专利名称：半导体芯片储能电池用于太阳能led路灯的电力结构装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种半导体芯片储能电池用于太阳能LED路灯的电力结构装置。
背景技术：
随着全球能源的日益枯竭，地表温度的不断上升，人类节能环保意识的逐步加强，具有节能环保概念的LED产业在全世界正大放异彩，LED通用照明领域，包括LED路灯等室外照明与球泡灯、LED灯管等室内照明产业，LED路灯与室外照明LED灯与太阳能光伏应用结合在一起会更显示出其意义和效益，但目前所用的许多太阳能节能LED灯系统组件尚未成熟，往往是节能不节钱或节能不节电；同时给用户造成了不良影响。尽管目前LED照明灯价格还较高，推广使用它是一个必然趋势，随着人们认识的提高会越来越普及；同时其价格也会逐步降低，但不成熟的结构系统将造成发展上的阻碍。一般太阳能LED路灯结构在太阳能电池所产生的电能是随着日光的强弱而有所变化，造成所产生的电能利用程度降低，如果要将产生的电能有效运用必须在光伏太阳能系统中加入储能电池以蓄电。储能电池在化学电池类别上按工作性质可分为一次电池(原电池)；二次电池(可充电电池)及铅酸蓄电池。其中一次电池可分为糊式锌锰电池、纸板锌锰电池、碱性锌锰电池、扣式锌银电池、扣式锂锰电池、锌空气电池、一次锂锰电池等。二次电池可分为镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、二次碱性锌锰电池等。铅酸蓄电池可分为开口式铅酸蓄电池、全密闭铅酸蓄电池。在大电力储能电池上较常使用的为锂离子电池及铅酸蓄电池，但铅酸电池充电时间长及非常的重，锂离子电池在充电时间上已发展到30分 I小时，但充电时间还是很长，在重量上相较铅酸电池已显得很轻，但距离实用性还有一段很长的研发时程。锂离子电池及铅酸蓄电池因为充电时间长并不适合与光伏太阳能系统结合，因为电池重量重并不适合与太阳能路灯一体化系统结合。所以电池的性能是太阳能LED路灯的心脏枢纽。
实用新型内容针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种半导体芯片储能电池用于太阳能LED路灯的电力结构装置，利用半导体芯片电池模块结合印刷式或喷墨式的软性太阳能电池或现有太阳能技术所生产的各类太阳能电池组与LED路灯所产生的太阳能LED路灯一体化自循环供电结构结合，形成无须使用电力公司的电力供应及电力线连接的独立运作系统。为达到上述目的，本实用新型所述一种半导体芯片储能电池用于太阳能LED路灯的电力结构装置，该电力结构装置至少包括LED路灯、为所述LED路灯产生电能的太阳能电池组以及储存电能的半导体芯片电池模块。优选地，所述太阳能电池组采用印刷式或喷墨式的软性太阳能电池结构。[0010]优选地，所述半导体芯片电池模块为多个CELL储能电池串并联排列组合而成，其中装设CELL储能电池组合的控制驱动芯片单元，装设CELL储能电池组合经控制驱动芯片单元处理后导出的一个极性，以及CELL储能电池组合经控制驱动芯片单元处理后导出的另一个极性，并在电池模块一个共同接地装设导出端子；CELL储能电池组合和控制驱动芯片单元置于一平面基板上，该平面基板的上、下两面包裹有保护盖；保护盖上设有两个导出端子，两个导出端子各连接上述两个极性；所述电池模块上的共同接地的导出端子连接保护盖上的一个导出端子；其中，所述多个半导体芯片电池模块堆栈在一起，置放于一保护箱中，每个半导体芯片电池模块的极性相互连接在一起，并接续于保护箱的外壳上。优选地，所述印刷式或喷墨式的软性太阳能电池结构包括有网板、边际保护框及软性太阳能电池所组成，软性太阳能电池板装设有边际保护底板及被覆保护层，软性太阳能电池板并固定于边际保护底板上，装置四边固定孔作固定。优选地，所述印刷式或喷墨式的软性太阳能电池曲度设置的光电效应中，日光垂直投射入其梯行设置的斜面具有软性太阳能电池板光电转换效率的80%以上，在三角形设置的斜面具有软性太阳能电池板光电转换效率的80%以上，在圆形设置的弧面具有软性太阳能电池板光电转换效率的80%以上。优选地，所述电力结构装置为一体化自循环供电系统结构，至少包括有太阳能电池数组单元，充电控制器单元及半导体芯片电池单元与放电控制器单元及DC或AC LED路灯单元，装设有DC或AC电力供应。优选地，所述电力结构装置的装配结构为半导体芯片电池组与控制线路装置及LED路灯组合于同一机壳内，其机壳内包括有半导体芯片电池组装置、控制线路装置、LED路灯单元及路灯玻璃灯罩，并装有为机壳将各装置单元设置在内，其中设有LED路灯装置的电源导出线，其中，半导体芯片电池组装置也可安置于电杆的杆身或底座。优选地，所述太阳能电池组的结构为直板式结构、曲板式结构或柱体式结构，以及曲板式太阳能电池结构与柱体式LED灯结构的组合形式。本实用新型的有益效果为1、本实用新型所述的一种半导体芯片储能电池应用于太阳能LED路灯的电力结构装置，是一独立的运作系统，从光电转换到储能蓄电到电力供应一体化自循环，不须使用电力公司的电力，也不须电力公司的电力线连接。2、本实用新型所述的一种半导体芯片储能电池应用于太阳能LED路灯的电力结构装置，是由半导体芯片电池及LED路灯或室外LED照明灯组合于一机壳内，配合现行太阳能技术所生产的太阳能电池产品或结合一种新的印刷式或喷墨式的软性太阳能电池产品进行半导体芯片电池的储能以形成一自循环供电的结构。3、本实用新型所述的一种半导体芯片储能电池应用于太阳能LED路灯的电力结构装置，半导体芯片电池组部份可规划设计与LED路灯组合于一机壳内，也可安置于电杆的杆身或底座。4、本实用新型所述的一种半导体芯片储能电池应用于太阳能LED路灯的电力结构装置，半导体芯片电池组部份可规划设计与室外LED照明灯组合于一机壳内，也可安置于支撑杆的杆身或底座。5、本实用新型所述的一种半导体芯片储能电池应用于太阳能LED路灯的电力结构装置，可配合现行太阳能技术所生产的各类太阳能电池产制的电池组。6、本实用新型所述的一种半导体芯片储能电池应用于太阳能LED路灯的电力结构装置，可结合一种新的印刷式或喷墨式的软性太阳能电池产制的电池组，以应用于不同的场合需求。7、本实用新型所述的一种半导体芯片储能电池应用于太阳能LED路灯的电力结构装置，半导体芯片电池组可规划设计除了供应本身LED路灯或室外LED照明灯所需要的电力外，可再行供应邻近的道路警示灯、交通号志灯、交通指示灯、道路监视器装置或其它的用电装置。
图1是本实用新型实施例所述半导体芯片电池的结构示意图；图2是本实用新型实施例所述半导体芯片电池模块的结构示意图；图3是本实用新型实施例所述半导体芯片电池模块加设外盖后的示意图；图4是本实用新型实施例所述半导体芯片电池模块组在一起的示意图；图5是本实用新型实施例所述多个半导体芯片电池模块组堆栈在一起的示意图；图6是本实用新型实施例所述印刷式或喷墨式的软性太阳能电池结构的层状图；图7是本实用新型实施例所述印刷式或喷墨式的软性太阳能电池结构设有网板后的不意图；图8是本实用新型实施例所述印刷式或喷墨式的软性太阳能电池结构加设底板后的不意图；图9是本实用新型实施例所述印刷式或喷墨式的软性太阳能电池曲度设置的光电效果图；图10是太阳能电池和一般电池蓄能效应图；图11是本实用新型实施例半导体芯片与太阳能电池蓄能效应图；图12是本实用新型实施例所述半导体芯片储能电池应用于太阳能LED路灯的电力结构装置的整体结构示意图；图13是本实用新型实施例所述半导体芯片储能电池应用于太阳能LED路灯的电力结构装置的装配图；图14是一般太阳能电池与LED路灯的装配图；图15是本实用新型实施例所述软性太阳能电池与LED路灯的装配图一；图16是本实用新型实施例所述柱状软性太阳能电池与LED路灯的装配图；图17是本实用新型实施例所述软性太阳能电池与LED路灯的装配图二 ； 图18是LED路灯一体化与道路警示灯供电配置图；图19是LED路灯一体化与道路号指灯供电配置图；图20是LED路灯一体化与道路监视器供电配置图；图21是LED路灯一体化与道路指示灯供电配置图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型做进一步的描述。[0046]本实用新型实施例所述一种半导体芯片储能电池应用于太阳能LED路灯的电力结构装置，在半导体芯片电池制作中，以CMOS的半导制作采用磁性材料，当两极接上一外加电源，经过的介电质而形成电容蓄能效应，磁性材料所产生的磁力线将电子依序排列以达到高容量的电子累积，这样的物理性效应产生了高容量的电荷累积储能，这是一个最小的电池储能单位，半导体芯片电池的最小CELL是由数以百万计的最小的储能单位所组成，CELL储能单位被制作在以一片8寸或12寸或甚至更高尺寸的晶圆片上，被以CMOS制作及相关涂层所产制，每层各具有专有的特殊效果，在晶圆片上被规划出一定的数量，而CELL单位储能电池在晶圆的排列。在半导体芯片电池面积及储能容量中，物理芯片电池的面积为20mm2以下，其储能容量不小于10Wh，在这样小的面积能有这么大的储能容量，实是电池技术的一大突破，如图1所示，其物理芯片电池的一个最小电池单元芯片A-5-1被置放固定在一个基板上，而电池单元芯片的控制驱动芯片单元A-5-2，是电池单元芯片经控制驱动芯片单元处理后导出的一个极性A-5-3，而电池单元芯片经控制驱动芯片单元处理后导出的另一个极性A-5-5，电池单元芯片模块一个共同接地的导出端子A-5-4，当一个平面基板经电池单元芯片及控制驱动芯片单元A-5-2被设置后，上下两面保护盖将其封装在中间，保护盖封装后将其一极性A-5-3接续于保护盖的一导出端子A-5-4，将其另一极性A-5-5接续于保护盖的另一导出端子，电池模块的一个共同接地的导出端子被接续于保护盖的其中一导出端子形成一电池单元芯片模块。本实用新型所述一种半导体芯片储能电池应用于太阳能LED路灯的电力结构装置，在如图2半导体芯片电池模块规划设计中，CELL储能电池B-1-1被串并联排列组合以达到预先设计规划的电压及电流，其中CELL储能电池组合的控制驱动芯片单元B-1-2，而CELL储能电池组合经控制驱动芯片单元处理后导出的一个极性B-l-3，CELL储能电池组合经控制驱动芯片单元处理后导出的另一个极性B-1-5，电池模块一个共同接地的导出端子B-1-4。如图3和图4所示，当一个平面基板经CELL储能电池组合及将控制驱动芯片单元被设置后，上、下两面保护盖B-2-1将其封装在中间，而保护盖B-2-1封装后将其一极性接续于保护盖B-2-1的一导出端子B-2-2，将其另一极性接续于保护盖的另一导出端子B-2-4，电池模块的一个共同接地的导出端子被接续于保护盖的其中一导出端子B-2-3，为一薄片半导体芯片电池模块，为了规划设计一大容量的半导体芯片电池模块可将薄片电池模块堆栈在一起，并置放在保护箱B-3-1内，而薄片电池模块堆栈将产生大的电压及电流，在薄片电池模块堆栈后将其相同的极性连接线B-3-2连接在一起，并将相同极性连接一起的线路接续于保护箱的外壳B-3-3，B-3-4, B-3-5,即形成中型半导体芯片电池组。如图5所示，在半导体芯片电池大电力模块规划中，将中型的半导体芯片电池组B-4-2堆栈规划产生更大的电压及电流以储能及供能，在中型的半导体芯片电池组B-4-2堆栈后，将其相同的极性连接在一起并导出极性引线B-4-3，而中型的半导体芯片电池组B-4-2堆栈在一机箱B-4内,机箱B-4中具有抽取式机制功能与散热、电力转换装置、电力稳定装置.........等，如此完成了大型半导体芯片电池组B-4-4。本实用新型所述一种半导体芯片储能电池应用于太阳能LED路灯的电力结构装置，如图6、图7和图8所示印刷式或喷墨式的软性太阳能电池结构为一种新的印刷式或喷墨式的软性太阳能电池，其中太阳能电池底层系为软性基材C-1-1，而软性基材C-1-1的上方迭层一电极膜层(自由电子积蓄层)C-1-2、电极绝缘膜层其材料C-1-3、半导体活性层材料C-1-4 ;系为半导体光电化合物溶剂，受日光照射后自由电子游离跳越到正电级，正电荷游离到负电极而形成电压差输出、电极绝缘膜层C-1-5、电极膜层(电荷游离积蓄层)C-1-6，而迭层左侧装设电极导出端子C-l-7，C-1-8，即形成完成太阳能电池C-2-3，当日光入射光方向C-3-9，预先规划设计的网版C-2-1，五个单元工序将有五个独立的网版内容规划，每一个单元工序使用一个独立的网板C-2-1，装设有太阳能电池的边际保护框C-2-2与太阳能电池C-2-3，经五个单元工序及完成软性太阳能电池板，为软性太阳能电池板C-3-3的边际保护底板C-3-1及被覆保护层C-3-2，软性太阳能电池板C-3-3固定于边际保护底板C-3-1上，完成后装置(或不装置)四边固定孔。如图9所示印刷式或喷墨式的软性太阳能电池曲度设置的光电效应中，为软性太阳能板的曲度应用，而日光D-l-2、D-2-2、D-3-2垂直入射角D_l_l，D-2-1，D-3-1，在图梯形D-1-3设置的斜面依然俱有软性太阳能电池板光电转换效率的80%以上，在三角形D-2-3设置的斜面依然俱有软性太阳能电池板光电转换效率的80%以上，在圆形D-3-3设置的弧面依然俱有软性太阳能电池板光电转换效率的80%以上。本实用新型所述一种半导体芯片储能电池应用于太阳能LED路灯的电力结构装置，如图10所示其中太阳能电池与一般电池蓄能效应中显示太阳能电池与锂离子电池或铅酸电池或它类电池因充电时间长；数十分钟甚至数小时；无法与太阳能电池(实时的光电转换特性)电力产生时同步电能蓄电，因此蓄电池无法及时的、完全的拾取太阳能电池所产生的电力，既便系统中加入超级电容的辅助也无法增加太多的蓄电能力。在日间12点时太阳能电池板其光电转换为最大值(达于1000W/m2)E-l-2时，而坐标轴E_l_l T5向Tl及向T9的时间轴延伸，太阳能电池板其光电转换渐次降低，在太阳能电池板其光电转换的最大值E-2-2，而E-2-3所示在电池充电的时间长导致蓄进电池的电能降低，因此降低了太阳能电池板光电转换的有效利用，因此在坐标轴E-3-1上显示实得的蓄能电量E-3-2，相对的在各时期阶段也是降低的。如图11所示，太阳能电池与半导体芯片电池蓄能效应中显示太阳能LED路灯一体化自循环供电结构使用半导体芯片电池因充电时间很短；一分钟甚至数毫秒；太阳能电池(实时的光电转换特性)电力产生时同步电能可以完全蓄电，因此半导体芯片电池可以实时的、完全的拾取太阳能电池所产生的电力，如果系统中再加入半导体芯片电池作为超级电容使用更可以将太阳能光伏发电在微弱光线时所产生的微弱电流累积起来再转入半导体芯片电池进行充电。在日间12点时太阳能电池板其光电转换为最大值(达于1000W/m2)F-l-2时，坐标轴F-1-1上的T5向Tl及向T9的时间轴延伸，太阳能电池板其光电转换渐次降低，在太阳能电池板其光电转换的最大值F-2-2，半导体芯片电池充电的时间很短可以将太阳能电池板所产生的电能及时蓄能，如F-2-3所指对太阳能电池板光电转换的形成了最有效率的利用。所以在坐标轴F-3-1上为实得的蓄能电量F-3-2，相对的在各时期阶段也是相同的。本实用新型所述一种半导体芯片储能电池应用于太阳能LED路灯的电力结构装置，如图12所示为太阳能LED路灯一体化自循环供电结构图为系统结构方块图，如图标中装设有太阳能电池数组单元G-1-1、充电控制器单元G-1-2、半导体芯片电池单元G-1-3、放电控制器单元G-1-4、DC直流负载G-1-5、AC交流负载G-1-6，半导体芯片电池G_l_7，G-1-8作为超级电容使用可以将太阳能光伏发电在微弱光线时所产生的微弱电流累积起来再转入半导体芯片电池G-l-7，G-1-8进行充电或作为电力缓冲使用。本实用新型所述一种半导体芯片储能电池应用于太阳能LED路灯电力结构装置，如图13所示系指半导体芯片电池组装置与控制线路装置及LED路灯所组合装置在一机壳内，其中包括有半导体芯片电池组装置H-1-1、控制线路装置H-1-2及LED路灯单元H-1-3，另包括有路灯玻璃灯罩H-1-4，机壳H-1-5将各装置单元设置在内，LED路灯装置连接电源导出线H-1-6。视实际需求半导体芯片电池组装置H-1-1也可安置于电杆的杆身或底座。本实用新型所述一种半导体芯片储能电池应用于太阳能LED路灯电力结构装置，如图14所示系为一般太阳能电池与LED路灯配置图中为市场现有太阳能技术所产制的玻璃型太阳能电池板的配置应用架构。图15软性太阳能电池与LED路灯配置图中为软性太阳能电池技术所产制的软性太阳能电池板的曲度配置应用架构。图16柱状软性太阳能电池与LED路灯配置图中为软性太阳能电池技术所产制的软性太阳能电池板包覆LED路灯电杆的柱状配置应用架构。图17软性太阳能电池与LED灯配置图为软性太阳能电池技术所产制的软性太阳能电池板的曲度配置与柱状结构LED灯的应用架构。本实用新型所述一种半导体芯片储能电池应用于太阳能LED路灯电力结构装置，如图18所示路灯一体化与道路警示灯供电配置图中为太阳能LED路灯一体化自循环供电结构装置将电能供应给邻近道路警示灯使用。在图19所示路灯一体化与道路号志灯供电配置图中为太阳能LED路灯一体化自循环供电结构装置将电能供应给邻近道路号志灯使用，在图20所示路灯一体化与道路监视器供电配置图中为太阳能LED路灯一体化自循环供电结构装置将电能供应给邻近道路监视器使用，在图21所示路灯一体化与道路指示灯供电配置图中为太阳能LED路灯一体化自循环供电结构装置将电能供应给邻近道路指示灯使用。以上，仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
权利要求1.一种半导体芯片储能电池用于太阳能LED路灯的电力结构装置，其特征在于，该电力结构装置至少包括LED路灯、为所述LED路灯产生电能的太阳能电池组以及储存电能的半导体芯片电池模块。
2.根据权利要求1所述的半导体芯片储能电池用于太阳能LED路灯的电力结构装置，其特征在于，所述太阳能电池组采用印刷式或喷墨式的软性太阳能电池结构。
3.根据权利要求1所述的半导体芯片储能电池用于太阳能LED路灯的电力结构装置，其特征在于，所述半导体芯片电池模块为多个CELL储能电池串并联排列组合而成，其中装设CELL储能电池组合的控制驱动芯片单元，装设CELL储能电池组合经控制驱动芯片单元处理后导出的一个极性，以及CELL储能电池组合经控制驱动芯片单元处理后导出的另一个极性，并在电池模块一个共同接地装设导出端子；CELL储能电池组合和控制驱动芯片单元置于一平面基板上，该平面基板的上、下两面包裹有保护盖；保护盖上设有两个导出端子，两个导出端子各连接上述两个极性；所述电池模块上的共同接地的导出端子连接保护盖上的一个导出端子；其中，所述多个半导体芯片电池模块堆栈在一起，置放于一保护箱中，每个半导体芯片电池模块的极性相互连接在一起，并接续于保护箱的外壳上。
4.根据权利要求2所述的半导体芯片储能电池用于太阳能LED路灯的电力结构装置，其特征在于，所述印刷式或喷墨式的软性太阳能电池结构包括有网板、边际保护框及软性太阳能电池所组成，软性太阳能电池板装设有边际保护底板及被覆保护层，软性太阳能电池板并固定于边际保护底板上，装置四边固定孔作固定。
5.根据权利要求1所述的半导体芯片储能电池用于太阳能LED路灯的电力结构装置，其特征在于，所述印刷式或喷墨式的软性太阳能电池曲度设置的光电效应中，日光垂直投射入其梯行设置的斜面具有软性太阳能电池板光电转换效率的80%以上，在三角形设置的斜面具有软性太阳能电池板光电转换效率的80%以上，在圆形设置的弧面具有软性太阳能电池板光电转换效率的80%以上。
6.根据权利要求1所述的半导体芯片储能电池用于太阳能LED路灯的电力结构装置，其特征在于，所述电力结构装置为一体化自循环供电系统结构，至少包括有太阳能电池数组单元，充电控制器单元及半导体芯片电池单元与放电控制器单元及DC或AC LED路灯单元，装设有DC或AC电力供应。
7.根据权利要求1所述的半导体芯片储能电池用于太阳能LED路灯的电力结构装置，其特征在于，所述电力结构装置的装配结构为半导体芯片电池组与控制线路装置及LED路灯组合于同一机壳内，其机壳内包括有半导体芯片电池组装置、控制线路装置、LED路灯单元及路灯玻璃灯罩，并装有为机壳将各装置单元设置在内，其中设有LED路灯装置的电源导出线，其中，半导体芯片电池组装置也可安置于电杆的杆身或底座。
8.根据权利要求2所述的半导体芯片储能电池用于太阳能LED路灯的电力结构装置，其特征在于，所述太阳能电池组的结构为直板式结构、曲板式结构或柱体式结构，以及曲板式太阳能电池结构与柱体式LED灯结构的组合形式。
专利摘要本实用新型公开一种半导体芯片储能电池应用于太阳能LED路灯的电力结构装置，该电力结构装置至少包括LED路灯、为所述LED路灯产生电能的太阳能电池组以及储存电能的半导体芯片电池模块。主要是利用半导体芯片电池模块结合印刷式或喷墨式的软性太阳能电池或现有太阳能技术所生产的各类太阳能电池组与LED路灯所产生的自循环供电结构，形成无须使用电力公司的电力供应及电力线连接的独立运作系统，以达到节能减排的效益。
文档编号F21W131/103GK202835269SQ201220405019
公开日2013年3月27日 申请日期2012年8月15日 优先权日2012年8月15日
发明者刘沧源 申请人:刘沧源