一体化自持复合光电板和其工作方法以及光电板阵列的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光伏领域，尤其涉及一种一体化自持复合光电板及其工作方法以及光电板阵列。
【背景技术】
[0002]太阳能照明是太阳能利用的重要方式之一。太阳能照明是指利用太阳能光伏电池把阳光转换成电能，存储电能并在夜间驱动发光元件照明的过程。太阳能照明系统一般由光伏电池、蓄电池、充放电控制电路及驱动控制电路、发光元件等几个部分组成。光伏电池实现光能到电能的转换，蓄电池存储电能，发光元件把电能转换为光；充放控制电路控制蓄电池的充放电过程，保证电池的安全。现有太阳能照明系统的构造特点是，系统通常由机械和电气两类部件组成，各部件经安装、连接为一个整体，以专用照明装置的方式使用。目前的系统一般含有光伏电池板、铅酸电池或镍氢等蓄电池、LED发光体等部件，占用空间大，安装过程复杂,系统成本较高。
[0003]因此，需要设计一种结构简单，使用方便，光电转换、能量存储、发光部件一体化，能够实现自持发光的复合光电板，以解决上述技术问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种一体化自持复合光电板，本光电板通过多层复合结构将光伏电池，蓄电池，相关控制电路及发光器件集于一体，解决了太阳能照明系统的采集转换，电能存储和发光一体化的技术问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供了一体化自持复合光电板，所述一体化自持复合光电板为多层复合结构，其包括依次上下叠层设置的发光层、可控反射/透射层、光伏层、控制电路层和蓄电池层，且相邻层之间通过相应的泛连接的层间接口相连；其中，所述发光层，用于发光；所述可控反射/透射层，对射入或射出的复合光电板的光线进行透射或反射控制；所述光伏层，将光能转换为电能；所述控制电路层，分别对发光层、可控反射/透射层和蓄电池层进行相应控制；所述蓄电池层，用于对光伏层产生的电能进行存储。
[0006]进一步，为了保证光伏层的薄膜形态及柔性，提高光电转换效率，所述光伏层为采用非晶娃、CIS、CIGS材料中的任一种制成的光电米集板,所述光伏层的上端面与可控反射/透射层的下端面之间粘合有透明EVA胶。
[0007]进一步，为保证一体化自持复合光电板具有大容量存储电能的能力，所述蓄电池层为三层复合结构的固态锂离子电池层，其中，上层为铝电极，中间层为固态锂离子电解质，下层为铜电极；或，所述电池层为超级电容电池层，该超级电容电池层包括上、下分布的两块电极板，两块电极板之间均匀分布有适于构成若干密封空腔的网格，各密封空腔内设有电解质，其中，电极板为活性炭混合石墨烯材料制作成的多孔电极板。
[0008]进一步，所述发光层为OLED层，且该层为多层复合结构，包括:金属阴极层、有机发射层、有机导电层、金属阳极及OLED基板；且所述OLED层的上端面通过透明EVA胶与保护层的下端面相连。
[0009]进一步，为了实现透射或反射控制，以达到白天打开光阀，使阳光投射到光伏电池上，晚上关闭光阀，提供高反射率背景，提高复合光电板的照明效果的目的；所述可控反射/透射层采用高反射率液晶薄膜作为光阀控制光线的反射或透射。
[0010]进一步，为了实现各层之间的控制，所述控制电路层包括:微控制器单元、电池充放电控制单元、发光控制单元、光阀控制单元和光控单元，其中，所述电池充放电控制单元适于将光伏层转换的电能传输至蓄电池层中存储，并控制输入、输出电流，防止蓄电池过充、过放；所述发光控制单元包括:恒流驱动电路，且该恒流驱动电路适于控制所述OLED层发光；所述微控制器单元适于分别与所述光控单元、光阀控制单元相连，且该微控制器单元适于根据光控单元的感光信号通过相应的层间接口实现控制光阀控制单元、恒流驱动电路以及电池充放电控制单元；即，若微控制器单元根据感光信号判定为晚上时，则控制光阀控制单元使可控反射/透射层的光阀关闭以变为反射层，并控制恒流驱动电路启动OLED层发光；若微控制器单元根据感光信号判定为白天时，则控制光阀控制单元使可控反射/透射层的光阀打开以变为透射层，并控制电池充放电控制单元启动，以将电能传输至蓄电池层中存储。
[0011]进一步，为了实现各层之间的连接，所述层间接口采用位于上、下层间的FPC膜电路，所述FPC膜电路包括:若干对连接点，各对连接点上、下分别成对位于上层的下端面和下层的上端面，且上、下连接点之间通过导电胶相连。
[0012]另一方面,本发明在上述一体化自持复合光电板的基础上还提供了一种光电板阵列，本光电板阵列充分利用一体化自持复合光电板结构紧凑、散热好、发光均匀的优点，对一体化自持复合光电板进行组合拼接，可以构成了一种任一面积的光电板阵列，使这种一体化自持复合光电板能够应用于大面积照明场合。
[0013]本发明提供的光电板阵列，所述光电板阵列采用若干如权利要求1所述的一体化自持复合光电板拼接而成。
[0014]又一方面，本发明在上述一体化自持复合光电板的基础上还提供了一体化自持复合光电板的工作方法，以解决光电板发光、光电转换之间切换的技术问题。
[0015]为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种一体化自持复合光电板的工作方法，所述控制电路层包括:微控制器单元、电池充放电控制单元、发光控制单元、光阀控制单元和光控单元，其中，所述电池充放电控制单元适于将光伏层转换的电能传输至蓄电池层中存储并控制电流的输出；所述发光控制单元包括:恒流驱动电路，且该恒流驱动电路适于控制所述OLED层发光。
[0016]所述工作方法包括:
所述微控制器单元适于分别与所述光控单元、光阀控制单元和接口控制电路相连，且该微控制器单元适于根据光控单元的感光信号通过相应的层间接口实现控制光阀控制单元、恒流驱动电路以及电池充放电控制单元。
[0017]若微控制器单元根据感光信号判定是晚上时，则控制光阀控制单元使可控反射/透射层的光阀关闭以变为反射层，并控制恒流驱动电路启动OLED层发光；若微控制器单元根据感光信号判定是白天时，则控制光阀控制单元使可控反射/透射层的光阀打开以变为透射层，并控制电池充放电控制单元启动，将电能传输至电池层中存储。
[0018]本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:自持式复合光电板提供了一种使用太阳能照明的简单方法，即将光伏电池，蓄电池，相关控制电路及发光器件使用印刷，涂敷、自封装、面安装等工艺薄膜化，并用粘合及挤压工艺把各部分组合到一起，组成完整的一体化自持复合光电板，以实现板状太阳能照明系统。本光电板可以实现独立的光-电-光转换过程，白天自动处于发充电状态，把太阳光能转换为电能，并对蓄电池充电；当环境亮度低于规定的阈值时，自动打开发光部件照明；本光电板不需要任何外部支持就能够提供长时间的自持照明；本光电板的小功率单元化结构保证了使用的安全性；本光电板可以在现有工艺条件下大规模生产，降低照明系统成本，提供高质量的太阳能照明系统。
【附图说明】
[0019]为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是一体化自持复合光电板的主要分层的结构示意图；
图2是一体化自持复合光电板中蓄电池层的结构示意图；
图3是一体化自持复合光电板中蓄电池层的另一种实施方式的结构示意图；
图4是控制电路层的电路原理框图；
图5是层间接口的结构示意图。
[0020]其中，发光层1、可控反射/透射层2、光伏层3、控制电路层4、蓄电池层5、层间接口 6、保护层7、基底8、铝电极501、铜电极502、固态锂离子电解质503、网格504、连接点601。
【具体实施方式】
[0021]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本