專利名稱：非晶硅(多晶硅)家用小型太陽能發(fā)、用電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
非晶硅(多晶硅)家用小型太陽能發(fā)、用電裝置所屬領(lǐng)域本實用新型涉及太陽能發(fā)、用電再生能源技術(shù)，主要提出一種建筑用薄膜式非晶硅(多晶硅)家用太陽能發(fā)、用電裝置。
背景技術(shù)：
目前公知的結(jié)晶硅，發(fā)電裝置，是將拉出的硅棒，再切成厚50um以上園片，在其園片的兩端面，焊正、負導(dǎo)電極，平裝在帶底托盤的框架內(nèi)，上層封裝透明玻璃板，組成發(fā)電方塊單元。用支架對準太陽光的方向支撐安裝在房頂上，再將所述正負兩根導(dǎo)線接在室內(nèi)蓄電池同名端同接點，再接入直流變交流的逆變器輸入端，所述逆變器輸出端接家用電器。該裝置的缺點是1、a將硅園棒切成50μm厚以上硅片，即浪費材料又不能批量生產(chǎn)，所以目前成本居高不下。
b所述硅園片組成的太陽能發(fā)、用電方塊單元，只能支撐安裝在屋頂或其它地方，不能兼作建筑材料。
c蓄電池貯存電能成本高且污染環(huán)境。
2、發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有晶體硅太陽能發(fā)電技術(shù)的不足，本實用新型提供一種直接回饋電網(wǎng)，不用蓄電池貯存電能且批量生產(chǎn)成本低廉的建筑用薄膜式非晶硅(多晶硅)家用小型太陽能發(fā)、用電裝置。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是它包括建筑用非晶硅(多晶硅)薄膜式太陽能發(fā)電方陣。直流—交流逆變器，計量電表及公用電網(wǎng)并網(wǎng)的電路構(gòu)成。建筑用太陽能發(fā)電方陣，其襯底為彩色的鋁板，玻璃或不銹鋼，中層為用氣相沉積法生長的，半導(dǎo)體Pin或P1i1n1-P2i2n2-P3i3n3薄膜。其膜上面敷TCO透明導(dǎo)電薄膜及絲梳狀電極表層封裝透明保護玻璃板。其形狀可制成平板狀，瓦楞形瓦塊或拱狀屋頂?shù)冉ㄖ玫男螤睿⒖芍瞥刹噬?、透明，或半透明狀，瓦楞形瓦塊或拱頂狀可安裝在屋頂上作建筑屋頂，所述Pin半導(dǎo)體薄膜端面敷設(shè)的正負兩極導(dǎo)電絲梳經(jīng)串聯(lián)或并聯(lián)后從側(cè)面引出按到在接線盒的端子板上，再用導(dǎo)線按同名端按到直流—交流逆變器輸入端子上。
直流—交流逆變器是把直流電能轉(zhuǎn)變成交流電能供給家用電器用電的一種電能轉(zhuǎn)換裝置。家用電器大都是交流供電，我國標準電壓單相為220V～50Hz，或三相380V～50Hz，因此需將太陽能發(fā)電方陣發(fā)出的直流電逆變?yōu)榻涣麟?，按慣用的逆變器，是使用晶閘管或晶體管組成的逆變電路。它的接線方式很多，有單相、三相、零式、橋式等，該逆變器為通用技術(shù)，為了配合撰寫本實用新型的需要，下面在實施方式中，略述單項橋式逆變器工作原理。
逆變器的交流輸出端子接家用電器負荷，并按同名端子和家用計量電表輸出端子聯(lián)接，其計量電表的輸入端和公用電網(wǎng)聯(lián)接，以供在白天太陽能發(fā)電量過剩通過電表減度數(shù)，回饋公用電網(wǎng)，夜晚太陽能不發(fā)電時由公用電網(wǎng)供電。
本實用新型非晶硅(多晶硅)家用小型太陽能發(fā)、用電裝置和已有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點1、在襯板上生長2μm以下，非晶硅(多晶硅)太陽能發(fā)電薄膜，可節(jié)約大量的硅材料，并可連續(xù)大批量生產(chǎn)降低了成本。
2、可制成各種形狀的建筑材料，作外墻壁裝飾幕墻和屋頂，及窗用玻璃，并根據(jù)人們對采光及美觀的不同，制成半透明彩色的太陽能發(fā)電玻璃板，它是發(fā)電與建筑材料完美的結(jié)合點。
3、太陽能發(fā)電和共用電網(wǎng)并網(wǎng)，可填補用電峰谷，去掉蓄電池后降低了一次性投資成本，取消了蓄電池的環(huán)境污染，成為真正的綠色再生能源裝置。
下面將參照附圖描述本實用新型的實施方式

圖1是本實用新型非晶硅(多晶硅)家用小型太陽能發(fā)、用電裝置方框圖。
圖2是本實用新型非晶硅(多晶硅)家用小型太陽能發(fā)、用電裝置建筑用非晶硅(多晶硅)薄膜式太陽能發(fā)電方陣單疊層內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
圖3是本實用新型非晶硅(多晶硅)家用小型太陽能發(fā)、用電裝置建筑用非晶硅(多晶硅)薄膜式太陽能發(fā)電方陣三疊層內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
圖4是本實用新型非晶硅(多晶硅)家用小型太陽能發(fā)、用電裝置建筑用非晶硅(多晶硅)薄膜式太陽能發(fā)電方陣兼作窗用玻璃安裝結(jié)構(gòu)示意圖圖5是本實用新型非晶硅(多晶硅)家用小型太陽能發(fā)、用電裝置建筑用非晶硅(多晶硅)薄膜式太陽能發(fā)電方陣兼作瓦楞狀瓦塊結(jié)構(gòu)示意圖圖6是本實用新型非晶硅(多晶硅)家用小型太陽能發(fā)、用電裝置建筑用非晶硅(多晶硅)薄膜式太陽能發(fā)電方陣兼作拱狀屋頂結(jié)構(gòu)示意圖圖7是本實用新型非晶硅(多晶硅)家用小型太陽能發(fā)、用電裝置建筑用非晶硅(多晶硅)薄膜式太陽能發(fā)電方陣粘結(jié)在建筑物外墻兼作外墻裝飾的安裝結(jié)構(gòu)圖。
圖8是本實用新型非晶硅(多晶硅)家用小型太陽能發(fā)、用電裝置，直流—交流逆變器原理圖。
圖9是本實用新型非晶硅(多晶硅)家用小型太陽能發(fā)、用電裝置，太陽能發(fā)電反饋給公用電網(wǎng)及用電電氣接線圖圖中；1建筑用非晶硅(多晶硅)薄膜式太陽能發(fā)電方陣 2二極管 3直流—交流逆變器 4、家用電器負荷 5、計量電表 6、公用電網(wǎng) 7、透明防護玻璃 8、TCO透明導(dǎo)電膜 9、非晶硅(多晶硅)半導(dǎo)體薄膜10、鋁板或不銹鋼襯板 11、梳狀電極 12、接線端子板 13、窗邊框14、建筑物墻壁本體 15、粘結(jié)劑 16、走線槽圖“1”示出了本實用新型非晶硅(多晶硅)家用小型太陽能發(fā)、用裝置實施方式的聯(lián)接方框圖。其中建筑用非晶硅(多晶硅)薄膜式太陽能發(fā)電方陣1，是由在鋁板或不銹鋼襯板10上邊生長非晶硅或多晶硅(單疊或三疊)半導(dǎo)體薄膜9，其膜上層敷透明導(dǎo)電膜TCO8，用梳狀電極11引出為正極，其負極從鋁板電極10引出，接到發(fā)電方陣引出線端子板12上。然后將引出線端子板12的正極串聯(lián)二極管2，用導(dǎo)線引接至直流—交流逆變器3的同名輸入端。電能通過逆變器從輸出端輸出，分別聯(lián)接家用電器4，并同名端和計量電表5的輸出端連接，其計量電表5的輸入端和公用電網(wǎng)6連接。
圖2和圖3示出了建筑用非晶硅(多晶硅)太陽能發(fā)電方陣1內(nèi)部構(gòu)造在鋁板或不銹鋼襯板10上生長出如圖2，單疊層非晶硅(多晶硅)Pin薄膜9或如圖3，三疊層P1i1n1-P2i2n2-P3i3n3薄膜9，其上層敷透明導(dǎo)電膜TCO8，及梳狀導(dǎo)電極11，外封裝防護玻璃7，其梳狀電極導(dǎo)線從TCO膜8引出為正極11。從鋁板或不銹鋼襯板引出負極為10，兩極分別接在引出線端子板12的出線端子上。
參照圖4其中建筑用非晶硅(多晶硅)薄膜式太陽能發(fā)電方陣1可制成平板狀透明玻璃，嵌裝在窗的邊框13內(nèi)，將梳狀電極11和鋁板或不銹鋼襯板10，同名端用導(dǎo)線引出到接線端子板12的同名端子上，再通過二極管2和直流—交流逆變器5輸入同名端連接。
參照圖5其中建筑用非晶硅(多晶硅)薄膜式太陽能發(fā)電方陣1可制成半透明或透明狀彩色瓦楞型瓦塊、多塊瓦塊拼裝兼作建筑物屋頂，將梳狀電極11和鋁板或不銹鋼襯板10同名端用導(dǎo)線引出到接線板12的同名端子上，再通過二極管2和直流—交流逆變器5與同名輸入端連接。
參照圖6，其中建筑用非晶硅(多晶硅)薄膜式太陽能發(fā)電方陣1，可制成半透明狀彩色拱形屋頂，將梳狀電極11和鋁板或不銹鋼襯板10同名端用導(dǎo)線，引出到接線端子板12的同名端子上，再通過二極管2和直流—交流逆變器5同名輸入端連接。
參照圖7其中建筑用非晶硅(多晶硅)薄膜式太陽能發(fā)電方陣1可制成平板狀彩色玻璃，用粘結(jié)劑15，粘結(jié)在建筑物墻壁本體14外壁上面。將梳狀電極11和鋁板或不銹鋼襯板10同名端用導(dǎo)線引出到接線板12上，再用導(dǎo)線同名端串、并連接，通過方陣的每塊邊沿聯(lián)縫設(shè)置的走線槽16將導(dǎo)線引出，再通過二極管2和直流—交流逆變器5輸入同名端連接。
圖8示出了直流—交流逆變器3的電氣原理，圖中Ud的正負端為太陽能發(fā)電方陣的輸入端，正端串接Ld電感后，并聯(lián)Cd電容器。D1D2D3D4為反饋二極管其作用是給負載的無功電流提供通路將能量回饋給直流電源，電路中的電感Ld起著延緩換向電容Cd放電的作用，這對換向時晶閘管T1T2T3T4的可靠關(guān)斷是有利的。在晶硅閘管T1T2T3T4支路上串聯(lián)的二極管是為了防止因電容通過負載放電而影響可靠換向作用，也稱為隔離二極管。通過限定晶閘管交替導(dǎo)通的頻率即可實現(xiàn)U2輸出的交流電壓。該項技術(shù)屬于一般技術(shù)，逆變器市場有售。
參照圖9其中家用計量電表5進線按同名端接共用電網(wǎng)線路6，出線接直流—交流逆變器3，同名輸出端和家用電氣負荷4聯(lián)接。當(dāng)夜晚家庭用電時由電網(wǎng)線路6供電，計量電表5正轉(zhuǎn)，白天太陽能發(fā)電家用電器負荷4電能用不完時，通過計量電表5回饋共用電網(wǎng)6，計量電表倒轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求1.所述一種非晶硅(多晶硅)家用小型太陽能發(fā)、用電裝置，它包括薄膜式太陽能發(fā)電方陣，(1)直流一交流逆變器，(3)計量電表(5)與公用電網(wǎng)并網(wǎng)的電路構(gòu)成，其特征在于建筑用太陽能發(fā)電方陣(1)，其襯底為彩色的鋁板、玻璃或不銹鋼，中層為用氣相法生長的，半導(dǎo)體Pin或P1i1n1-P2i2n2-P3i3n3薄膜，其膜面敷TCO透明導(dǎo)電膜(8)及絲梳狀電極(11)，表層封裝透明保護玻璃板，其形狀可制成平板狀，瓦楞形瓦塊或拱狀屋頂?shù)冉ㄖ玫男螤?，并可制成彩色、透明或半透明狀，所述Pin半導(dǎo)體薄膜膜面上敷設(shè)的絲梳狀正負兩電極，串聯(lián)或并聯(lián)后從側(cè)面引出，接到接線盒的端子板(12)上，再用導(dǎo)線按同名端接到直流—交流逆變器(3)的輸入端上。
2.如權(quán)利要求書1所述的非晶硅(多晶硅)家用小型太陽能發(fā)、用電裝置，其特征在于其建筑用非晶硅(多晶硅)薄膜式太陽能發(fā)電方陣(1)，以鋁板、玻璃或不銹鋼為襯底(10)生長厚2um以下，單疊層Pin或P1i1n1-P2i2n2-P3i3n3三疊半導(dǎo)體薄膜(9)，上敷TCO透明導(dǎo)電膜(8)，內(nèi)置梳狀電極(11)引出，表層封裝透明防護玻璃(7)的結(jié)構(gòu)形式。
3.如權(quán)利要求書1所述的非晶硅(多晶硅)家用小型太陽能發(fā)、用電裝置，其特征在于其建筑用菲晶硅(多晶硅)薄膜式太陽能發(fā)電方陣(1)，可制成透明平板玻璃狀，嵌裝在窗的邊框(13)內(nèi)，將梳狀電極(11)和鋁板或不銹鋼襯板(10)，同名端連接用導(dǎo)線引出到接線板(12)的同名端上的結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求書1所述的非晶硅(多晶硅)家用小型太陽能發(fā)、用電裝置，其特征在于其建筑用非晶硅(多晶硅)薄膜式太陽能發(fā)電方陣(1)，可制成半透明彩色瓦楞型瓦塊，多塊瓦塊拼裝兼作建筑物屋頂，將梳狀電極(11)和鋁板或不銹鋼襯板(10)，同名端連接用導(dǎo)線引出到接線板(12)的同名端子上的結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求書1所述的非晶硅(多晶硅)家用小型太陽能發(fā)、用電裝置，其特征在于；其建筑用非晶硅(多晶硅)薄膜式太陽能發(fā)電方陣(1)，可制成半透明或透明彩色拱型屋頂兼作建筑物屋頂，將梳狀電極(11)和鋁板或不銹鋼襯板(10)，同名端連接用導(dǎo)線引出到接線板(12)的同名端子上的結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求書1所述的非晶硅(多晶硅)家用小型太陽能發(fā)、用電裝置，其特征在于其建筑用非晶硅(多晶硅)薄膜式太陽能發(fā)電方陣(1)，可制成平板狀彩色玻璃，用粘結(jié)劑(15)粘結(jié)在建筑物墻壁本體(14)的外壁上面，將梳狀電極(11)和鋁板或不銹鋼襯板(10)同名端連接，用導(dǎo)線引出到接線板(12)的同名端子上的結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求書1所述的非晶硅(多晶硅)家用小型太陽能發(fā)、用電裝置，其特征在于其建筑用非晶硅(多晶硅)薄膜式太陽能發(fā)電方陣(1)，內(nèi)敷設(shè)的梳狀電極引出線(11)和鋁板或不銹鋼襯底下引出電極(10)同名端連接到接線端子板(12)上，其間正極同極性串聯(lián)二極管(2)，再接至直流—交流逆變器(3)的直流輸入端；交流輸出端接家用電器(4)并同名同接點和計量電表(5)出線并連，其計量電表(5)的進線和公用電網(wǎng)(6)同名端連通的結(jié)線方式。
專利摘要本實用新型公開一種非晶硅(多晶硅)家用小型太陽能發(fā)、用電裝置它含有建筑用非晶硅(多晶硅)。薄膜式太陽能發(fā)電方陣1，二極管2，直流—交流逆變器3，家用電器4，及計量電表5組成；其特點是薄膜式太陽能發(fā)電方陣1可兼作各形建筑屋頂、門窗玻璃和外墻裝飾冪墻結(jié)構(gòu)。其引出的正負兩極，同名端接直流—交流逆變器3的輸入端，其輸出端同名同接點，接家用電器4及計量電表5的出端，所述計量電表5入端接公用電網(wǎng)6。當(dāng)白天發(fā)電通過計量電表5向公用電網(wǎng)6回饋電能，夜晚由公用電網(wǎng)6，通過計量電表5向家用電器供電。
文檔編號H02J7/35GK2691143SQ0320237
公開日2005年4月6日 申請日期2003年1月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月20日
發(fā)明者郭玉欽, 劉力, 朱東力 申請人:郭玉欽