内得不到大量应用。
发明内容
本发明的目的是通过提供一种可以在低辐射条件下使用的光伏系统例如以便为室内电子器具供电来改进上述问题。
依照一个方面,本发明涉及一种用于电子器具的光伏系统,该光伏系统包括:能量集中器,其具有外层和内层,其中外层适于将到来的电磁辐射收集到能量集中器中并且其中内层适于反射电磁辐射,使得该电磁辐射被集中到能量集中器中;太阳能电池,其光学耦合到能量集中器,使得集中到能量集中器中的光被定向到太阳能电池,并且其中太阳能电池适于充当用于电子器具的电源;其中能量集中器的外层形成电子器具的外表面的一部分,能量集中器的内层围绕用于容纳电子器具的电子或机械部件的腔体而形成,并且能量集中器被配置成围绕腔体的至少一部分通过能量集中器反射光。
因此,提供了一种光伏系统,其仅需要低电磁辐射条件以驱动例如室内应用中的器具。通过将能量集中器用作器具的部分的“皮肤”或者用于整个器具,该设备的部分或者甚至整个外部表面可以用来收集能量。
能量集中器优选地用来改进太阳能电池的发电效率。典型地,能量集中器的曝光表面面积大于太阳能电池的曝光表面面积。结果,能量集中器可以捕获光并且以更集中的形式将其提供给太阳能电池,从而允许减少太阳能电池的数量或者太阳能电池的有源区。
在本发明的一个实施例中,内层反射的电磁辐射与到来的电磁辐射相应。
在另一个实施例中,所述太阳能集中器是太阳能集中器,是所谓的发光太阳能集中器(LSC)。发光太阳能集中器通常包括收集器,该收集器被设计为平坦且光学透明或半透明的片。该片经常由诸如玻璃、聚合物等等之类的材料形成。该收集器包括或者涂敷有吸收入射阳光且发射更长的波长的光的发光衬底。
结果,内层反射的电磁辐射与借助于到来的电磁辐射的能量而产生的电磁辐射相应,但是不必具有相同的波长。
在正上方讨论的两个实施例中,内层反射的电磁辐射由到来的电磁辐射的能量产生。
应当指出的是,特别是当设备的外部表面的超过50%用作能量集中器时,典型地该能量集中器的至少一些部分将暴露于外界光,即使当该设备被放置成能量集中器的部分面朝下定位时,也是如此。
应当进一步指出的是,特别是当设备的外部表面的超过75%用作能量集中器时,外界光可以用来为器具供电的概率再一次大大地增加;因为在这种方案中,外界光入射到设备的外部表面上是非常可能的。
通过对能量集中器定形,使得光沿着围绕腔体的至少一个路径反射,可以集中从大范围的角度入射的光并且可以将其定向到一个或多个太阳能电池。甚至在其中光伏系统被定位成使得太阳能电池面朝下放置在不透明表面上或者其中太阳能电池被定位成背离任何存在的光源的情形中,能量集中器的暴露的区域可能仍然能够集中来自光源的大量的光并且将其输送到太阳能电池。
而且,由于能量集中器捕获光并且将该光定向成围绕腔体,因而器具上的太阳能电池的具体位置变得不那么关键。通过使用能量集中器,增加了将太阳能电池定位到器具上的自由度,正如增加了相对于任何辐射源的位置/取向对该电气器具定位/定向的自由度。以上所述特别是在外层代表器具的外部表面的相当部分时成立。
在一个实施例中,在通过腔体和能量集中器的截面上,能量集中器跨越器具的外部表面的超过180度。结果,由于与平面能量集中器相比方向曝光更大,能量集中器可能能够集中外界光的概率更佳。
在一个实施例中,在通过腔体和能量集中器的截面上,能量集中器跨越器具的外部表面的360度或者近似360度。结果,能量集中器可能能够集中外界光的概率进一步提高。
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H01L 半导体器件;其他类目中不包括的电固体器件
H01L31-00 对红外辐射、光、较短波长的电磁辐射,或微粒辐射敏感的,并且专门适用于把这样的辐射能转换为电能的,或者专门适用于通过这样的辐射进行电能控制的半导体器件;专门适用于制造或处理这些半导体器件或其部件的方法或
H01L31-02 .零部件
H01L31-0248 .以其半导体本体为特征的
H01L31-04 .用作转换器件的
H01L31-08 .其中的辐射控制通过该器件的电流的,例如光敏电阻器
H01L31-12 .与如在一个共用衬底内或其上形成的,一个或多个电光源,如场致发光光源在结构上相连的,并与其电光源在电气上或光学上相耦合的