[发明专利]直接耦合的功率调节太阳能充电器

说明书

本发明涉及制造耐用且便携的功率调节个人太阳能系统充电设备的方法、工具和系统。使用各种电压和电流匹配算法来特制化个人太阳能系统，以对目标装置或者一组具有直流电流(DC)负荷要求的目标便携装置供电和/或充电。匹配目标装置的被优化的个人太阳能系统允许直接耦合到目标装置而不需要使用内部电池或者辅助电路板以转移个人太阳能系统输出，并且便于“快速”充电模式。

相关申请的交叉引用

本申请要求在美国法典第35编第119条(35U.S.C.119)下享有于2012年5月9日提出的美国临时专利申请号为61/644,432、名称为“Photovoltaic Solar Module with aJunction Box that Possesses a USB port(s)which are Replaceable”的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

本申请还要求享有于2013年3月15日提出的美国专利申请号为No.13/832,025、名称为“Power-Conditioned Solar Charger for Directly Coupling to PortableElectronic Devices”的优先权；于2013年3月15日提出的美国专利申请号为No.29/449,341、名称为“Portable Waterproof Solar Panel Charger”的优先权；和于2013年3月15日提出的美国专利申请号为No.13/832,040、名称为“Stand-Alone Solar Power ChargerDirectly Coupling to Portable Electronic Devices”的优先权，每一者的全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及改善的个人太阳能电池充电装置及系统，特别是针对目标装置的所需加载环境的装置和系统，并且该装置和系统具有廉价、便于携带和耐用的构造。更具体地，公开的方法、系统和装置用于优化太阳能电池阵列构造，该太阳能电池阵列构造不需要电子功率调节，耐用，廉价，便携，制造成本低，并且可以有利地提供能替换部件部分，例如USB接线盒和USB连接器，以直接对具有直流电(DC)载荷要求的目标装置的电池进行充电。

背景技术

太阳能电池或者光伏(PV)电池是将太阳光转化为电力的装置。太阳能电池通常由半导体材料制成，并可由各种“杂质”进行掺杂以增强光子的吸收，增加传导和/或减少电池的带隙能量(即，使电子松动所需要的能量数量)。在不同太阳能电池设计中，当光子达到或者“撞击”PV电池的部件时，光子的一定部分或者光子的能量被吸收到半导体材料中并且“敲打”松动一个或者多个电子，允许(多个)电子更自由地在半导体矩阵或者晶格内流动。

被光子敲击松动的“自由流动”的电子可以“全部”产生电场，该电场排斥或者以其他方式迫使自由电子按一定方向流动，这些电子被“收集”时可以产生电压和/或电流。可以将金属接触部或者其他导电结构放置在PV电池的相对面上(即，顶面和底面)为电子提供流动路径，使得电压和电流用于各种目的，例如用于向可充电装置提供电力。