[发明专利]一种太阳能电池

说明书

【技术领域】

本发明属于电能变换领域，特别涉及一种使用非隔离谐振变换器的太阳能电池。

【背景技术】

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。

高频高效高功率密度是开关电源的发展趋势，谐振变换器凭借其软开关特性和良好的EMI表现，成为新能源电能变换技术领域研究的热点。

目前常见的谐振变换器，都是基于隔离式变压器制成，可配合参考图1所示，其均为利用隔离式变压器连接而成的谐振半桥变换器，具体来说，当副边同名端电压为正时，变压器绕组通过副边连接的电容C和二极管D1给负载供电，电容C具有抬压的作用；当副边同名端电压为负时，二极管D1截止，二极管D2导通，此时给电容C充电。由于隔离式变压器是由两个绕组构成，导致谐振变换器的体积较大，损耗较高，有待改进。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题，是针对前述背景技术中的缺陷和不足，提供一种太阳能电池，其体积小，损耗低，功率密度高。

本发明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非隔离谐振变换器中；所述光采集转换模块包括：多晶硅衬底、背电极、纳米管。

所述多晶硅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硅衬底的下表面，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。

其所述非隔离谐振变换器拓扑结构为：输入电源Uin由光采集转换模块提供，输入电源Uin连接输入电容Cin的一端、电感L1的异名端，电感L1的同名端连接电容C的一端，电容C的另一端连接电感L2的同名端和二极管D的阳极，二极管D的阴极连接输出电容Cout的一端，并输出电压；输入电容Cin的另一端、输出电容Cout的另一端接地，开关管S的一端接电感L1的同名端，另一端通过电阻R8接地。

开关管S的驱动电路具体结构与输入电压和输出电压有关，配合稳压管、晶体管、电阻、电容进行有源驱动，具体结构为：稳压管Z1的阴极连接输入电压，阳极连接电阻R1、电阻R2的一端，且电容C1与稳压管Z1并联；电阻R3的一端连接输入电压，另一端连接晶体管Q2的发射极和晶体管Q1的基极；晶体管Q1的发射极连接输入电压，晶体管Q1基极通过电容C2连接至其集电极和晶体管Q2的基极；晶体管Q1集电极连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端通过电阻R4连接至电感L1的同名端；电容C3与电阻R5并联；晶体管Q2的基极连接电阻R1的另一端；其集电极连接晶体管Q3的集电极和开关管S的控制极；晶体管Q3的基极连接电阻R2的另一端、电阻R6的一端；电阻R6的另一端连接稳压管Z2的阳极和电阻R7的一端，电阻R7的一端连接至开关管S的另一端；晶体管Q3的基极还通过电阻R9连接到电容C4的一端，电容C4的另一端连接到开关S的一端，其中晶体管Q1、Q2为PNP型晶体管，Q3为NPN型晶体管。

与现有技术相比，本发明的有益效包括：

本发明提出的谐振变换器，利用电感、电容构成的谐振电路做能量交换使用，其拓扑仅使用一级变换电路，克服传统谐振电路的不足，电路拓扑简化，且驱动电路与输入电压、输出电压相关从而控制开关管S的导通和关断，能够有效抑制输入电压和输出电压波动带来的影响，而且此拓扑与传统谐振变换器相比在同等工作条件下开关器件功率要小，效率要高，成本较低；进一步的提高太阳能电池的输出功率，降低成本。

【附图说明】

图1：现有谐振半桥变换器的电路连接示意图；

图2：本发明的非隔离谐振变换器的结构示意图；

图3：本发明光采集转换模块结构示意图。

【具体实施方式】

为使本发明的技术方案更加清楚，下面结合附图及具体实施过程对本发明作进一步的详细说明。

本发明提供的一种太阳能电池，通过对太阳能电池板增加非隔离谐振变换器，从而增加输出功率的作用。