光电转换阵列的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种光电转换阵列。所述光电转换阵列包括多个阵列设置且对应电连接的光电转换器组和多个输出端，每一光电转换器组包括多个电连接的光电转换器，每一所述光电转换器包括多个相互电位隔离的光电转换单元带和多个与所述光电转换单元分别电连接的连接端，每一所述连接端包括正极连接端和负极连接端，所述正极连接端和所述负极连接端设于所述光电转转器的相同侧，所述多个输出端分别独立输出所述多个光电转换器组产生的电能。本实用新型提供的光电转换阵列充分利用非均匀光照进行光电转换，并采用多个独立输出端输出电能而降低电能传输损耗。
【专利说明】
光电转换阵列
技术领域
[0001]本实用新型属于光电转换领域，具体地涉及一种光电转换阵列。
【背景技术】
[0002]众所周知，太阳光无处不在，鉴于太阳光对应的光能取之不竭，用之不尽，因此，利用太阳光实现能量利用的项目越来越多，截至目前，利用太阳光发电在现有电力供应中扮演着越来越重要的角色。
[0003]请参阅图1，是利用太阳光实现光能至电能的转换系统框架示意图。在利用太阳光实现光能至电能的转换系统中，主要包括光能提供元件61、光电转换器62及电能输出装置63ο
[0004]所述光能提供元件61，即太阳，或经过光学处理的阳光，或二次辐射源辐射光，并将光能传递至所述光电转换器62。所述光电转换器62接收光能并将光能转换为电能，形成电压。所述电能输出装置63将电压施加至外接电路上，形成电流，由此实现光能转换为电能，最终输出的过程，亦即光能至电能的转换过程。
[0005]由此可见，在利用太阳光实现光能至电能的转换系统中，所述光电转换器62(也叫太阳能电池组件或者光伏组件)是整个发电系统中的核心部分，其作用是将太阳能转化为电能，一般接入电网统一调配使用，或送往蓄电池中存储起来，或直接推动负载工作。
[0006]如图2所示，所谓光电转换器500是由太阳能电池片或由激光切割机或钢线切割机切割开的不同规格的光电转换单元(太阳能电池片)501组合在一起构成。由于单一光电转换单元的电流和电压都很小，于是业界把上述多个光电转换单元先串联获得高电压，再并联获得高电流后然后输出。其中所述单一光电转换单元的规格包括:125*125mm、156*156mm、124*124mm等。将多个光电转换单元封装在一个钢化玻璃的基板上，四周安装不锈钢、铝或其他非金属边框上，安装好上面的玻璃及背面的背板形成整体称为光电转换器，也就是光伏组件或太阳电池组件。换句话说，所述光电转换器是由多个光电转换单元阵列并电连接形成。
[0007]针对每一光电转换单元接收光能实现光能量转化为电能量现象，称为“光伏效应”，指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象，具体如图3所示。
[0008]然而，单一光电转换单元只能产生大约0.5伏的工作电压，远低于实际使用所需电压。为了满足实际应用的需要，需要把多个光电转换单元连接成光电转换器，或者光伏组件。请再次参阅图2，所述光电转换器62包含一定数量的光电转换单元，例如是二十四片，上述光电转换单元通过导线对应电连接，如此形成大约能产生12伏工作电压的光电转换器62，或者光伏组件62。
[0009]现有技术的光电转换器中，光电转换单元的电连接方式主要以串联为主。其中，公开号为CN103094385A的实用新型专利公开了一种光电转换器700，如图4所示，光电转换器I中光电转换单元710以串联方式电连接。公开号为CN104617169A的实用新型专利公开了一种光电转换器，如图5所示，在光电转换器800中，光电转换单元810均以串联方式构成所述光电转换器800。在上述两种光电转换器中，串联设置的光电转换单元710、810可以获得高输出电压从而减小电能损耗，但是其缺陷在于串联设置的光电转换器700、800无法充分利用非均匀光照条件，即其总的输出电流受限于被最弱光照的光伏电池产生的最小电流。为了避免其总的输出电流受限于被最弱光照的光电转换单元产生的最小电流，现有技术往往采用旁路二极管的方案绕过这部分被最弱光照的光电转换器，因此没有充分利用阳光资源和已投入使用的设备。
[0010]针对无法充分利用非均匀光照的缺陷，业界为了进一步地利用非均匀光照，现有技术公开号为CN101978510B的中国专利和专利号为US8748727的美国专利公开了一种由光电转换单元并联连接构成的光电转换器，如图6所示。该光电转换器900中，光电转换单元904彼此并联连接形成多个行906，然后多个行906之间串联连接。该光电转换器900中并联连接的光电转换单元904使得该光电转换器900可以降低对非均匀光照的敏感性，提高其在常见非均匀光照条件下的输出电能;但是其缺点在于并联连接的光电转换单元904具有较低的输出电压和较大的输出电流，这会增加该光电转换器900输出电能的损耗。而且较大的输出电流需要使用较粗的导线以传导电流，这又会增加该光电转换器900的成本。
[0011]但是，对于在特定情况下的非均匀光照条件，例如沿第一维方向光能强度均匀，沿垂直于所述第一维方向的第二维方向光能强度非均匀的光照，目前业界尚未发现充分利用该特定情况下的非均匀光照进行光伏发电的研究。
[0012]因此，有必要提供一种可以充分利用该特定情况下的非均匀光照的光电转换器和光电转换器阵列。
【实用新型内容】
[0013]为了解决上述技术问题，本实用新型实施例公开一种可以充分利用非均匀光照的光电转换阵列。
[0014]所述光电转换阵列包括多个阵列设置且对应电连接的光电转换器组和多个输出端，每一光电转换器组包括多个电连接的光电转换器，每一所述光电转换器包括多个相互电位隔离的光电转换单元带和多个与所述光电转换单元带分别电连接的连接端，每一所述连接端包括正极连接端和负极连接端，所述正极连接端和所述负极连接端设于所述光电转转器的相同侧，所述多个光电转换器组分别设置于所述多个输出端之间，所述多个输出端分别独立输出所述多个光电转换器组产生的电能。
[0015]在本实用新型提供的光电转换阵列一较佳实施例中，每一所述光电转换器组的多个光电转换器沿直线排列。
[0016]在本实用新型提供的光电转换阵列一较佳实施例中，所述光电转换器组包括多个光电转换单元带组，所述多个光电转换单元带组之间平行间隔设置，构成每一光带转换单元带组的多个光电转换单元带位于相同的光照环境。
[0017]在本实用新型提供的光电转换阵列一较佳实施例中，每一所述光电转换单元带组包括多个电连接的光电转换单元带，且位于同一个所述光电转换单元带组的多个光电转换单元带沿直线排列。
[0018]在本实用新型提供的光电转换阵列一较佳实施例中，在所述光电转换阵列中，所述多个输出端分别与所述多个光电转换单元带组对应连接。
[0019]在本实用新型提供的光电转换阵列一较佳实施例中，相邻的所述光电转换器组的多个光电转换单元带组分别对应串联设置。
[0020]在本实用新型提供的光电转换阵列一较佳实施例中，在所述光电转换器所在平面内界定相互垂直的第一维方向和第二维方向，所述多个光电转换单元带分别平行于所述第一维方向，而且沿所述第二维方向，所述多个光电转换单元带相互电位隔离。
[0021]在本实用新型提供的光电转换阵列一较佳实施例中，每一所述光电转换单元带包括多个光电转换单元，位于同一所述光电转换单元带的多个光电转换单元呈U型排列设置。
[0022]在本实用新型提供的光电转换阵列一较佳实施例中，于每一光电转换单元带内，所述多个光电转换单元之间串联连接、并联连接或者串联并联混合连接设置。
[0023]本实用新型提供的光电转换阵列中，多个串接设置的光电转换器通过设于所述光电转换器相同位置的光电转换单元带分别对应依次串接设置，并且于所述依次串接设置的光电转换单元带的端部设置独立的输出端，使得所述依次串接设置的光电转换单元带在非均匀光照条件下各自独立地输出电能，从而充分利用非均匀光照进行光电转换和降低电能的传输损耗。
【附图说明】
[0024]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中:
[0025]图1是光能至电能转换系统的框架示意图；
[0026]图2是现有技术光电转换器的结构示意图；
[0027]图3是图2所示光电转换单元的光伏效应示意图；
[0028]图4是现有技术一种光电转换器的电路结构示意图；
[0029]图5是现有技术另一种光电转换器结构示意图；
[0030]图6是现有技术又一种光电转换器结构示意图；
[0031 ]图7是本实用新型实施例提供的光电转换阵列结构示意图；
[0032]图8是图7所示光电转换阵列中光电转换器组的示意图；
[0033]图9是图8所示光电转换器组中光电转换器一较佳实施例的平面示意图；
[0034]图1Oa是图8所示光电转换器组的框架结构示意图；
[0035]图1Ob是图8所示光电转换单元带组的框架结构示意图；
[0036]图11是图9所示光电转换器中光电转换单元带的结构示意图；
[0037]图12是图8所示光电转换器组中光电转换器另一较佳实施例的平面示意图；
[0038]图13是图12所示光电转换器中光电转换单元带的结构示意图；
[0039]图14是图9所不光电转换器的串联不意图；及
[0040]图15是本实用新型实施例所提供光电转换器阵列的另一种连接示意图。
【具体实施方式】
[0041]下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0042]请参阅图7，是本实用新型提供的光电转换阵列一种较佳实施方式的结构示意图。所述光电转换阵列100包括多个光电转换器组I和多个输出端3。所述光电转换器组I包括多个光电转换器11。
[0043]所述多个光电转换器组I阵列设置，同时对应电连接形成光电转换阵列100。所述输出端3设于所述光电转换阵列100的端部，并分别与所述光电转换阵列100边缘的光电转换器组I对应电连接，以分别独立输出所述光电转换阵列100产生的多路电能。
[0044]在本实施例中，所述光电转换器组I的数量为四组，沿竖直方向平行间隔设置，且相邻的光电转换器组I依次对应串联设置。每一光电转换器组I包括多个依次串联设置的光电转换器11。
[0045]所述输出端3的数量为三个，每一输出端3分别对应连接位于光电转换阵列100端部的光电转换器组I，且每一输出端3分别包括一对正极输出端和负极输出端。所述光电转换器组I的排列是多行平行间隔设置，也可以是根据建筑物实际的设计需要的对应布局。
[0046]请参阅图8，是图7所示光电转换阵列中光电转换器组的结构示意图。所述光电转换器组I包括多个线性阵列设置的光电转换器U。相邻的光电转换器11分别通过导线实现电连接。于每一光电转换器组I中，所述多个光电转换器11沿直线方向平行间隔排列。每一光电转换器11对应设于同一基板上，相邻的光电转换器11对应电连接设置。多个分别设于不同基板的光电转换器11依次呈线性阵列电连接设置，形成所述光电转换器组I。
[0047]在本实施方式中，于每一光电转换器组I中，所述多个光电转换器11沿直线设置，且基本位于同一平面内。相邻的光电转换器11对应串联设置，实现位于不同基板的多个光电转换器11沿同一直线方向线性阵列设置。在所述光电转换器组I所在平面中，设定XY坐标系，每一光电转换器组I中，沿着X轴方向，所述多个光电转换器依次沿直线设置，依次是:第一光电转换器11、第二光电转换器11、……、第N-1光电转换器11及第N光电转换器11，相邻所述光电转换器11对应串联设置;沿着Y轴方向，所述光电转换器11呈单行设置，如此形成N个光电转换器11按行设置的1*N阵列，其中N为大于等于I的自然数。也就是说，所述光电转换器组I是由N个呈直线间隔排列设置的光电转换器11形成的线性结构。
[0048]请参阅图9，是图8所示光电转换器组中光电转换器一较佳实施例的平面示意图。所述光电转换器11是设于同一承载基板的光伏组件，其包括多个相互绝缘设置的光电转换单元带111和多个连接端113。
[0049]沿平行于Y轴方向，在每一光电转换器11中，所述多个光电转换单元带111相互平行间隔设置，分别是:第一光电转换单元带1111、第二光电转换单元带1112、第三光电转换单元带1113、......、第M-1光电转换单元带111 (M-1)及第M光电转换单元带111M。所述多个光电转换单元带111沿Y轴方向彼此电位隔离。
[0050]所述多个连接端113分别设于所述多个光电转换单元带111的端部，其中每一连接端113对应与其中一光电转换单元带111分别电连接，用于串联连接相邻光电转转换器11的光电转换单元带111，实现沿X轴方向相邻光电转转换器11的光电转换单元带111的电连接。所述连接端113包括正极连接端112和负极连接端114，所述正极连接端112连接所述光电转换单元带111的正极，所述负极连接端114连接所述光电转换单元带111的负极。
[0051]请参阅图10a、10b，分别是图8所示光电转换器组及光电转换单元带组的结构示意图。在所述光电转换器组I中，沿着平行于X轴方向，每一光电转换单元带111沿着平行于X轴方向延伸设置，相邻光电转换器11的光电转换单元带111分别通过所述正极连接端112和负极连接端114对应电连接，S卩:所述第一光电转换器11的第一光电转换单元带1111与第二光电转换器11的第一光电转换单元带1111对应电连接，所述第二光电转换器11的第一光电转换单元带1111与所述第三光电转换器11的第一光电转换单元带1111对应电连接，……，所述第N-1光电转换器11的第一光电转换单元带1111与所述第N光电转换器11的第一光电转换单元带1111对应电连接，由此获得由每一光电转换器11的第一光电转换单元带1111串联形成的第一光电转换单元带组151。
[0052]同时，所述第一光电转换器11的第二光电转换单元带1112与第二光电转换器11的第二光电转换单元带1112对应电连接，所述第二光电转换器11的第二光电转换单元带1112与所述第三光电转换器11的第二光电转换单元带1112对应电连接，……，所述第N-1光电转换器11的第二光电转换单元带1112与所述第N光电转换器11的第二光电转换单元带1112对应电连接，由此获得由每一光电转换器11的第二光电转换单元带1112串联形成的第二光电转换单元带组152。
[0053]以此类推，所述第一光电转换器11的第M光电转换单元带IllM与第二光电转换器11的第M光电转换单元带IllM对应电连接;所述第二光电转换器11的第M光电转换单元带IllM与第三光电转换器11的第M光电转换单元带IllM对应电连接；……，所述第N-1光电转换器11的第M光电转换单元带IllM与所述第N光电转换器11的第二光电转换单元带IllM对应电连接，由此获得由每一光电转换器11的第M光电转换单元带串联形成的第M光电转换单元带组15M。
[0054]如此，所述光电转换器组I是由多个单行平行排列的光电转换器11线性阵列设置形成，同时也是由M行*N列阵列的多个光电转换单元带111矩阵设置形成。
[0055]综上，沿着平行于X轴方向，于每一光电转换器组I中，由于位于同一行的所述光电转换器11的光电转换单元带111分别对应设置，取每一光电转换器11中对应行光电转换单元带111构成多个平行间隔设置的光电转换单元带组15，S卩:第一光电转换单元带组151、第二光电转换单元带组152、……，第M光电转换单元带组15M。
[0056]在本实施例中，每个所述连接端113连接一个所述光电转换单元带111，即所述光电转换器11的光电转换单元带111和连接端113分别一一对应电连接。且，所述正极连接端112和所述负极连接端114设于所述光电转换器11的相异侧。
[0057]请参阅图11，是图9所示光电转换器中光电转换单元带111的结构示意图。所述光电转换单元带111包括正极内部输出端子(未标示)、负极内部输出端子(未标示)和多个光电转换单元115。所述多个光电转换单元115设于所述正极内部输出端子和所述负极内部输出端子之间。其中，所述正极内部输出端子和所述负极内部输出端子用于输出所述光电转换单元带111利用光能产生的电能。
[0058]所述光电转换单元115是光伏电池，其可以为单晶太阳能电池、多晶太阳能电池、非晶硅太阳能电池或薄膜电池，本实用新型对此不作限定。
[0059]在每一所述光电转换单元带111内，相邻所述光电转换单元115之间呈串联连接、并联连接或者串联并联混合连接设置，且构成所述光电转换单元带111的每一光电转换单元115尺寸基本相同。在每一所述光电转换单元带111内，设于所述正极内部输出端子和所述负极内部输出端子之间的多个光电转换单元115呈线性阵列设置。而且，构成所述光电转换单元带111的光电转换单元115的数目可以相同，也可以不相同，本实用新型对此不作限定。
[0060]在本实施例中，在每一所述光电转换单元带111内，设于所述正极内部输出端子和所述负极内部输出端子之间的多个光电转换单元115呈直线排列，且平行于所述X轴方向。而且，相邻的所述光电转换单元115相互间隔设置，所述间隔尺寸介于0.1毫米至3毫米之间。其中，所述光电转换单元带111的正极内部输出端子和负极内部输出端子分别电连接所述连接端113的正极连接端112和负极连接端114，并且使得所述正极连接端112和所述负极连接端114均位于所述光电转换器11的相异侧。
[0061]不限于上述实施例，所述正极连接端112和所述负极连接端114还可以设于所述光电转换器11的相同侧，具体如图12所示。所述光电转换器21包括多个相互平行间隔设置的光电转换单元带211和多个连接端213。且每一个所述连接端213包括一对正极连接端212和负极连接端214ο在本实施例中，所述光电转换器21与上述实施例中的光电转换器11的不同之处在于:所述正极连接端212和所述负极连接端214均设于所述光电转换器21的相同侧。
[0062]进一步地，在所述光电转换器21中，为了满足所述正极连接端212和所述负极连接端214设于所述光电转换器21的相同侧的要求，在所述光电转换单元带211内，设于所述正极内部输出端子和所述负极内部输出端子之间的多个光电转换单元215迂回排列设置。
[0063]例如，请参阅图13，是图12所示光电转换器中光电转换单元带的结构示意图。所述光电转换单元带211包括正极内部输出端子(以圆点表示)、负极内部输出端子(以圆点表示)和多个光电转换单元215。所述多个光电转换单元215设于所述正极内部输出端子和所述负极内部输出端子之间。每一所述光电转换单元带211内的多个光电转换单元215呈U型排列设置。于每一光电转换单元带211中，所述光电转换单元带211内的多个光电转换单元215呈串联连接、并联连接或者串联并联混合连接设置。而且，所述光电转换单元带211的正极内部输出端子和负极内部输出端子设于所述光电转换单元带211的相同侧，并分别与所述连接端213的正极连接端212和负极连接端214电连接，由此使得所述正极连接端212和所述负极连接端214均位于所述光电转换器21的相同侧。
[0064]由于所述连接端113、213的正极连接端112、212和负极连接端114、214设于所述光电转换器11、21的相同侧或相异侧均不会影响所述光电转换器11、21的串接或并联设置，因此以所述正极连接端112和负极连接端114设于相异侧的光电转换器11为例对所述光电转换器组I做进一步描述。
[0065]请再次同时参阅图8、图9及图10a、10b，在所述光电转换器11所在平面内，界定平行于所述光电转换器11的两个相邻侧边方向分别为X轴方向和Y轴方向，且设定平行于X轴的方向为第一维方向，平行于Y轴的方向为第二维方向。因此，所述光电转换器11的多个光电转换单元带111分别平行于所述第一维方向，而且沿所述第二维方向电位隔离。
[0066]沿第一维方向，多个光电转换器11沿直线设置，形成多个相互平行的光电转换器组I，所述光电转换器组I沿所述第一维方向延伸，且相互平行间隔。
[0067]所述光电转换器11的光电转换单元带111沿平行于第一维方向延伸，相邻的不同光电转换器11的光电转换单元带111对应串联形成多组光电转换单元带组15，每一光电转换单元带组15包括多个分别来自不同光电转换器11的光电转换单元带111。于每一光电转换单元带111中，多个所述光电转换单元115相互串联并线性排布。
[0068]所述输出端3分别与所述光电转换单元带组15—一对应电连接，并对应独立输出对应的光电转换单元带组15产生的电能。
[0069]沿所述第二维方向，M代表所述光电转换单元带111的行数，如当M等于I，则表示位于第一行的光电转换单元带111，称之为第一光电转换单元带1111;同理，当M等于2，表示位于第二行的光电转换单元带111，称之为第二光电转换单元带1112，以此类推，由此，所述光电转换器11包括相互平行间隔设置的M行光电转换单元带111，分别是第一光电转换单元带1111、第二光电转换单元带1112、……、第M光电转换单元带111M。
[0070]所述光电转换器组I相互平行间隔设置，且不同的光电转换器组I之间对应串联。每一光电转换器11中，所述光电转换单元带111相互电位隔离。由来自不同光电转换器11的光电转换单元带111构成的光电转换单元带组15相互平行间隔并电位隔离设置。
[0071]当相邻两个所述光电转换器11进行串联设置时，如图14所示。取相邻的光电转换器Ila和光电转换器Ilb为例进行描述。所述光电转换器Ila包括相互平行间隔设置的M行光电转换单元带111a，分别是第一光电转换单元带111 la、第二光电转换单元带1112a、......、
第M光电转换单元带11 IMa，以及分别与所述M行光电转换单元带11 Ia对应连接的M个连接端113a，分别是第一连接端1131a、第二连接端1132a、……、第M连接端113Ma，其中M是大于等于I的自然数。
[0072]同理，所述光电转换器Ilb包括相互平行间隔设置的M行光电转换单元带111b，分别是第一光电转换单元带1111b、第二光电转换单元带1112b、……、第M光电转换单元带IllMb,以及分别与所述M行光电转换单元带11 Ib对应连接的M个连接端1131b，分别是第一连接端113Ib、第二连接端1132b、……、第M连接端113Mb。
[0073]当所述光电转换器Ila和所述光电转换器Ilb进行串联设置时，所述光电转换器Ila的第一连接端1131a与所述光电转换器Ilb的第一连接端1131b相连接，所述光电转换器Ila的第二连接端1132a与所述光电转换器Ilb的第二连接端1132b相连接，……，所述光电转换器11 a的第M连接端113Ma与所述光电转换器11 b的第M连接端113Mb相连接。
[0074]也就是说，相邻的光电转换器Ila和光电转换器Ilb进行串联设置时，位于所述光电转换器Ila和所述光电转换器Ilb相同位置的光电转换单元带111分别对应串联设置。
[0075]进一步地，在所述光电转换器组I中，所述多个光电转换器11依次串联设置。由此可知，在所述多个串联设置的光电转换器11中，所述多个光电转换器11的第一光电转换单元带1111依次串联设置，记作第一光电转换单元带组151;同理，所述多个光电转换器11的第M光电转换单元带IllM依次串接串并联设置，记作第M光电转换单元带组15M。也就是说，在所述光电转换器组I内部会形成M个相互平行间隔设置的光电转换单元带组15。
[0076]其中，于每一所述光电转换单元带组15内，构成所述光电转换单元带组15的多个光电转换单元带111依次串联设置，且分别位于相对应的所述光电转换器11的相同位置。
[0077]在所述光电转换阵列100的多个依次串联设置的光电转换器组I中，位于所述多个光电转换器组I相同位置的光电转换单元带组15依次串联设置。所述光电转换器组I中光电转换单元带组15串联方式与所述光电转换器11中光电转换单元带111的串联方式相似，在此不作赘述。
[0078]所述多个输出端3与所述多个依次串联设置的光电转换单元带组15分别对应串联设置。具体地，所述多个依次串联设置的第一光电转换单元带组151串联设有一个所述输出端3，所述多个依次串联设置的第二光电转换单元带组152串联设有另一个所述输出端3，……，所述多个依次串联设置的第N光电转换单元带组15N串联设有一输出端3。
[0079]所述多个输出端3是相互电位隔离的独立输出端。所述多个输出端3分别连接所述光电转换器组I的光电转换单元带组15，用于独立输出相对应的所述光电转换单元带组15产生的电能。所述输出端3可以与负载连接，将所述光电转换阵列100产生的电能输出到所述负载。所述负载可以为电子产品、蓄电装置、逆变器、用电电器或其他合适的需要用电驱动的装置。
[0080]不限于上述实施例，所述光电转阵列100的多个光电转换器组I之间还可以存在并联连接或者串联并联混合连接。
[0081]所述多个光电转换器组I之间的并联也是通过位于所述多个光电转换器组I相同位置的光电转换单元带组15对应并联实现的。具体地，如图15所示，所述光电转换阵列300包括多个光电转换器组31。所述多个光电转换器组31的第一光电转换单元带组351之间并接设置，所述多个光电转换器组31的第二光电转换单元带组352之间并接设置，……，所述多个光电转换器组31的第M光电转换单元带组之间并接设置，并将所述光电转换阵列300产生的电能汇聚至所述输出端30。当然，在其他可替代实施例中，所述多个光电转换器组31的第M光电转换单元带组之间还可以串联并联混合连接。
[0082]在其他可替代实施例中，所述光电转换阵列100还可以仅设有一个所述光电转换器组I。当所述光电转换阵列100设有一个所述光电转换器组I时，所述多个输出端3分别连接所述M个光电转换单元带组15。每一个所述光电转换单元带组15连接一个所述输出端3，用于输出所述光电转换单元带组15产生的电能。
[0083]所述光电转换阵列100可以在均匀光照或者非均匀光照条件下进行光电换。所述光照可以是从光源直接发出的光束形成的光照，也可以是从所述光源发出的光束经导光装置引导后而形成的光照。而且，所述光源可以是人工光源或太阳。当所述光电转换阵列100工作时，所述光电转换器组I在光照条件下将光能转换为电能，并通过所述输出端3将电能输出。因此，以下将结合不同的光照条件下的所述光电转换器组I对所述光电转换阵列100作进一步说明。
[0084](一)在均匀光照条件下
[0085]所述均匀光照条件是指所述光电转换阵列100的光电转换器11表面的光照强度在各个方向基本相同。例如，在太阳光照射条件下，所述光电转换器11表面被太阳光全面覆盖，且在所述光电转换器11表面内的不同方向上光照强度基本相同。
[0086]所述光电转换器组I的光电转换单元带组15彼此平行间隔设置，且通过所述独立的输出端3独立地输出电能。当所述光电转换器组I处于所述均匀光照条件下时，所述多个光电转换单元带组15分别在均匀光照条件下独立地进行光电转化，并通过所述输出端3将电能输出。因此，所述光电转换器组I输出的电能等于所述多个光电转换单元带组15输出的电能之和；同时，所述光电转换单元阵列100输出的电能等于所述多个光电转转换器组I输出的电能之和。
[0087](二)在非均匀光照条件下
[0088]所述非均匀光照是指光电转换单元阵列100的光电转换器11表面覆盖的光照强度不均匀。所述非均匀光照可以是由异物遮挡光照造成的所述光电转换器11表面被遮挡的区域的光照强度小于其他区域，例如:鸟类和其它动物、树木、建筑物或其它的物体遮挡照射于在所述光电转换器11表面的光照，使得被遮挡的区域部分地或完全地阻挡接收光照。所述非均匀光照还可以是由聚集于所述光电转换器11表面不同区域的光照强度不同造成的，例如:经过聚光装置引导的光束照射于所述光电转换器11的部分区域，而太阳光则直接覆盖所述光电转换器11，如此即在所述光电转换器11表面形成了强度不同的非均匀光照。
[0089]当所述光电转换器组I处于所述非均匀光照条件下时，处于不同光照条件下的所述光电转换单元带111将会产生不同的电能，进而所述光电转换单元带组15也会产生不同的电能。而且，由于所述光电转换单元带111在不同光照条件下的输出电压可能不同，因此所述光电转换单元带组15之间可能具有不同的电位。
[0090]本实用新型实施例提供的光电转换器组I中，所述光电转换单元带组15之间相互绝缘间隔设置，且分别设有相互电位隔离的输出端3，如此可以使所述光电转换单元带组15在所述非均匀光照条件下各自独立地输出电能，互不干扰。
[0091]以所述非均匀光照为带状非均匀光照为例，所述带状非均匀光照为沿所述第一维方向强度均匀，垂直于所述第一维方向的第二维方向强度不均匀的光照。如此，沿所述第一维方向，所述非均匀光照则会形成多个平行的光照带。而且，在每一所述光照带内部，所述光照的强度均匀分布;在所述多个光照带之间，所述光照的强度存在差异。
[0092]当所述光电转换器组I处于所述带状非均匀光照条件下时，所述光照带覆盖至少一个所述光电转换单元带组15。
[0093]在每个所述光照带内，被所述光照带覆盖的光电转换单元带组15表面具有光能强度均匀的光照。在所述光电转换单元带组15内，所述多个光电转换单元带111依次串接串并联设置，因此所述光电转换单元带组15的输出电压等于所述多个光电转换单元带111的输出电压之和，且所述光电转换单元带组15的输出电流等于单个所述光电转换单元带111的输出电流，即形成高输出电压，低输出电流的光电转换单元带组15。
[0094]在相邻所述光照带之间，由于所述相邻光照带具有光能强度不同的光照，因此，被所述相邻光照带覆盖的光电转换单元带组15表面分别具有光能强度不同的光照。在所述光电转换器组I内，相邻光电转换单元带组15之间绝缘间隔设置。因此，每一所述光电转换单元带组15各自独立在不同光能强度的光照条件下进行光电转化，相互之间互不干扰，即具有不同光能强度的光照带均可以被所述光电转换器组I充分利用而分别产生电能。
[0095]当然，所述非均匀光照还可以为其他类型的非均匀光照，例如，由于树木或鸟等遮挡形成的非带状非均匀光照。在非带状非均匀光照条件，由于所述光电转换器组I的光电转换单元带组15各自独立地输出电能，所以所述光电转换器组I的光电转换原理与带状非均匀光照条件下类似，在此不作赘述。
[0096]综上所述，不管处于均匀光照还是非均匀光照条件下，所述光电转换阵列100均通过所述多个输出端3独立地输出相对应的多个光电转换单元带组15产生的电能，即所述光电转换阵列100输出的电能总是为所述多个光电转换单元带组15输出电能之和。
[0097]相较于现有技术，本实用新型提供的光电转换阵列100中，多个电连接的光电转换器11通过设于所述光电转换器11相同位置的光电转换单元带111分别对应依次电连接，并且于所述依次电连接的光电转换单元带111的端部设置独立的输出端3，使得所述依次电连接的光电转换单元带111在非均匀光照条件下各自独立地输出电能，从而充分利用非均匀光照进行光电转换和降低电能的传输损耗。所述电连接一般是串联，但也可以是并联，或者串联并联混合连接。
[0098]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种光电转换阵列，其特征在于，包括: 多个阵列设置且对应电连接的光电转换器组，每一光电转换器组包括多个电连接的光电转换器，每一所述光电转换器包括多个相互电位隔离的光电转换单元带和多个与所述光电转换单元带分别电连接的连接端，每一所述连接端包括正极连接端和负极连接端，所述正极连接端和所述负极连接端设于所述光电转换器的相同侧;及 多个输出端，所述多个输出端分别独立输出所述多个光电转换器组产生的电能。2.根据权利要求1所述的光电转换阵列，其特征在于，每一所述光电转换器组的多个光电转换器沿直线排列。3.根据权利要求1所述的光电转换阵列，其特征在于，所述光电转换器组包括多个光电转换单元带组，所述多个光电转换单元带组之间平行间隔设置，构成每一光带转换单元带组的多个光电转换单元带位于相同的光照环境。4.根据权利要求3所述的光电转换阵列，其特征在于，每一所述光电转换单元带组包括多个电连接的光电转换单元带，且位于同一个所述光电转换单元带组的多个光电转换单元带沿直线排列。5.根据权利要求3所述的光电转换阵列，其特征在于，在所述光电转换阵列中，所述多个输出端分别与所述多个光电转换单元带组对应连接。6.根据权利要求3所述的光电转换阵列，其特征在于，相邻的所述光电转换器组的多个光电转换单元带组分别对应串联设置。7.根据权利要求1所述的光电转换阵列，其特征在于，在所述光电转换器所在平面内界定相互垂直的第一维方向和第二维方向，所述多个光电转换单元带分别平行于所述第一维方向，而且沿所述第二维方向，所述多个光电转换单元带相互电位隔离。8.根据权利要求1所述的光电转换阵列，其特征在于，每一所述光电转换单元带包括多个光电转换单元，位于同一所述光电转换单元带的多个光电转换单元呈U型排列设置。9.根据权利要求8所述的光电转换阵列，其特征在于，于每一光电转换单元带内，所述多个光电转换单元之间串联连接、并联连接或者串联并联混合连接设置。
【文档编号】H01L31/05GK205452304SQ201520769328
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年9月29日
【发明人】陈大彤
【申请人】陈大彤