直接耦合的功率調(diào)節(jié)太陽能充電器本申請是申請?zhí)枮?01380024594.3、申請日為2013年5月8日，發(fā)明名稱為“直接耦合的功率調(diào)節(jié)太陽能充電器”的發(fā)明專利申請的分案申請。相關申請的交叉引用本申請要求在美國法典第35編第119條(35U.S.C.119)下享有于2012年5月9日提出的美國臨時專利申請?zhí)枮?1/644,432、名稱為“PhotovoltaicSolarModulewithaJunctionBoxthatPossessesaUSBport(s)whichareReplaceable”的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。本申請還要求享有于2013年3月15日提出的美國專利申請?zhí)枮镹o.13/832,025、名稱為“Power-ConditionedSolarChargerforDirectlyCouplingtoPortableElectronicDevices”的優(yōu)先權(quán)；于2013年3月15日提出的美國專利申請?zhí)枮镹o.29/449,341、名稱為“PortableWaterproofSolarPanelCharger”的優(yōu)先權(quán)；和于2013年3月15日提出的美國專利申請?zhí)枮镹o.13/832,040、名稱為“Stand-AloneSolarPowerChargerDirectlyCouplingtoPortableElectronicDevices”的優(yōu)先權(quán)，每一者的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。
技術領域：
本發(fā)明涉及改善的個人太陽能電池充電裝置及系統(tǒng)，特別是針對目標裝置的所需加載環(huán)境的裝置和系統(tǒng)，并且該裝置和系統(tǒng)具有廉價、便于攜帶和耐用的構(gòu)造。更具體地，公開的方法、系統(tǒng)和裝置用于優(yōu)化太陽能電池陣列構(gòu)造，該太陽能電池陣列構(gòu)造不需要電子功率調(diào)節(jié)，耐用，廉價，便攜，制造成本低，并且可以有利地提供能替換部件部分，例如USB接線盒和USB連接器，以直接對具有直流電(DC)載荷要求的目標裝置的電池進行充電。
背景技術：
：太陽能電池或者光伏(PV)電池是將太陽光轉(zhuǎn)化為電力的裝置。太陽能電池通常由半導體材料制成，并可由各種“雜質(zhì)”進行摻雜以增強光子的吸收，增加傳導和/或減少電池的帶隙能量(即，使電子松動所需要的能量數(shù)量)。在不同太陽能電池設計中，當光子達到或者“撞擊”PV電池的部件時，光子的一定部分或者光子的能量被吸收到半導體材料中并且“敲打”松動一個或者多個電子，允許(多個)電子更自由地在半導體矩陣或者晶格內(nèi)流動。被光子敲擊松動的“自由流動”的電子可以“全部”產(chǎn)生電場，該電場排斥或者以其他方式迫使自由電子按一定方向流動，這些電子被“收集”時可以產(chǎn)生電壓和/或電流?？梢詫⒔饘俳佑|部或者其他導電結(jié)構(gòu)放置在PV電池的相對面上(即，頂面和底面)為電子提供流動路徑，使得電壓和電流用于各種目的，例如用于向可充電裝置提供電力。每個PV電池具有依賴于太陽能電池產(chǎn)生的電流和電壓的具體操作特性。根據(jù)電池的組成部分(即，點陣材料、摻雜物、其他添加物和/或電池的構(gòu)造)和PV電池的形狀和尺寸，給定電池產(chǎn)生的操作特性可以有顯著不同。一般地，給定“類型”的電池通常產(chǎn)生具有固定(或“假定”)工作電壓或者“名義”電壓、電流以及以瓦特為單位計算的指示功率的操作特性。假設電池具有在標準測試條件(STC)下的給定操作特性，因此，為具體使用所需的期望功率定制陣列是可能的。在各種實施例中，可以以多種布置(即，串聯(lián)、平行和/或兩者的各種結(jié)合)將PV電池連接在一起以形成提供功率輸出的模塊。如有需要，可以將多個模塊鏈接在一起以形成不同大小和/或功率輸出的復雜的PV陣列。取決于期望的功率需求，陣列模塊可以形成PV系統(tǒng)的組件部分，其中利用PV系統(tǒng)為各種應用提供功率，例如充電裝置和/或供電裝置。一般地，傳統(tǒng)PV系統(tǒng)還包括多種輔助系統(tǒng)，例如輔助電氣連接、集成安裝硬件、功率調(diào)節(jié)設備、溫度調(diào)節(jié)設備、計算機、電路、反相器、充電控制器和蓄電池，蓄電池儲存太陽以供當太陽不燦爛和/或產(chǎn)生的功率不足以滿足負荷需求時使用。由于包括輔助電氣系統(tǒng)，由PV陣列和設備產(chǎn)生的功率通常比來自其他來源的同等功率更貴。而且，與典型PV系統(tǒng)一起使用所需的大量輔助系統(tǒng)和/或部件將明顯的額外缺陷帶到這種系統(tǒng)中，該缺陷包括：(1)輔助設備需要動力而且產(chǎn)生額外的低效率，這會減少/降低和/或以其他方式影響由供用戶使用的系統(tǒng)產(chǎn)生的有用功率；(2)輔助設備可能很昂貴，通常會明顯增加PV系統(tǒng)的總成本；(3)輔助設備通常為系統(tǒng)轉(zhuǎn)換或者產(chǎn)生最大輸出功率，這可能使得用于具體裝置的下一個設備不得不再次轉(zhuǎn)換該功率(即，PV功率輸出與目標裝置并不是“定制或者正好匹配”)；(4)取決于PV系統(tǒng)的類型，壞掉的或者有故障的輔助部件不可能被替換，除非拆卸或者毀壞該裝置，或者輔助部件的移除和/或替換可能需要專業(yè)設備和/或技術培訓；(5)在郊區(qū)或者偏遠地區(qū)可能無法獲取輔助設備，或者可能僅能以過高費用來獲??；和(6)這種輔助設備或者相關電子設備的操作對于給定的期望應用是不可靠的。因此，存在對于簡單、耐用、便攜式PV系統(tǒng)的需求，該PV系統(tǒng)定制為直接對目標裝置或者便攜式裝置供電或者對目標裝置或者便攜式裝置的電池充電，例如移動電話、燈、收音機、筆記本、平板電腦、iPad、iPhone、手機、智能電話、數(shù)碼相機、個人數(shù)據(jù)助理、MP3播放器、蓄電池或者其他裝置，并且該PV系統(tǒng)減少或者消除了對于額外輔助設備和/或電子設備的需求。技術實現(xiàn)要素：本文公開的發(fā)明描述了可被采用來設計和制造獨立DC到DC太陽能產(chǎn)生能量的設備的新穎的系統(tǒng)、裝置、方法和技術，該設備供用戶使用來對充電便攜電子或者其他裝置供電和/或充電。這種系統(tǒng)將使用標準、商業(yè)獲取的太陽能電池而低廉地制造，將在延長時間段內(nèi)極其耐用，將針對裝置使用期間系統(tǒng)內(nèi)可能失效和/或磨損或損壞的元件具有低廉的、易于獲得并且替換簡單的部件和系統(tǒng)，并且可以使用數(shù)學算法以獲得符合期望電壓電流比的結(jié)果的為裝置或者一類裝置的操作特性進行特制化和/或定制。在各種示例性實施例中，本文的各種概念和教導可以被用于設計和建立光伏(PV)發(fā)電模型(即個人太陽能系統(tǒng))，該模型經(jīng)特制化以對各種流行電子平臺或者裝置中的一個或者多個供電或者充電，包括的裝置例如eReaders、Kindle、SamsungNote、筆記本電腦、游戲設備、個人媒體播放器、USB收音機或者實際上可以使用USB端口經(jīng)標準壁安裝的或者點煙器安裝的充電裝置(包括經(jīng)USB主機)而充電的任何其他便攜電子裝置。在各種實施例中，個人太陽能系統(tǒng)可以被設計為在各種位置和/或天氣條件下使用的加固的且抗水或者防水的系統(tǒng)，這些條件包括戶外活動、野營、背包旅游、緊急情況、在郊區(qū)或者偏遠位置使用、在上述情形的結(jié)合和/或任何從傳統(tǒng)或者非太陽能源的功率不易獲得的情形。在各種實施例中，個人太陽能系統(tǒng)可以被設計并且制造為緊湊、輕質(zhì)、便攜、耐用和/或低姿態(tài)(lowprofile)形式。這些特征允許使用者或者用戶容易并且高效地運輸個人太陽能系統(tǒng)而不需要犧牲顯著的空間和/或重量。低姿態(tài)設計允許用戶將裝置輕易插入背包或者其他包中，將裝置運送到他們的自行車或者摩托車上，或者允許用戶將裝置放置在他們的背上并且攜帶該裝置。在各種實施例中，低姿態(tài)設計可以包括各種攜帶背帶或者連接布置，允許人以期望方式輕易運輸個人太陽能系統(tǒng)。在各種實施例中，個人太陽能系統(tǒng)將被獨特地定制來對裝置供電或者充電，并且通過DC到DC物理轉(zhuǎn)換且不需使用輔助的和/或外部功率調(diào)節(jié)電子器件(例如集成電路板)就能夠“直接耦合”到裝置。在各種實施例中，個人太陽能系統(tǒng)將被設計為通過把該系統(tǒng)的具體操作要求匹配于客戶裝置的設計而對具體裝置供電或者充電，或者該系統(tǒng)可以設計為對一類或者一組裝置類型供電或者充電。在各種替換實施例中，為了后續(xù)與期望裝置一起使用，個人太陽能系統(tǒng)可以作為“直接對裝置充電非退而求其次”的儲存選擇而選擇地提供對額外電池組的充電，在太陽落山之后和/或在獲得的陽光不能用于產(chǎn)生足夠的電壓(或者不能產(chǎn)生合適的數(shù)量或者質(zhì)量的功率)來對裝置或者一組裝置供電和/或充電的條件下，這種電池用于對期望裝置充電和/或供電。在各種實施例中，個人太陽能系統(tǒng)可以被設計并且制造為包括用于替換在系統(tǒng)的壽命期間可能失效和/或被損壞的系統(tǒng)部件而容易替換的“元件”。例如，系統(tǒng)可以被設計為包括可替換的接線盒和/或接線盒部件。這種部件的可替換性在工作壽命超過25年的PV系統(tǒng)中是特別期望的，然而系統(tǒng)的各種其他部件(例如接線盒和/或凹型USB連接器)具有明顯更短的工作壽命，例如5年或者更少。不像需要在關鍵部件損壞后拋棄系統(tǒng)的標準系統(tǒng)，本系統(tǒng)允許使用者快速、容易且低廉地將個人太陽能系統(tǒng)的使用壽命延長超過典型便攜PV系統(tǒng)的使用壽命。在各種實施例中，使用者可以訪問并且替換系統(tǒng)的各種已經(jīng)損壞的部件或者其他元件，以及修正或者調(diào)整已有部件以特制化系統(tǒng)，使得如果用戶改變或者購置具有不同操作要求的新裝置時與其他兼容裝置一起使用。大范圍的可替換的元件以及系統(tǒng)的各種元件之間的放置和連接布置，可能明顯地擴大整個個人太陽能系統(tǒng)的期望功率輸出。還有，各種外圍電子器件和/或電路板具有有限的生命，并且其生命期比本文公開的個人太陽能系統(tǒng)實施例的生命周期明顯更短，使得電子部件和個人太陽能系統(tǒng)之間出現(xiàn)使用壽命不匹配的可能性很高。結(jié)果，通過從個人太陽能系統(tǒng)消除外圍電子產(chǎn)品和/或電路板將延長個人太陽能系統(tǒng)的使用壽命。在各種替換實施例中，可以把系統(tǒng)的特定特征和/或元件有意地整合和/或固定到組件部件以最小化磨損和/或損壞的機會，或者防止以不期望的方式干預和/或修正電子產(chǎn)品。在各種實施例中，可以將個人太陽能系統(tǒng)設計為包括接線盒或者其他整合一個或者多個輸入連接器端口的連接特征。為了將多個裝置同時充電(即，即插即用使用者友好型個人“太陽能”系統(tǒng))，接線盒可以具有單一、兩個或者多個連接器端口或者其組合，任何人可以用來對他們的裝置充電。在一個優(yōu)選的實施例中，可以將個人太陽能系統(tǒng)設計為具有至少一個USB連接器以對一組裝置供電和/或充電。在各種實施例中，個人太陽能PV系統(tǒng)的設計和制造可以包括為了確定最佳設計及其相關制造而使用的具體算法和設計方法，和/或可以優(yōu)化來自系統(tǒng)的輸出電壓和/電流的PV系統(tǒng)的組件特征?？梢允褂眠@些算法設計滿足國際充電規(guī)范(例如BatteryCharging1.2Specification)的個人太陽能PV系統(tǒng)，這將要求的規(guī)范分解為數(shù)學公式，便于來自便攜裝置或者一類便攜裝置水平的PV系統(tǒng)的輸出的設計與客戶的數(shù)學要求匹配。期望地，當固態(tài)PV充電控制器經(jīng)過降速的和匹配的電壓和/或電流輸出時，在可接受的電壓范圍內(nèi)是穩(wěn)定的以確保PV系統(tǒng)的最大接收能對客戶的目標裝置充電。不同優(yōu)化過程可以包括但是不限制于，使用最小尺寸和/或質(zhì)量的商業(yè)獲得的PV電池構(gòu)建有用的PV系統(tǒng)，構(gòu)建具有整體最小的或者最優(yōu)的表面面積的有用的PV系統(tǒng)，構(gòu)建在各種挑戰(zhàn)環(huán)境和/或氣候下使用的“耐用”的有用PV系統(tǒng)，構(gòu)建具有因設計和組裝而延長使用壽命的PV系統(tǒng)，為了替換在正常使用系統(tǒng)期間可能失效或者損壞的系統(tǒng)中的部件而構(gòu)建包括模塊化可替換的或者可修復的部件的有用PV系統(tǒng)，構(gòu)建除具有連接線的太陽能片本身之外不需要額外的電子部件的低廉PV系統(tǒng)，構(gòu)建易于制造的有用的PV系統(tǒng)，和/或本文描述的其他優(yōu)點。在各種實施例中，本文描述的PV系統(tǒng)可以包括使用在匯流條上的各種抗反射涂層，使用在框架上的抗反射涂層，以緊密組裝密度組裝和/或其結(jié)合。本文描述的任何特征或者特征的組合可以用于構(gòu)建針對個人太陽能系統(tǒng)的被優(yōu)化的或者具體化的電壓和電流輸出的PV系統(tǒng)。在各種實施例中，個人太陽能PV系統(tǒng)可以包括為了與“智能”電話或者電池相互作用而特別設計的接口。在很多情形中，智能電話和/或電源系統(tǒng)可以包括通信特征，該通信特征提供對電壓源或者待傳輸?shù)胶?或來自智能電話和/或充電電源的數(shù)據(jù)的其他通信的“識別”。這種智能裝置一般包括一個或者多個二次電池、模擬監(jiān)控芯片、數(shù)字控制芯片、各種離散二極管、晶體管、無源部件和冗余安全監(jiān)控芯片。所有部件用于監(jiān)控電池的電壓、電流和溫度，并且管理電池組在根據(jù)BC1.2規(guī)范的所需安全極限內(nèi)的適當放電和充電。取決于編程到被供電裝置中的各種限值，以及充電裝置的數(shù)據(jù)能力，期望選擇性地將智能電話接口(SPI)包括到PV系統(tǒng)中，其能夠與具有額外“智能”電子器件的特定裝置通信或者經(jīng)旁路通信而給目標裝置特定地充電或者供電。SPI可以提供以某種方式經(jīng)旁路通信或者修正充電裝置性能的“分流”或者“短路”數(shù)據(jù)信號，或者SPI可以提供個人太陽能系統(tǒng)DC電壓/電流輸出和/或輸入到裝置的允許功率的各種調(diào)節(jié)。或者，SPI可以提供經(jīng)專用數(shù)據(jù)線的信號的額外傳輸，專用數(shù)據(jù)線連接到智能電話以方便充電端口的不同類型的區(qū)分。SPI還可以提供裝置需要的各種傳感器或者其他電子器件的替換。個人太陽能系統(tǒng)可以包括作為獨立外圍電子適配器的SPI，其允許具有“智能”電子器件的裝置的“即插即用”，或者SPI可以被整合到個人太陽能系統(tǒng)接線盒內(nèi)部或者可以專門出售給擁有具有“智能”電子器件的裝置的用戶。在本發(fā)明的另一方面，描述了一種對用于直接耦合以對便攜電子裝置充電的多個光伏片進行功率調(diào)節(jié)的方法。該方法可以包括確認用以開始充電序列的可接受充電電壓范圍和電流參數(shù)；選擇具有每單位面積電流和輸出電壓的至少一個太陽能電池；量化滿足充電電壓范圍的最小數(shù)量太陽能電池；計算接近電流參數(shù)的期望表面面積；以及從一個或者多個太陽能電池切割多個片，其中每一個片接近于期望表面面積。在本發(fā)明的另一方面，描述了一種對用于直接耦合以對便攜電子裝置充電的多個光伏片進行功率調(diào)節(jié)的方法。該方法可以包括確認用以開始充電序列的可接受充電電壓范圍和電流參數(shù)；選擇具有每單位面積電流和輸出電壓的至少一個太陽能電池；量化滿足充電電壓范圍的最小數(shù)量太陽能電池；計算接近電流參數(shù)的期望表面面積；以及從一個或者多個太陽能電池切割多個片，每一個片接近期望表面面積。此外，一旦多個片被切割，則多個片可以被連接在一起，以用于封裝在至少第一層和至少第二層之間，并且應當提供適合于被連接到便攜電子裝置的輸出連接部。在本發(fā)明的另一方面，描述了一種對用于直接耦合以對便攜電子裝置充電的多個光伏片進行功率調(diào)節(jié)的方法。該方法可以包括確認用以開始充電序列的可接受充電電壓范圍和電流參數(shù)；選擇具有每單位面積電流和輸出電壓的至少一個太陽能電池；量于滿足充電電壓范圍的最小數(shù)量太陽能電池；計算接近電流參數(shù)的期望表面面積；以及從一個或者多個太陽能電池切割多個片，每一個片接近期望表面面積。此外，一旦多個片被切割，則多個片可以被連接在一起，以用于封裝在至少第一層和至少第二層之間，并且應當提供適合于被連接到“智能”便攜電子裝置的USB端口的輸出連接部。本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點將從下面的具體描述變得清楚，具體描述與附圖結(jié)合時，通過舉例子闡述本發(fā)明的各種原則和結(jié)構(gòu)。附圖說明圖1示出了硅錠結(jié)晶化后的俯視圖；圖2A示出了用于將硅錠切割成合適的形狀和大小的切割面的俯視圖；圖2B示出了圖2A的切割操作后生成的形狀的俯視圖；圖3示出了包含傳統(tǒng)太陽能電池的一部分的層的放大等距視圖；圖4示出了被完全加工的傳統(tǒng)太陽能電池的主視圖；圖5示出了準備進行串接過程的傳統(tǒng)太陽能電池的一個實施例的主視圖；圖6示出了圖5中的傳統(tǒng)太陽能電池準備進行匯流條串接過程(busbartabbingprocess)的側(cè)視圖；圖7示出了強調(diào)針對安裝太陽能電池對裝置供電的傳統(tǒng)載荷匹配決策過程的流程圖；圖8示出了強調(diào)電壓匹配決策過程安裝太陽能電池系統(tǒng)以對裝置供電的一個替換實施例的流程圖；圖9示出了傳統(tǒng)可充電電池以及可能被要求以總?cè)萘堪俜直葋沓潆姷碾娏?；圖10示出了圖9的可充電電池可能經(jīng)歷的電壓和電流放電行為的圖示；圖11示出了源于傳統(tǒng)可充電電池的一個實施例的太陽能電池電壓性能在一天中疊加超過實際電壓輸出的圖示；圖12A-12F示出了可以被放置在太陽能電池上以優(yōu)化太陽能電池的性能的柵格指狀部狀和高度的各種實施例的放大側(cè)視圖；圖13A-13E示出了可以被放置在太陽能電池上以優(yōu)化太陽能電池的性能的總線狀的各種實施例；圖14A-14B示出可以有翅片、散熱器總線的傳統(tǒng)太陽能電池的實施例的主視圖和放大截面圖；圖15A-15D示出了進行二次切割操作過程以產(chǎn)生優(yōu)化的基于目標裝置電壓匹配特性的太陽能電池的傳統(tǒng)太陽能電池的主視圖；圖16A-16C示出了具有不同構(gòu)造的各種傳統(tǒng)太陽能電池的組裝密度；圖17A-17C示出了如圖16A-16C中所示的具有不同構(gòu)造的各種太陽能電池的組裝密度的放大圖；圖18A和18B示出了從低和高組裝密度折射的太陽能的一個示例性實施例；圖19A和19B示出了當圖16B的傳統(tǒng)圓形太陽能電池和圖16A的方形-圓形太陽能電池疊加到圖16C的方形太陽能電池時的表面面積損失；圖20示出了圖16A的方-圓形太陽能電池以及當具有緊湊組裝密度時可以被優(yōu)化的角落表面面積的可能計算的放大圖；圖21A示出了當進行二次切割操作過程以與目標裝置的電壓特性相匹配時利用尺寸和形狀而優(yōu)化的太陽能電池的主視圖；圖21B和21C示出了優(yōu)化太陽能電池二次切割方法之后的各種實施例；圖22A示出了準備進行串接的優(yōu)化太陽能電池的一個實施例；圖22B示出了圖22A中優(yōu)化的太陽能電池進行焊接過程的一個實施例；圖23示出了圖22B中串接被優(yōu)化的太陽能電池用材料，例如EVA(醋酸乙烯乙酯)進行封裝的一個實施例；圖24示出了對圖23中的被封裝的優(yōu)化太陽能電池的頂層和底層基板進行進一步封裝；圖25示出了如圖24所示的被完全封裝的優(yōu)化PV太陽能電池的不同層的截面圖；圖26A-26C示出了形成光伏(PV)模塊的框架的部分的各種實施例的等距視圖；圖27A示出了具有3.3瓦特額定功率的優(yōu)化PV模塊的一個示例性實施例；圖27B示出了具有4.2瓦特額定功率的優(yōu)化PV模塊的一個替換實施例；圖27C示出了具有14瓦特額定功率的優(yōu)化PV模塊的一個替換實施例；圖27D示出了具有25瓦特額定功率的優(yōu)化PV模塊的一個替換實施例；圖28A示出了結(jié)合有沿框架邊緣的槽的PV模塊的一個替換實施例的主視圖；圖28B示出了突出槽的圖28A中PV模塊的一部分的放大圖；圖29示出了針對PV模塊的完全組裝的接線盒的等距圖；圖30示出了圖29的接線盒的頂蓋的一個實施例的等距圖；圖31A和31B示出了圖29的接線盒的底部容器的一個實施例的各種等距圖；圖32示出了圖29的接線盒的底部容器的俯視圖；圖33A和33B示出了具有完整且靈活的USB連接器的圖29的接線盒的底部容器的俯視圖；圖34A和34B示出了具有延伸經(jīng)過后座層基板的匯流條(busbar)和圖32的底部容器的優(yōu)化PV模塊為裝配而被放置的后視圖；圖35A和35B示出了兩個和四個中心完全裝配的接線盒的各種實施例；圖36A和36B示出了具有傾斜支撐桿的優(yōu)化PV平板的一個實施例的主視圖和側(cè)視圖；圖37A和37B示出了具有架子的優(yōu)化PV平板的一個實施例的后視圖；圖38示出了“智能”電話可充電電池電壓和連接到USB連接器的數(shù)據(jù)線的電子表格；圖39示出了“智能”電話接口適配器的一個示例性實施例的俯視圖；圖40示出了圖39的USB連接器的一個實施例的截面圖，該USB連接器的電壓和數(shù)據(jù)線整合在USB連接器內(nèi)的；圖41A示出了具有一部分連接線的圖39的凸出USB連接器的一個實施例；圖41B示出了具有與USB連接器結(jié)合在一起的電線的圖41A的USB連接器連接線的一部分的放大圖；圖42示出了顯示針對圖39的“智能”電話接口的電線布置的一個實施例的USB連接器連接線的一部分的放大圖；圖43示出了針對一類裝置的專用充電端操作特性的圖示；圖44示出了可以安裝到PV系統(tǒng)背面的圓頂狀圖片框架硬件的一個實施例；圖45示出了用阻抗短路數(shù)據(jù)線而與“智能”控制器連接的傳統(tǒng)方法的一個實施例；圖46A-46C示出了可以與PV系統(tǒng)一起使用的接線盒的替換實施例；圖47示出了具有來自圖46A的安裝接線盒和靈活長度USB的PV系統(tǒng)的實施例的后視圖；以及圖48示出了使用28A的框架設計的3.8瓦特額定功率的PV系統(tǒng)的一個實施例。具體實施方式提供以下描述以使本領域的任何技術人員能夠做出并且使用本發(fā)明。對描述的實施例的各種修正對本領域的技術人員是顯而易見的，本文限定的總原則在不與本發(fā)明所附權(quán)利要求限定的精神和范圍分離下，可以被應用到其他實施例和應用中。因此，本發(fā)明無意被限制在所示實施例中，而是應當給予本文公開的原則和特征一致的最大范圍。為了獲得對被公開的本發(fā)明的完全理解所必須的程度，本申請中被引用的所有已經(jīng)被公告的專利、專利出版物和專利申請的說明書和附圖通過引用結(jié)合到本文。傳統(tǒng)太陽能電池制造制造PV電池的方法有很多種。在太陽能電池制造的一個示例性描述中，可以使用制造太陽能電池的各種技術由原料硅制造傳統(tǒng)晶體硅太陽能電池。電池生產(chǎn)的初始材料可以包括單晶硅、c-Si、多晶硅、帶硅和類單晶多晶硅(mono-like-multisilicon)，或者電池可以制造成下層基板上的“薄膜”層。在制造過程期間，制造者可以選擇用硼或者其他材料滲透或者摻雜到硅中，以確保硅結(jié)構(gòu)能承受期望的正電勢電方向。對于成批制造的硅，制造步驟可以包括二次步驟、切片，切片需要在調(diào)整硅晶片以形成光伏電池之前經(jīng)過多次硅晶片形狀的改變(切割、成為方形和切片)。首先，硅錠10可能需要對頂端和底端進行切斷或者切割以達到水平的、平坦的表面并且確保所有硅錠10是相同高度，例如圖1所示。一旦硅錠10端部被修剪后，硅錠10的四個面可以是方的。在圖2A中，將硅錠10以其平坦端部放置在機架中，為線切割機將每個硅錠切割為柵格結(jié)構(gòu)20做準備，有利地留下具有半方形截面30的硅錠10。最終成形步驟可以以將每個方-圓形(square-round)硅錠切割為多個、薄方-圓形片段(即晶片)30(見圖2B)為結(jié)束，為硅晶片轉(zhuǎn)變?yōu)樘柲茈姵刈鰷蕚?。第三個制造步驟涉及通過多種復雜的化學和熱處理將硅晶片轉(zhuǎn)變?yōu)樘柲茈姵?，該步驟將空白、灰色晶片轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫?、彩色的電池。取決于制造過程和使用的組成材料，電池的顏色可以有所不同，但是在很多常用商業(yè)可獲得的電池中，電池變?yōu)樗玫降乃{色。該晶體硅晶片可以接下來進行紋理蝕刻以顯示柵格結(jié)構(gòu)，這有利地增加電池對太陽光的光子的吸收，這些光子通過磷氣體層35(見圖3)而擴散開，這產(chǎn)生期望的負電勢電方向。在一個典型電池型中硼摻雜和磷擴散的組合構(gòu)建正-負連接，或者P/N連接，這對太陽能電池的操作是很重要的。最終，電池可以涂覆作為抗反射涂層的氮化硅，使電池具有最終的深藍色。即便電池具有最終涂層，還不是功能完善的太陽能電池，這是因為該電池仍然缺乏將其中產(chǎn)生的電量收集和運送的機制。在典型電池中，然后，制造者會將薄金屬帶或者網(wǎng)格打印或以其他方式沉積在電池的兩面，以緊密相間方式沉積高導電的鋁或者銀的細條柵格“指狀部”80以收集在硅材料處產(chǎn)生的電荷載流子，如圖3所示。因為柵格材料通常對于太陽射線是不透明的，因此制造者期望將柵格指狀部(gridfinger)寬度和/或全部打印覆蓋面積保持在最小以保持低遮蔽損失。每個柵格指狀部之間的寬度和間隔受到制造者的關注，這是因為上述寬度和間隔如果太小將影響電阻，如果間隔太大會增加發(fā)射極板電阻，(如果不透明)將產(chǎn)生影響太陽能電池效率的遮蔽效應。例如，柵格指狀部的遮蔽可能降低太陽能電池的效率，這是因為與整個電池尺寸相比，由于被柵格指狀部覆蓋的電池的成比例總面積(柵格指狀部在這些位置處覆蓋電池而使電池不受輻射影響)，接觸電池表面的光子輻射量(將被轉(zhuǎn)換為電)必然會被減少。圖3還示出了針對可以從柵格指狀部80收集電流的匯流條50的沉積和/或組裝示例性制造過程。匯流條50截面處通常比柵格指狀部80更寬和/或者更大(例如，在一些實施例中，匯流條可以達到2mm的寬度)，這有利地使匯流條能高效傳輸電流并且利于太陽能電池的連接或者“串接”(stringing)。太陽能電池制造可以有很大程度變化，但是典型商業(yè)太陽能電池常用兩個或者更多匯流條(但是額外的匯流條可能導致類似于柵格指狀部的額外遮蔽損失)制造。一旦將指狀部與匯流條相互連接，太陽能電池就成為功能完善的產(chǎn)能電池40。然而，在各種附加實施例中，太陽能電池將進行額外處理，例如應用保護封裝層以確保電池的耐用性并且增大電池的產(chǎn)量。保護層可以包括抗反射層60和/或背表面接觸層70。一旦所有封裝層被應用和/或嵌入到太陽能電池中，功能完善的太陽能電池50(見圖4)就可以使用了。在太陽能模塊組裝的最后一步中，一系列功能完善的太陽能電池50(見圖5)被串在一起55(見圖5)。在示例性實施例中，可以將太陽能電池“串聯(lián)”和/或“并聯(lián)”連接，包括使用上-下-上-下模式將各種串接線(tab)90連接到每個電池的情況，例如圖6所示，使用導電連接器或者金屬連接器以連接電池，從而形成電池的模塊、陣列或矩陣。圖7示出了突出顯示傳統(tǒng)負荷匹配決策過程的一個示例性例子的流程圖的一個實施例，該過程用于設計、制造并且安裝太陽能供電系統(tǒng)以對多個在住所或者家中的裝置供電，例如燈、TV、冰箱和/或小的電子裝置。傳統(tǒng)地，太陽能電池安裝者計算住所一年平均耗電100，這應當包括在具體安裝位置的太陽能日(即，(一個或多個)被安裝的太陽能板每天將接收的直接陽光量)的總數(shù)110的計算。而且，安裝者將建議對該系統(tǒng)增加20％的安全因子，以便系統(tǒng)能夠滿足“緊急”需求以及補償發(fā)電和負荷需求中的變化，包括這種正常事件例如陰天等等。然后系統(tǒng)安裝者可以確定為用戶140提供平均耗電所需的太陽能電池模塊的總數(shù)量，并且將用戶指引到具有必要預定功率輸出特性120以滿足預期需求的商業(yè)可獲取的PV模塊或者陣列大小。太陽能陣列或者模塊一旦被制造，典型目標是通過增加電壓或者電流而最大化瓦特功率，以及為了完成這個目標，傳統(tǒng)或者常見系統(tǒng)需要連接在PV陣列上的輔助設備130，輔助設備130可以包括連接到電腦的接線盒、額外電路、和/或以某種方式“調(diào)節(jié)”來自太陽能板的電力輸出的其他設備?！罢{(diào)節(jié)”或“電信號調(diào)節(jié)”裝置可以包括“平滑”、修正、改變或者以其他方式電子地或機械地將來自太陽能電池的輸出電壓和/或電流轉(zhuǎn)換為不同數(shù)量的多種裝置和/或部件，例如大量增加或者降低太陽能電池或者電池陣列的輸出的電壓/電流?！罢{(diào)節(jié)”還可以包括使用電子系統(tǒng)和部件，例如反相器、充電控制器、變壓器、電容器、二極管、晶體管、放大器或者類似部件，以及機械轉(zhuǎn)換裝置，例如從不同電壓/電流輸入產(chǎn)生期望的電壓/電流輸出的被連接的電動機和發(fā)電機。許多系統(tǒng)還包括蓄電池庫或者其他蓄電系統(tǒng)，提供備用或者儲藏電力以確保用戶不受太陽密度150影響而接收到所期望的電力輸出水平。所有這些額外的和/或輔助部件和系統(tǒng)給PV系統(tǒng)增加額外的體積，還增加大量成本。此外，這種系統(tǒng)增加的復雜性可以顯著降低系統(tǒng)的可靠性，這是因為單個部件的失靈會使整個系統(tǒng)在修復和/或替代完成前是不可用的。特制化或者優(yōu)化PV系統(tǒng)對目標裝置充電或者供電本發(fā)明的一個方面包括當被恰當設計、制造并且組裝時，小型PV發(fā)電系統(tǒng)的電力輸出可以被直接耦合到敏感的便攜電子系統(tǒng)，例如手機、電子記事簿、電腦和/或其他便攜電子裝置，以快速且高效的方式對這些裝置安全供電和/或充電的實施方式。本文描述的各種實施例包括通過PV系統(tǒng)的特制化設計、制造和組裝而優(yōu)化PV系統(tǒng)，在不使用電子和/或機械功率調(diào)節(jié)設備或部件情況下對裝置或者一類裝置進行供電或者充電，這將顯著減少部件、制造和陣列組裝的費用。沒有這種電子和/或機械功率調(diào)節(jié)設備或者部件還顯著增加了這種PV功率生成陣列的可靠性和耐用性，顯著增加了用于負荷消耗的生成功率的比率。此外，通過使個別PV系統(tǒng)適合于與目標裝置操作特性或裝置的類別相匹配，可以最低成本和最小尺寸地構(gòu)建PV陣列以滿足具體系統(tǒng)的功率需求。通過物理功率調(diào)節(jié)的PV系統(tǒng)優(yōu)化盡管太陽能電池的設計、使用和商業(yè)化在現(xiàn)代社會中已經(jīng)變得司空見慣，工業(yè)化世界中太陽能電池的使用常常受到輕視，被作為便利物對待和/或被認為是比較古怪的事物。由于由化石燃料和/或水力發(fā)電來源集中產(chǎn)生并分配的電力易于獲得并且成本低，太陽能供電被工業(yè)化世界的絕大多數(shù)人認為是相對昂貴的奢侈品。然而，在這種供電不易被獲取的地方，例如在工業(yè)化程度較低的國家和/或在自然災難和/或社會劇變期間，太陽能供電的使用潛在地從奢侈品轉(zhuǎn)換為必需品。即便大規(guī)模制造太陽能電池，太陽能電池還是昂貴。在許多情況下，包含到光伏電源中的太陽能電池的成本遠遠超過該設備剩余部件的成本。轉(zhuǎn)化到光伏電源的最終成本中的該成本成為用戶決定是否使用太陽能作為能量源對裝置供電和/或充電時的重要考慮方面?？梢允褂米钚?shù)量的太陽能電池來構(gòu)造針對給定用途的可接受的光伏電源，因此，可能減少這種電源的總成本。圖8示出了突出顯示通過用最少數(shù)量的太陽能電池構(gòu)造PV系統(tǒng)而優(yōu)化PV系統(tǒng)以對具體裝置或者一類裝置供電或者充電的設計方法的一個示例性實施例的流程圖。在各種實施例中，制造者可以使用電壓和電流算法-匹配決策過程160以針對期望的裝置操作特性來特制化電池陣列設計，然后在設計和制造170和/或組裝過程180期間，物理修正太陽能電池的部件(或者使用具有期望尺寸和/或其他性能的現(xiàn)有太陽能電池)，以物理“調(diào)節(jié)”來自PV模塊或陣列的輸出功率以匹配和/或接近期望負荷和/或在負荷范圍內(nèi)運行。在各種實施例中，太陽能陣列包括最小數(shù)量和/或尺寸的太陽能電池以提供期望操作特性，陣列將被期望地構(gòu)造為最小功能尺寸和形狀以使陣列小型化、輕便且易于攜帶。第一步驟，制造者或者其他設計者(下文，“設計者”)鑒別目標PV系統(tǒng)必須提供的具體操作特性160。期望地，對于具體電子便攜裝置，例如手機、平板電腦或者智能電話，操作特性將是期望的數(shù)學算法電壓范圍和數(shù)學算法期望電流范圍。由于手機、平板電腦和智能電話通常攜帶有板載的電池和敏感電子部件，所以這些裝置通常還包括用于控制和/或調(diào)節(jié)從充電裝置(被稱為通用能量管理(UME)系統(tǒng))接收的功率的某種形式的充電調(diào)節(jié)設備或者保護電路。每個制造者通常具體指定電池或者裝置操作條件并且包括電子部件以防止對電池和/或裝置的電子系統(tǒng)的永久損害。在各種實施例中，手機或者其他便攜電子設備的電子保護電路可以將電壓范圍作為“截止”接收來自充電裝置或者稱為主機的電流而使用。在這種方案中，在超過臨界值的上電壓極限的情況下，系統(tǒng)防止電流流入裝置。相似地，在電壓低于下臨界值的情況下，阻止電流流動。然而，在電壓被保持在上極限值和下極限值之間的情況下，該方案允許裝置接收來自充電裝置的電流并且甚至擴大可接收的范圍。圖43示出了利用符合BC1.2指導文件的標準專用充電接口(DCP)保護方案的一類裝置的這種電子保護電路的圖示。在該圖中，可以看出DCP保護系統(tǒng)可能要求在DCP允許電流流入被連接的裝置之前，確定來自電源的4.75-5.25伏特的初始電壓范圍1450。如果該電壓被檢測到，初始電流1460將被允許流入裝置中，受到各種條件下裝置的連續(xù)監(jiān)控。由于電流開始增加(見橫軸，以安培為單位)，DCP監(jiān)控系統(tǒng)對來自電源的電壓持續(xù)采樣，如果電壓超過5.25伏特，系統(tǒng)切斷繼續(xù)流入裝置的電流。相似地，如果在充電的初始階段電壓降低到低于4.75伏特(電流1460低于0.5安培)，DCP監(jiān)控系統(tǒng)將切斷繼續(xù)流入裝置的電流，除非電流已經(jīng)超過0.5安培。一旦超過0.5安培電流1470，DCP系統(tǒng)允許電流流動繼續(xù)以用于0伏特和5.25伏特之間電壓1450的任何組合，以及高于0.5安培電流1470的任何組合。此外，系統(tǒng)允許低電壓和安培功率的各種組合，例如必要時，在0-2伏特之間和0-0.5安培之間的供給電力組合(即，安培和/或伏特可以相匹配)。因此，在該保護方案中，期望把電源被設計為提供在裝置期望電壓范圍內(nèi)的初始電壓，并且利用該電源，電壓不會降低到低于最小臨界值電壓，這是因為電流開始流動直到達到保護方案中的某個次級點為止，這將允許電壓和/或電流的更大變化(即，在提供0.5安培的電流之后)而允許在更少嚴格監(jiān)控條件下繼續(xù)充電。期望地，被選擇的裝置的確定負荷范圍將包括各種保護“方案”或者其他充電功率相關因素的確定和/或量化。在這種負荷和/或范圍由裝置制造者提供的情況下，盡管該范圍的精確性的獨立測試和/或確認被強烈建議，但是還是可能使用上述確定和量化，這是因為制造者常?；谘b置設計和設計模板估計或者近似該值，“真實世界”的結(jié)果可以有很大的不同。在各種示例性實施例中，設計者將鑒別充電保護方案，例如圖43中圖示，并且具體鑒定必須與裝置緊密匹配的各種電壓和/或電流使用范圍極限值以接收來自PV系統(tǒng)的專用充電(即，“優(yōu)化功率”條件)。此外，超過或者不滿足已確定電壓/電流使用范圍極限值1450的使用范圍極限值應當被量化，以調(diào)整PV系統(tǒng)離開在不期望范圍內(nèi)意外地和/或永久操作。期望地，已確定的操作特性范圍可以便于PV系統(tǒng)的設計和構(gòu)造以產(chǎn)生足夠功率來滿足保護方案要求的“已確定的”操作條件，接下來在期望范圍內(nèi)實現(xiàn)改變以能夠允許裝置在理想及不太理想的條件下繼續(xù)充電。下一步驟中，設計者利用目標裝置或者一類裝置的已確定操作特性范圍，并且按期望地設計及制造170并且組裝180物理地優(yōu)化每個太陽能電池的PV系統(tǒng)190(見圖7)。在一個示例性實施例中，設計者期望地確定或者選擇低廉的、可商業(yè)獲取的太陽能電池。太陽能電池的確定和組成可以改變，并且太陽能電池的具體類型和/或可獲得尺寸可以顯著影響設計過程。來自太陽能電池的可用電壓取決于半導體材料。在硅中，電壓接近0.5伏特，然而在砷化鎵中，電壓高達0.9伏特。通常，商業(yè)可獲得太陽能電池是某種形式的硅(因為硅是最常見的商業(yè)制造電池類型)，因此本文使用硅的數(shù)值。當然，本文中可以預計使用不同可用電壓的各種太陽能電池類型。在示例性實施例中，選擇具有2個匯流條的單晶6”(英寸)太陽能電池，該電池從位于阿拉伯聯(lián)合酋長國的FujairahFreezoneofFujairah的名為Microsol的太陽能電池晶片制造商處商業(yè)獲取。在標準測試條件(STC)下，6”單晶太陽能電池的相關電壓和電流特性是Vmpp＝0.520伏特，V開路＝0.612伏特，Impp＝8.083安培以及I短路＝8.580安培。一旦選擇了低廉、商業(yè)可獲取的電池，設計者可能進行各種數(shù)學計算和其他優(yōu)化PV系統(tǒng)的設計及制造和組裝的考慮，以為了對裝置或者一類裝置安全地充電或者供電，產(chǎn)生目標裝置的已確定電壓和/或電流算法操作特性。PV系統(tǒng)的設計、制造和組裝的優(yōu)化可以包括對匹配已確定電壓和電流操作范圍所需的太陽能電池的最小數(shù)量的量化，將商業(yè)獲取的電池處理為合適的電池構(gòu)造，以期望的組裝密度組裝PV系統(tǒng)，以及通過結(jié)合多種保護特征(即使用反光帶和白色聚合物框架)最小化或者防止電阻損耗和熱損失。因為PV系統(tǒng)輸出合適的已確定電壓和電流算法操作范圍，并且允許PV系統(tǒng)直接耦合到在電子領域、工業(yè)、類別或者包括這些類型裝置的其他領域的(一個或多個)目標裝置200，因此PV系統(tǒng)的物理優(yōu)化允許PV系統(tǒng)與目標裝置有效地進行數(shù)學通信。盡管用來設計優(yōu)化PV板的數(shù)學算法可能足以對電池或者目標裝置充電和/或供電，但是如果用戶期望附加特征210，包括蓄電池系統(tǒng)將是有益的。裝置電壓匹配和電池設計一旦確定和/或量化負荷范圍和任何供電保護“方案”，該信息將被用于初步確定期望“電池數(shù)量”。設計者將首先確定目標裝置保護方案(UME)將識別的上電壓(Vmax)和下電壓(Vmin)并且允許“打開”或者接受來自主機充電裝置的電壓。該電壓范圍首先被用于確定能被連接來創(chuàng)建能落入Vmax-Vmin范圍內(nèi)的工作電壓的被選擇類型的太陽能電池的數(shù)量。例如，圖43中所示的保護方案要求針對一類裝置開始充電時4.75伏特(Vmin)到5.25伏特(Vmax)期望初始電壓范圍。使用針對前面確定的Microsol太陽能電池的典型操作特性數(shù)量，STC下的開路電壓(VOC)是0.612伏特且工作電壓(Vmpp)是0.520伏特。需要串聯(lián)在一起以達到4.75伏特和5.25伏特之間的這種類型太陽能電池的數(shù)量計算如下：使用該計算表明10個期望類型的太陽能電池可以被期望地用于創(chuàng)建期望的電壓匹配電路。特別地，使用10個規(guī)定類型的電池將創(chuàng)建具有10×0.520伏特或者5.20伏特的工作輸出電壓的陣列?？捎妙愃朴嬎愦_定開路電壓是否可以被匹配以落入Vmax和Vmin范圍內(nèi)。因此，使用該計算方法，使用8個特別類型的電池將創(chuàng)建8乘以0.612為4.90伏特的開路電壓。期望地，當使用期望數(shù)量的電池確定工作電壓和開路電壓兩者時，工作電壓和開路電壓將落入目標裝置的期望范圍的電壓內(nèi)。這允許開路電壓“激活”目標裝置內(nèi)的保護方案的充電功能和工作電壓以維持充電功能。然而，兩個計算中，目標裝置的工作電壓可能更關鍵，因此如果不能獲得期望范圍內(nèi)的開路電壓和工作電壓，優(yōu)選工作電路電池的電壓(Vmpp)被優(yōu)化以保持在Vmax和Vmin范圍內(nèi)。在這種設計中，當PV系統(tǒng)被初始連接到目標裝置時，由于高開路電壓(VOC)可能需要短時間內(nèi)遮蔽或者“喚醒”PV系統(tǒng)(用手、陰影或其他物體遮蔽PV系統(tǒng)片刻，遮蔽光線，然后移開物體)，這將降低PV陣列的VOC輸出以更緊密地匹配期望Vmpp輸出從而允許更低VOC來激活保護方案，并且這將在觸發(fā)Vmax一致性的主機上引起負荷且允許電流流動(然后在一致水平上將電壓帶至Vmpp水平以保持連接，這是期望的)。而且，太陽能陣列上增加的表面溫度將VOC和Vmax水平向下拖(即熱阻力)，這些水平會降到低于圖43中所示的激活裝置的優(yōu)選范圍。通過幫助再激活數(shù)學算法以向用戶目標裝置保護方案發(fā)信號和觸發(fā)用戶目標裝置保護方案，可以用“喚醒”方法取代熱阻力。在一些例子中，可以期望在太陽光直射下使小型PV發(fā)電系統(tǒng)變熱(或者在陰影區(qū)域中暫時冷卻)以潛在控制操作特性。圖11示出了將針對傳統(tǒng)可充電電池的一個實施例的電壓輸出操作范圍疊加到太陽能電池的一天中的電壓特性的圖示。如前所述，目標裝置充電電池可以在充電循環(huán)中經(jīng)歷操作電壓范圍290，該操作電壓范圍290在最大充電電壓280、最小充電電壓310和平均電壓水平282之間變化?？梢云谕麑⒛繕搜b置或者電池的操作電壓范圍與可以串到一起形成PV模塊的優(yōu)化的、受調(diào)節(jié)的或受物理調(diào)節(jié)的太陽能電池相比較?？梢栽谝惶熘惺占疨V系統(tǒng)的開路電壓(VOC)(未顯示)和/或工作電路電池電壓(Vmpp)310，并且期望將數(shù)據(jù)繪制到如圖11所示的圖中。而且，目標裝置的操作電壓范圍290可被繪制到相同的圖中以確認被優(yōu)化的PV系統(tǒng)在各種天氣條件下產(chǎn)生合適電壓。被優(yōu)化的PV系統(tǒng)在一天中的操作電壓行為的圖像確認和對目標裝置充電的操作電壓范圍，可以幫助設計者進行進一步改變或者對太陽能電池的優(yōu)化?；蛘撸O計者可以選擇設計被優(yōu)化的PV系統(tǒng)以防止以比電池放電還要低的速率充電(見圖10)。期望給目標裝置提供更匹配的電壓和電流范圍以超過操作放電電壓速率270和/或充電電流速率260，以完全且成功地對目標裝置放電。由于目標裝置或者一類裝置的操作電壓特性對優(yōu)化PV系統(tǒng)很重要，因此準確收集使用這種數(shù)據(jù)是有益的。在一個實施例中，用戶或者制造者可以決定參照產(chǎn)品的裝置制造商或者供應商使用手冊以獲得具體電壓范圍。還有，在替換實施例中，用戶或者制造者可以考慮在用戶裝置的生命周期或者使用期間，使用行業(yè)內(nèi)所知的標準儀器測量或者收集重要操作電壓范圍、電流和功率的獨立數(shù)據(jù)點，例如標準條件下的操作性能，從而改變用戶的使用和行為或者電池暴露下的氣候條件。在具體生命周期期間檢測或者匹配電壓可以幫助辨認裝置的功率控制特征，這可以包括可替換的功率范圍以允許不同充電模式，例如裝置的快速充電、慢速充電和/或涓流充電。裝置電流匹配和電池設計一旦確定預期PV系統(tǒng)的電池的期望數(shù)量，還期望確定裝置負荷的優(yōu)化電流水平或者范圍。對于小型的便攜電子產(chǎn)品例如手機或者其他裝置，允許這種裝置接收的最大充電電流通常很小，還可能如圖9所示在充電期間發(fā)生變化。在一個實施例中，將接受專用充電接口(DCP)輸入電流的一類移動電話的觸發(fā)電流可能在500毫安(見圖43)處開始并且可能擴大到高達1.5安培，這可以通過本文考慮的被優(yōu)化的PV陣列而被輕易提供。在很多情形中，可以構(gòu)建被優(yōu)化的PV系統(tǒng)，該系統(tǒng)以與壁式電源插座或者汽車電源插座相同的速度對移動電話充電，但是這要使用由太陽供能的、具有DC到DC轉(zhuǎn)化算法的被優(yōu)化的PV系統(tǒng)以完成該效果。在一個示例性實施例中，期望800毫安的移動電話電流對電池充電以達到“快速充電”模式。通過確定選擇的太陽能電池的電流和表面積(平方英寸)之間的關系，PV系統(tǒng)可以被優(yōu)化以獲得移動電話的期望電流。例如，6英寸×6英寸(15.24cm×15.24cm)的本文選擇的Microsol太陽能電池，規(guī)定為Impp＝8.083安培和I短路＝8.580安培?？梢哉J為Microsol太陽能電池具有36平方英寸的表面面積(或者可以轉(zhuǎn)換為232.26平方厘米)。每單位面積的電流可以被計算為0.2245每平方英寸(0.0379安培/平方厘米)。一旦確定每單位面積的電流，可以進行給定太陽能電池的最佳表面面積計算以獲得800毫安。通過將目標裝置的期望輸入電流除以選擇的太陽能電池的每單位面積電流來計算優(yōu)化表面面積。獲得預期800毫安所需的優(yōu)化總表面面積意味著800毫安將被除以每單位面積電流0.2245平方英寸(0.0379安培/平方厘米)。這計算出對于單個太陽能電池、切片(tile)和/或子電池的估算優(yōu)化總表面面積3.5635平方英寸(21.1082平方厘米)，以獲得期望的針對目標裝置的800毫安輸出。最佳表面面積計算還可以用于估算期望的優(yōu)化切割電池(也被成為“切片”)的數(shù)量以獲得目標裝置和電池的800毫安和期望工作電壓。在一個示例性實施例中，為商業(yè)可獲取的Microsol太陽能電池的可用表面面積而確定優(yōu)化切割電池的數(shù)量。通過將針對Microsol電池的具有30.0699平方英寸(194.688平方厘米)的表面面積的一個示例性“可用最佳表面面積”切割方案(其可以通過從電池體上切下“角部”獲得，從而減少16.5％的電池的表面面積)除以每個估計電池的優(yōu)化總表面積3.5635平方英寸(21.1082平方厘米)，或者制成潛在的總共8.438個切割電池或四舍五入為8個切割電池(這些切割電池是為由Microso電池進行生產(chǎn)以匹配目標裝置的需求而優(yōu)化的)，可以獲得優(yōu)化切割太陽能電池的數(shù)量。而且，優(yōu)化8個切割太陽能電池并且乘以太陽能電池的STCVmpp＝0.520伏特，將在被優(yōu)化陣列設計內(nèi)產(chǎn)生總共4.16伏特。期望地，電流算法可被用于切割或者設計可以匹配優(yōu)化的或者標準的每單位面積計算電流的任何形狀。或者，相同方法可被用于創(chuàng)建針對具體裝置或者一類裝置進行特制化的太陽能電池和陣列的一套優(yōu)化制造要求，并且為了以最佳方式定制所需太陽能電池和/或PV陣列，把這些要求提供給裝置或者太陽能電池制造者。在各種替換實施例中，本文描述的電壓和電流匹配過程可以產(chǎn)生優(yōu)化的PV電池輸出，優(yōu)化的PV電池輸出會需要可以增加或者減少太陽能陣列各種輸出特性的額外優(yōu)化或者修正因子。這些因子可以歸因于各種預期的和/未預期的條件，例如溫度、天氣、太陽能傾斜角度、電池陣列位置、陣列和電池退化年齡、UV退化和/或材料特性中的變化，以及很多其他條件。額外修正因子也可以被引入到會要求通過將值乘以修正因子而增加期望操作特性或者功率輸出的系統(tǒng)中，這些修正因子例如為偽角優(yōu)化、輻射安全因子、組裝密度、熱導體和可以潛在改變PV陣列的輸出的其他因子，這些因子也是設計者在各種計算中應該考慮的因子以將電壓和電流輸出保持在期望范圍內(nèi)。太陽能電池設計和制造——晶體生長期間的供電條件在各種實施例中，可以將電壓和電池匹配用作輸入以制作或者定制太陽能電池的設計、制造和組裝，以在創(chuàng)建可以直接耦合到目標裝置的獨特PV模塊或者陣列中使用，替代使用低廉、商業(yè)獲取的太陽能電池以設計、制造和/或組裝PV系統(tǒng)。該過程將有利地導致PV模塊或者陣列具有針對具體負荷特制化的功率輸出，且該陣列經(jīng)“物理功率調(diào)節(jié)”以使得對外圍周邊電路和/或附件(包括電子功率調(diào)節(jié)部件)的需求在PV生成模塊和電子裝置之間成為不必要的。在下列設計和制造過程中(即，晶體生長、切片、太陽能電池生產(chǎn))的一個或者多個期間，可以包含各種電壓和電流匹配輸入范圍，以潛在提高功率輸出、增加電壓需求、增加太陽能效率、增加充電時間、降低傳統(tǒng)系統(tǒng)損耗和減少太陽能板系統(tǒng)的成本。在一個示例性實施例中，設計者可以使用電壓或電流匹配輸入范圍來選擇在定制太陽能電池上的適當摻雜物，以實現(xiàn)規(guī)定的帶隙(即，不同材料可以在不同能量下吸收光子)。硅可以在晶體生長過程中被摻雜，以使得其增加導電性，例如使用多晶硅。在替換實施例中，硅晶體可以用各種其他材料進行摻雜以改變太陽能電池的電壓帶隙，這些材料包括無定形硅(其不具有晶體結(jié)構(gòu))、石墨烯、砷化鎵、碳化硅、銅銦聯(lián)硒化合物、氙、砷、和碲化鎘。在其他實施例中，設計者可以使用電壓或者電流匹配輸入范圍以制造或者生長不同材料的多層晶體以獲得在太陽能電池內(nèi)的不同層處的不同帶隙(bandgap)。在允許下方較低帶隙材料吸收較低能量的光子的同時，通過將較高帶隙材料疊加到表面來吸收高能光子，產(chǎn)生更高的效率。這種電池被稱為多結(jié)(multi-junction)電池，并且可以提供更高、更一致的電壓輸出且增加太陽能效率。在其他實施例中，設計者可以使用電壓和電流匹配輸入范圍來選擇太陽能電池內(nèi)的摻雜物的滲透深度。傳統(tǒng)地，在晶體化過程中混入n-摻雜物，其中硅晶體點陣可以作為“減速帶”起作用以降低與硅原子的碰撞。這種減速方法提供了不受控制的摻雜方法并且允許摻雜物大多被間隔放置。控制滲透深度可以達到更均勻的硅晶片并且生成更有效的太陽能電池?？梢酝ㄟ^使用離子注入技術實現(xiàn)對摻雜物滲透深度的控制。離子化粒子可以被加速并且將具有足夠的動能，從而一經(jīng)碰撞便滲透晶片。因此，滲透深度、溝道效應或摻雜物的集中放置可以提高太陽能電池的效率。然而，因為涉及額外過程和儀器，離子注入可以增加每片晶片的總成本。盡管定制電池制造者可以針對獨特使用或者環(huán)境來特制化電池，但是這種定制生產(chǎn)的過多成本不可能適用于低廉PV系統(tǒng)的制造。然而，如果是有利的(即，減小的電池尺寸，低廉，或者不明顯改變成本)，設計者可能考慮實施前面實施例中的任何一個。太陽能電池設計和制造——切片(wafering)期間的功率調(diào)節(jié)太陽能電池的切片過程將硅錠形狀改變并且修正為形成光伏電池的基礎的準確校準晶片。在這一步中，可能對硅錠進行端部的切割、硅錠的開方并且切成薄晶片。在商業(yè)獲取的電池中，該過程給予傳統(tǒng)太陽能電池具體的形狀(見圖4)。通過商業(yè)方法形成或者成形的太陽能電池的特征和特性被期望作為定制過程。在一個替換實施例中，設計者可以使用電壓和電流匹配輸入范圍和優(yōu)化表面面積計算來委托制造者在硅錠開方的過程期間定制切割硅錠的均勻方形或者矩形構(gòu)造，而不是產(chǎn)生傳統(tǒng)的方圓形狀。期望地，盡管當組裝PV模塊時可以利用允許緊湊組裝密度的任何形狀(即，最小化每個太陽能電池之間的間隔，同時防止不期望的電池與電池的接觸)，還是為每個子電池或者切片選擇矩形或者方形形狀形式。由于陣列結(jié)構(gòu)中電池覆蓋范圍的每單位面積的經(jīng)處理太陽能電池表面面積的增加，方形、矩形或者其他緊密組裝形狀可以增加太陽能吸收、降低電池之間的電阻損失并且增加每單位面積能量轉(zhuǎn)換。盡管定制電池制造者可以將每個太陽能電池的大小和形狀特制化以匹配目標裝置，但是這種定制制造的過多成本不適合于低廉PV陣列的制造。然而，如果對設計者有利的話(即，低廉或者不明顯改變成本)，設計者可以考慮實施上述實施例中的任何一個。在一個實施例中，設計者期望使用目標裝置或者電池的電壓和電流匹配計算以由低廉、商業(yè)獲取的太陽能電池創(chuàng)建多個“子電池”或者“切片”(從較大太陽能電池獲得的較小的單個均勻電池)。期望地，PV系統(tǒng)上的每個子電池或者切片可被優(yōu)化為合適的優(yōu)化表面面積以產(chǎn)生目標裝置的相關能量產(chǎn)生特性。獲得這種子電池的一個優(yōu)選實施例可通過如下實現(xiàn)：進行二次切割方法，以將單個低廉商業(yè)獲取的太陽能電池切割為一系列單個均勻太陽能子電池，每個子電池在其表面上具有相似的指狀部和匯流條布置，并且每個子電池具有與其他子電池彼此相似的高度和寬度特性(見圖15A-15D)。期望地，PV陣列中的這種子電池的最終數(shù)量將產(chǎn)生在期望范圍內(nèi)的電壓，并且在陣列中的每個子電池將具有足以產(chǎn)生期望電流的截面面積。圖15A-15D示出了傳統(tǒng)太陽能電池460的主視圖，該傳統(tǒng)太陽能電池經(jīng)過將商業(yè)獲取的太陽能電池切割為子電池的二次切割方法，以基于用于目標裝置的操作特性的電壓和電流匹配算法產(chǎn)生優(yōu)化太陽能子電池。在圖15A中，通過獲得傳統(tǒng)方-圓形太陽能電池460開始切割過程，將該電池的方-圓形邊緣470移除并創(chuàng)建子電池。圖15B所示的下一個步驟期望地需要移除可能包含不良加工和/或未完成部分的多余周邊材料以及任何圓角邊緣480，留下直邊的部件，每個子電池具有期望長度475。在示例性實施例中，圖15C中的子切割操作表明進一步切割操作至期望寬度490或者設計者規(guī)定的其他各種尺寸和/或形狀。圖15D示出了生成的太陽能電池形狀或者切片500被串聯(lián)為合適數(shù)量的電池時，可以產(chǎn)生期望電壓和/或電流以滿足目標裝置的匹配輸入范圍。例如，使用選定的Microsol太陽能電池，兩個間隔開的主匯流條的出現(xiàn)允許較大的電池豎直截成兩個一樣大的部分，然后各個部分可以被水平截成4個相等的31.2mm的部件，由于電池的圓形角而移除15.6mm的上下“碎片”部分(可以被丟棄、循環(huán)利用或者用于不同太陽能陣列設計)。這種切割方案將從一個較大Microsol電池創(chuàng)建8個相同大小的電池，兩個這種較大的太陽能電池可以被截斷創(chuàng)建16個相同尺寸和形狀的較小的電池。通過以這種方式創(chuàng)建這種較小的電池，生成的較小電池具有7.8cm×31.2cm的尺寸，這是可以創(chuàng)建7.8×31.2×0.034516765安培/每平方厘米或者840毫安的電流的太陽能電池，這將輕微超過之前確定的實施例中的期望負荷。一旦設計并切割電池，可以獲得合適數(shù)量的這種電池，可以開始組裝陣列。設計者可以選擇工業(yè)中可以獲得的各種標準方法和技術以進行商業(yè)獲取電池的二次切割方法。在一個實施例中，一旦確定子電池的期望尺寸和形狀(即，計算出每個子電池的成比例的表面面積)，設計者可以進行二次切割方法，以及進一步將形狀切割為矩形、多邊形或者在模塊組裝期間允許緊密組裝的其他形狀。可以通過各種技術進行二次切割方法，例如激光切割、水切割、激光劃線、“冷”切割、等離子刻蝕和利用手工分開的機械劃線。二次切割方法將期望地提供對子電池的精確切割，產(chǎn)生高級表面質(zhì)量，并且減少形成任何微小的斷裂邊緣，該邊緣導致太陽能電池內(nèi)功率損失、或者構(gòu)建減少整個子電池和/或PV陣列效率的分支。在一個示例性實施例中，從商業(yè)太陽能電池創(chuàng)建均勻子電池的二次切割方法可以增加每個子電池的功率輸出。功率輸出的增加源于在制造單個均勻子電池時，切割或者分開商業(yè)獲取的太陽能電池的邊緣部分，以增加整體效率和每個子電池的每單位面積產(chǎn)生的電力。商業(yè)獲取的電池通常具有與每個太陽能電池相關的固有設計問題，這是因為電池的邊緣和/或角落可以包括作為電池的僅部分經(jīng)加工和/或其他方面功能不完善的部分的電池區(qū)域。結(jié)果，使用二次切割方法將商業(yè)獲取的太陽能電池切割為子電池將允許設計者使用太陽能電池的功能表面面積以組裝被優(yōu)化的PV系統(tǒng)。在一個示例性實施例中，每個子電池表面面積功率的增加可以提供子電池的每單位面積功率輸出4％-5％的總增加。下文將此稱為“偽角優(yōu)化”。例如，使用選定的Microsol太陽能電池電壓計算，Vmax是0.520伏特，串聯(lián)9個子電池相當于VOC為4.68伏特，低于各種電壓限制電子器件的保護方案，從而導致電流被阻斷。然而，當加入名義上接近4％的增加功率子電池算法增益時，這種額外增益使Vmax增加0.19伏特，這將在數(shù)學上導致Vmax等于4.87伏特(“功率調(diào)節(jié)”的Vmax)。然后功率調(diào)節(jié)的Vmax觸發(fā)用戶的目標裝置以將PV發(fā)電系統(tǒng)識別為專用充電接口(DCP)并且打開電路。當VOC在數(shù)學上乘以800毫安的切片或者子電池電流時，生成的PV系統(tǒng)充電器在數(shù)學上被確定為3.8瓦特。應當領會，在各種實施例中，本發(fā)明的一個目標可以包括有效且劃算的使用較大的太陽能電池以創(chuàng)建多電池PV陣列，因此期望這種較大電池的切割以劃算的方式完成。在這種情況下，在給定電流需求產(chǎn)生不常見的電池尺寸的需求并且該尺寸的切割導致剩余電池結(jié)構(gòu)的明顯浪費時，期待將電流需求修正到某種程度以優(yōu)化電池切割方案。例如，如果電流需求期望可以提供700毫安的功率的電池，但是最有效切割布置產(chǎn)生具有800毫安的電池(700毫安電池設計明顯在切割步驟中浪費硅)，針對期望負荷創(chuàng)建800毫安的板更有效且劃算。類似地，如果需要更高電流需求，創(chuàng)建提供略低電流輸出的系統(tǒng)以最大化價格效率且最小化電池浪費是有益的。太陽能電池設計和制造——網(wǎng)格圖案和/或電子接觸部的功率調(diào)節(jié)在各種替換實施例中，使用電壓和電流匹配輸入范圍以定制或者修正太陽能電池的柵格指狀部狀圖案和/或匯流條的設計是有益的。匯流條通常是平的且較大，柵格指狀部通常較小，柵格指狀部將匯流條分支并且連接在匯流條上。柵格指狀部和匯流條通常對于電池電子傳輸是必要的，并且考慮到主要由于易于“遮蔽”太陽能電池的各種區(qū)域的這種結(jié)構(gòu)的數(shù)量、尺寸和間隔引起的電池內(nèi)多種功率損耗。未被優(yōu)化的柵格指狀部或者匯流條設計可能引起的電池的損失可以包括由覆蓋電池表面的絲網(wǎng)印刷柵格(遮蔽)引起的光損耗，由電池N+發(fā)射極(硼層)中的橫向電流流動引起的阻抗損失，以及指狀部和匯流條本身的基本阻抗損失。由于遮蔽常常是造成電池功率損耗的最大原因，因此柵格指狀部和匯流條包含的表面面積越大，太陽能電池表現(xiàn)的損耗越多，這會以各種方式明顯影響太陽能電池的電壓和/或電流。圖12A-12F示出了可以被優(yōu)化的柵格指狀部形狀、間隔和高度的各種實施例，可以包括使用電流和/或電壓匹配輸入范圍的定制設計。圖12A示出了具有柵格指狀部320的標準尺寸和間隔的傳統(tǒng)方形太陽能電池構(gòu)造315的一個實施例的側(cè)視圖。通常，柵格指狀部的這種標準尺寸和間隔會考慮到太陽能電池的總表面面積的大部分。如前述，這種被柵格指狀部覆蓋的大表面面積導致“遮蔽”，其中覆蓋電池表面的絲網(wǎng)印刷柵格影響太陽能電池的電壓和電流。在一個實施例中，用戶可以要求制造者在如圖12B所示的太陽能電池表面上沉積或者打印更寬的柵格指狀部330，這可以幫助保持較低線路電阻并且攜帶更多電子穿過系統(tǒng)，但是這種設計也會生成過多遮蔽?；蛘?，用戶可以要求將如圖12C中所示的更薄或者更窄的柵格指狀部340沉積或者打印在太陽能電池上以減少表面遮蔽，但是這種動作可能增加導電柵格內(nèi)的線路電阻。更高的柵格指狀部可以收集更多的電流并且將該電流提供給匯流條，但是這種設計可能構(gòu)造某些額外的線路電阻。在其他實施例中，用戶可以調(diào)整標準尺寸柵格指狀部之間的間隔350以減小遮蔽和線路電阻(見圖12D)。在各種實施例中，制造者可以被要求以創(chuàng)建較短或者較高的柵格指狀部360的混合以幫助平衡如圖12E中所示的太陽能電池內(nèi)的線路電阻?？梢钥紤]其他形狀，例如三角形、錐形構(gòu)造、內(nèi)部結(jié)合有其他形狀的矩形等等(未顯示)。然而，期望結(jié)合很多不同特征的柵格指狀部設計，較高、較短380、以不同寬度370間隔開(見圖12F)以優(yōu)化太陽能電池的電壓和電流。在各種替換實施例中，可以將定制的匯流條設計用于減少太陽能電池可能經(jīng)歷的損耗?？梢詢?yōu)化匯流條以減少損耗、增加效率并且減少電阻。如圖13A和13B所示，用戶可以決定在制造期間改變具有單個匯流條設計(見圖13B)的標準或者傳統(tǒng)匯流條布置(見圖13A)的設計。兩個匯流條為總的太陽能電池增加線路電阻并且導致遮蔽，但是還便于沿中心線將電池切割成兩個相等的部分(這可能是被期望的)。如果將太陽能電池設計為只有一個匯流條，與太陽能電池尺寸相關的系統(tǒng)的遮蔽可能減小，成比例地減小線路電阻，增加電壓和功率，沿豎直中心線將電池切割成兩個相等的部分可能被該設計選擇排除在外。圖13A-13E示出了可以被沉積在太陽能電池上以優(yōu)化太陽能電池的電壓和電流以匹配目標裝置的示例性匯流條形狀的各種實施例。在各種實施例中，匯流條反射率可以被定制為期望地減小影響電壓和電流要求的光損耗?？梢詫⑦@種匯流條定制用于提高吸收并且減少反射以提高傳導、開路電壓和效率。由于在UV和可見光區(qū)域中匯流條的高反射率，撞擊太陽能電池上表面的光子會被反射，導致入射光的非常小的一部分的吸收減小。這種反射和不良的吸收導致差的效率。光子的不良吸收可以減少對于分離電子空穴對或者載流子所必須的可用能量的數(shù)量。需要在載流子再次結(jié)合之前將它們分離。由于反射能量而不能分離載流子會影響電池的開路電壓。如果吸收了足夠的能量，電場快速移動載流子而不允許載流子再次結(jié)合，因此增強了電流傳導。由于再次結(jié)合的增加，VOC減小。結(jié)果，一個實施例可以通過在匯流條上提供某種抗反射涂層引起的漫反射而減小匯流條的反射率，包括匯流條的抗反射帶、氧化、層疊、上色和/或紋理化以幫助減小由匯流條材料的反射造成的功率損耗。此外，其他實施例可能改變用于減小反射的材料并且繼而減少損耗、遮蔽和太陽能電池內(nèi)的任何阻抗。在另一個實施例中，可以定制匯流條或者柵格指狀部溫度以減少太陽能電池內(nèi)發(fā)生的熱損耗，熱損耗會影響太陽能電池的電流和電壓。期望用電壓和電流匹配輸入，在不增加柵格指狀部或者匯流條溫度的情況下達到期望的輸出。經(jīng)柵格指狀部和匯流條傳輸?shù)碾娔芸赡芤饢鸥裰笭畈亢蛥R流條溫度的增加，會增加電阻抗和/或減小半導體的帶隙并且影響半導體材料的幾個參數(shù)。半導體中伴隨溫度的升高帶隙會減小，這可以被認為是增加了材料中電子的能量。因此需要較低能量以打破結(jié)合。在半導體帶隙的結(jié)合模型中，結(jié)合能量的減小也會減小帶隙。因此增加溫度會減小帶隙。然而，被溫度增加影響最大的參數(shù)是開路電壓。由于溫度增加，太陽能電池的開路電壓(VOC)和工作電路電池電壓(Vmpp)通常會減小。測量溫度及其對被優(yōu)化PV系統(tǒng)的開路電路電壓和/或工作電池電壓的影響并且為了進一步優(yōu)化PV系統(tǒng)而描繪該數(shù)據(jù)是有益的。在如圖14示出的替換實施例中，以構(gòu)成用于相互反射走輻射或者散熱的反射表面的方式，匯流條或者柵格指狀部可以具有在匯流條和/或柵格指狀部的面上的某種形狀。圖14A-14B具有帶翅片的散熱器匯流條450的傳統(tǒng)方-圓形太陽能電池400的實施例的主視圖。圖14B示出了具有帶翅片的散熱器匯流條的傳統(tǒng)太陽能電池的實施例的放大截面圖440。匯流條或者柵格指狀部可以期望地包括將熱輻射向上引導經(jīng)過匯流條之間的空間從而將熱量從組件轉(zhuǎn)移的小平面或散熱器。這種散熱器或者小平面可以在長度、寬度、高度、重量和散熱器翅片風格方面不同。圓翅片或者橢圓翅片提供高的表面積對重量的比例并且提供多個氣流路徑。直的翅片使用被擠壓的或者有時候是復雜的形狀以最大化散熱表面面積。可以按照標準構(gòu)造并且依據(jù)針對應用的形狀和厚度要求來制造沖壓或者激光加工的金屬散熱器。機械加工的平板散熱器可以符合精確公差并且沒有毛邊和其他不規(guī)則部分。在各種實施例中，子電池和/或陣列的熱吸收和/或反射率可以各種方法被修正或者定制，可以包括以下目標：通過提供各種散熱涂層或者涂料、將抗反射帶應用于控制溫度、改變部件材料或者改變增加反射率的顏色、增加放射率和/或降低溫度(未顯示)來修正陣列和/或匯流條或柵格指狀部的表面以減少溫度。陣列的各種部件上的表面修正會期望地減小對太陽能子電池和/或接線的影響，并且潛在地增加陣列產(chǎn)生的可用電力。在各種其他實施例中，用戶可以決定將匯流條和/或柵格指狀部埋藏在太陽能電池的正面?zhèn)冉佑|部內(nèi)。將匯流條和/或柵格指狀部埋藏的步驟是被稱為“開槽”的處理。可以通過多種方法開槽，但是在一個示例性實施例中，匯流條或者柵格指狀部可以具有在太陽能電池的正面?zhèn)冉佑|部中經(jīng)激光加工(即，二極管泵浦固體激光器或者大容量激光器)的槽，然后將匯流條和/或柵格指狀部嵌入該槽內(nèi)。這種匯流條的遮蔽效應被減小并且太陽能電池的效率被提高。激光加工的槽的深度可以達到5-130μm之間。當然，由于與其他定制要求一起，使用定制設計會明顯增加給定太陽能電池的成本，因此在各種實施例中，優(yōu)選標準、商業(yè)獲取的匯流條設計。太陽能電池組裝一旦太陽能電池經(jīng)選擇、設計并且切割成期望的最終構(gòu)造，設計者會期望優(yōu)化光伏(PV)模塊中的子電池的定位和布置。太陽能電池的組件的優(yōu)化可以包括設計子電池的組裝密度、設計串接步驟以及設計PV模塊或者陣列的封裝(即，定框(framing))以免受各種天氣條件和用戶損害。太陽能電池組裝——優(yōu)化組裝密度在一個優(yōu)選實施例中，設計者可以使用電壓和/或電流匹配輸入操作范圍和生成的子電池設計以設計期望的組裝密度，該密度期望地優(yōu)化并且功率調(diào)節(jié)PV模塊或者陣列的總輸出和性能。16A-16C示出了具有不同構(gòu)造的各種傳統(tǒng)太陽能電池的示例性組裝密度，例如傳統(tǒng)的方-圓形太陽能電池構(gòu)造510，傳統(tǒng)的圓形單晶太陽能電池530，以及傳統(tǒng)的多晶方形太陽能電池540。PV模塊中太陽能電池的組裝密度通常指被太陽能電池覆蓋的模塊的面積相比于空白或者未被電池覆蓋的面積，例如，圖17A-17C中所示的空白空間550、560和570。圖17B示出了針對傳統(tǒng)圓形太陽能電池530的最低組裝密度，或者最高空白空間560。圖17C示出了針對傳統(tǒng)方形太陽能電池540的最高組裝密度，或者最低空白空間560。組裝密度通常依賴于所用太陽能電池的形狀。例如，如果太陽能電池沒有被切割成方形的，PV模塊的組裝密度比緊密組裝的PV模塊的組裝密度更低。圖18A和18B示出了從低組裝密度580和高組裝密度610折射的太陽能的一個示例性實施例。稀疏組裝的電池，即，像傳統(tǒng)圓形太陽能電池530，或者組裝在具有開放空間的PV模塊或者陣列中的太陽能電池，會有更大的機會使得進入太陽能電池的小比率的光子590可能撞擊電池之間的空間并且如圖18A所示分散600更急劇。如果電池被緊密組裝，即像傳統(tǒng)方形太陽能電池540，由于吸收最大化，光子590撞擊太陽能電池的機會增加，并且如圖18B所示引導光子至PV模塊600的活性區(qū)域。稀疏組裝電池內(nèi)經(jīng)歷的功率損耗或者“低效率”(即偽角優(yōu)化)可以通過如圖19A和19B所示的將方-圓形或者圓角形狀的表面積疊加到方形太陽能電池的表面積上計算。從方-圓形630(見圖19B)表面面積中減去方形太陽能電池540的表面面積或者從圓角表面面積620(見圖19A)中減去方形太陽能電池540的表面面積可以確定總表面面積損失。當從不均勻太陽能電池中轉(zhuǎn)換時(即方-圓形太陽能電池到矩形太陽能電池)，可以計算比例或者比率百分比?？梢酝ㄟ^將方-圓形太陽能電池表面區(qū)域或者圓形太陽能電池表面區(qū)域的表面面積從方形太陽能電池表面面積中分開來確定這些比例。從而這些比率產(chǎn)生22％-27％的估算范圍。然而，僅僅總表面面積損失的百分比可以用作功率輸出中的估算總增益?？梢杂擅總€太陽能電池制造者的宣稱效率減去該比率。例如，通過緊密組裝密度的功率最大化可以使用選定的產(chǎn)生17.46％太陽能效率的Microsol太陽能電池而獲得，總估算功率增益等于太陽能效率乘以每一個比率以產(chǎn)生3.84％-4.71％的估算范圍。當然，當使用其他太陽能制造者估算的太陽能電池效率和/或其他形狀時這些數(shù)值會改變。在各種實施例中，當選擇允許用戶緊密組裝PV模塊或者陣列的構(gòu)造時(見圖20)，估算的功率增益可以與得到的區(qū)域640的四個角相關。結(jié)果，與較小密度組裝陣列相比，緊密組裝具有相似形狀和組裝構(gòu)造的太陽能電池將允許客戶在功率輸出中引入潛在的或者估算的總增益，并且如果需要，這個數(shù)值通?？梢员辉黾踊氐皆O計者的電壓匹配或者電流匹配輸入范圍中。功率輸出的增加或者增益可以被稱為偽角優(yōu)化。太陽能電池組裝——優(yōu)化串接步驟一旦已經(jīng)選擇子電池的設計和數(shù)量，設計者將選擇或者設計太陽能電池的連接或者串接(即電池的串聯(lián)、并列或者結(jié)合)。將太陽能電池串聯(lián)或者并聯(lián)會產(chǎn)生可以滿足客戶需求的特定輸出，以對裝置供電或者充電。當將太陽能電池串聯(lián)在一起時，是指將一個板的正極端子連接到另一個板的負極端子。生成的外部正極和負極端子可以產(chǎn)生作為兩個板總和的電壓，但是電流保持與單個板相同。相比之下，當將太陽能電池并聯(lián)連接在一起時，是指將正極端子的線與正極端子的線連接，并將負極端子的線與負極端子的線連接，這可以產(chǎn)生具有疊加電流的陣列，但電壓與單個子電池相同。如前所述，設計者可以使用需要充電的目標裝置的匹配的電壓和電流操作范圍，以在子切割和/或二次切割操作中切割太陽能電池。用戶希望選擇標準、商業(yè)獲取的方-圓形太陽能電池尺寸并且能夠切割電池，或者要求太陽能電池制造者在子切割操作中把太陽能電池切割為矩形或者其他構(gòu)造670(見圖21A)，以將手機或者其他電子產(chǎn)品負荷的電壓和/或電流要求作為目標。用戶可以接收圖21B中所示太陽能電池的切片670并且選擇準備串在一起以創(chuàng)建PV模塊的太陽能電池690的合適的數(shù)量(見圖21C)，達到目標裝置或者充電電池的最佳電壓和電流特性。在確定電池數(shù)量以匹配期望負荷范圍時，設計者可以選擇增加各種數(shù)學加法和/或因素以增加或者減少太陽能電池或者子電池的各種數(shù)值。在很多情況中，太陽能電池制造者預計在太陽或者其他環(huán)境因素的影響下他們的太陽能電池隨著時間的流逝而很有可能降級的事實，而且因此制造者置于在電池上的功率和能量生產(chǎn)評估值可能被夸大和/或低估一定的量。例如，太陽能電池可能最初被生產(chǎn)的時候具有5.7伏特的使用電壓，但是使用5年之后，電池只能產(chǎn)生5.4伏特。為了滿足用戶的期望并且避免潛在的訴訟，很多制造者故意低估他們的太陽能電池的性能，以確保滿足或者超出用戶對電池性能的長期預期。然而，結(jié)合本文描述的各種方法，性能特性的這種錯誤聲明(無惡意的或善意的)可能需要陣列設計的重新計算和/或重新估計，包括本文描述的多種方法的使用。在一個示例性實施例中，設計者可能選擇在數(shù)學上增加針對給定PV模塊或者陣列設計的生成功率的最大子電池電壓和/或電流，可以包括將功率輸出增加高達額外5％或者其他總增益。各種原因都可以將這種因素增加到計算中，包括性能特性的錯誤聲明、偽角優(yōu)化(即，高達5％)(見圖20)、被優(yōu)化的組裝密度、和/或增加各種安全因子和/或輻射因子(范圍可以是源于基于標準測試條件(STC)的隔離的過度生產(chǎn)的0-5％，STC是1000瓦特/平方米、25攝氏度和1.5的空氣質(zhì)量(AM)頻譜，見指引文件ASTMG173-03)。將功率輸出中各種單個增益增加到單個PV模塊或者陣列設計的子電池，可以使電池設計中生成的最大電壓改變了被計算的百分比。例如，如果來自給定PV模塊或者陣列設計的子電池的最大電壓輸出導致4.16伏特，那么優(yōu)化因子可以將該電壓輸出增加到4.30伏特。在各種實施例中，陣列的設計將期望地確保被優(yōu)化的和被修正的可用電壓落入充電設備的期望電壓范圍內(nèi)。在各種實施例中，設計者可能在對太陽能子電池進行串接(tabbing)和/或組裝陣列之前，準備使用緊湊的組裝密度(即，小間隙或者高密度組裝優(yōu)化)將太陽能子電池陣列串起來。圖22A示出了準備焊接串接線690的、具有一個匯流條設計710的被優(yōu)化的太陽能子電池700的一個實施例的俯視等距視圖。用來將太陽能子電池串在一起的串接互連帶狀材料可以包括涂覆焊料的無氧高導電(OFHC)的“極軟”的銅帶。極軟的銅通常是這種應用優(yōu)選的，這是由于銅易于一起使用并且通常被退火使得銅柔軟且易彎。串接帶被沿著每個太陽能子電池匯流條(見圖22A)的長度放置，并且使用自動回流焊或者人工焊接技術被焊接。將每個太陽能子電池串接之后，可以使用例如圖22B所示的“交錯(interleaving)”技術把幾個被優(yōu)化的太陽能子電池720連接在一起，其中每個太陽能子電池的負極(前接觸部串接線690)連接到下一個電池的下一個相鄰的正極730(后接觸部)上，因此將太陽能子電池串在一起。期望地，太陽能子電池間隔開設定的距離，示例性實施例中該距離可以是1mm、1.5mm、2mm或者更大。期望地，子電池或者切片間隔應當是提供最佳組裝密度的間隔。子電池或者切片可選擇地小于或者等于子電池或者切片高度的25％。盡管更大的間隔增加陣列的總長度，但是還會顯著減小相鄰電池以不期望的方式互相接觸的機會。當以這種方式組裝整個陣列并且太陽能子電池緊密組裝在一起時，完成回路的串接或者匯流互連接部具有最小長度，這可以減少PV系統(tǒng)中的導電電阻。在各種替換實施例中，取決于選定的設計，使用的串接材料可以按照不同尺寸或形狀成型，或者串接連接部可以是直的而不是L-彎形，這可以減輕和/或增加系統(tǒng)中可見的功率損耗。太陽能電池組裝-優(yōu)化電池封裝過程串接過程完成之后，子電池組裝期望地被封裝以把電池與其環(huán)境電隔離，如果恰當?shù)赝瓿蓪峁╋@著的對抗機械應力、天氣、濕度和/或其他降級作用的保護。圖23示出了機械地調(diào)節(jié)并且優(yōu)化的圖22B的太陽能子電池750的串接陣列的一個實施例，其經(jīng)過用EVA(醋酸乙烯乙酯)或者其他合適的材料(例如，熱塑聚合物、熱固聚合物，例如聚烯烴)進行封裝。首先，可以將被優(yōu)化的太陽能電池PV模塊750嵌入透明的粘合材料以提供粘結(jié)并且固定太陽能子電池之間的相對對準和間隔，以及確保整個陣列相對于PV模塊的上表面740和后表面740在期望位置和方位。在一個示例性實施例中，封裝基底可以是允許更多光吸收進入太陽能電池的抗反射玻璃，例如EVA(醋酸乙烯乙酯)。EVA呈現(xiàn)為具有UV穩(wěn)定性配方的4.6μm厚的薄片，薄片可以被插入到太陽能電池和圖23所示的陣列的上表面740和后表面740之間。然后在真空層壓過程中將層加熱到170℃以聚合并且交聯(lián)EVA并且期望地將模塊結(jié)合在一起。EVA層將可期望地能夠承受高水平UV曝光且不會降級或者發(fā)混，應當是光學透明的并且具有低熱阻抗。在各種替換實施例中，可以使用其他抗反射基底，包括二氧化硅多孔涂層(溶膠凝膠)、二氧化硅和氮化硅的多個濺射層(PV類)、玻璃上的蝕刻多孔上層(太陽弧光燈)或者具有錐形的、有槽的或者細紋理的表面(阿爾巴利諾裝飾玻璃)的鑄造玻璃(未顯示)。如果需要，抗反射玻璃可以將光傳輸增加高達3％，這可以潛在地將模塊性能(即對于具有豎直傾斜角度的光)增加高達2％-3％，并且在年產(chǎn)量中(取決于位置)增加3％-5％(由于在一些例子中，當光照以一角度擊玻璃中時可以實現(xiàn)更大性能的增加)。在最初層壓封裝過程和交聯(lián)EVA之前，一個示例性實施例還包括覆在上表面或者正表面760上的透明的、回火低鐵的玻璃的放置，以及在被優(yōu)化的PV模塊750上的后側(cè)背板770的放置。覆蓋物利于可以被PV模塊的太陽能電池用來產(chǎn)生電力的太陽能波長的簡單傳輸。對于使用硅太陽能電池構(gòu)造的實施例，上玻璃表面可以在350nm到1200nm波長范圍具有光的高透射率，并且可能具有接近3.2mm的標準厚度。此外，覆蓋物的正表面的反射率應該低。除了反射和透射性能，上表面材料應當不透水，應該具有良好的沖擊阻力，應當在持久的UV曝光下是穩(wěn)定的并且應該具有低熱阻率。在一個實施例中，使用低鐵玻璃反射更少的光并且沒有傳統(tǒng)玻璃的清晰的綠色色調(diào)，并且玻璃被預壓使其能夠承受在延長時間段直接光照下的裝置的預計的高熱載荷。例如，示例性實施例中使用的白玻璃可以允許高達92％的光進入，反射引起的損失僅僅8％。在其他替換實施例中，可以將表面材料紋理化或者粗糙化以減少反射。此外，如果PV模塊是雙面模塊，正表面和后表面都收集陽光，則另一個實施例可以將光學透明低鐵玻璃放置在兩側(cè)或者將ETFE聚合物放置在正面或者后面作為適當?shù)幕?，以與玻璃聯(lián)合。各種其他表面覆蓋物可以包括丙烯酸類、Markrolon、其他聚合物和/或玻璃。各種實施例中的封裝和/或保護的多層結(jié)構(gòu)的使用會期望地減小濕度或者水進入的問題，這是因為任何水或者水蒸氣進入PV模塊可以潛在地腐蝕金屬接觸部和互連部，因此將急劇減小PV模塊的壽命。而且，在各種實施例中陣列可以是非彈性構(gòu)造(即，剛性、無彈性陣列)，這可以顯著減小各種陣列部件的工作或者加工硬化的可能性，這些部件包括整個陣列構(gòu)造中各種連接材料、線和/或匯流條，這可以顯著增加陣列的使用壽命。然而，彈性PV發(fā)電系統(tǒng)(即，薄膜太陽能電池或者切片(sollettes))可以通過與本文描述的相同的使用功率調(diào)節(jié)算法和聚合物結(jié)構(gòu)設計的研究方法而實現(xiàn)。在一個示例性實施例中，PV模塊或者陣列還可以包括放置在PV模塊或者陣列的后表面上的Tedlar含氟聚合物片或者其他薄聚合物片以完成圖24中所示的封裝過程。PV模塊的后表面的關鍵特征是，該表面應當具有低熱阻抗并且期望地防止水或者水蒸氣的進入(即，提供防水組裝)、提供針對環(huán)境條件的機械保護、提供安全電絕緣性能、增加UV穩(wěn)定性，提供顏色和耐用性。如圖25最佳示出的，可以有大量層封裝最終被優(yōu)化的PV太陽能陣列。太陽能板組裝-優(yōu)化形成框架的過程一旦被優(yōu)化的PV模塊或者陣列被完全封裝，在一個實施例中，設計者可以在PV模塊或者陣列上包括額外的結(jié)構(gòu)部件例如邊或者框。加邊或者形成框架的過程可以期望地優(yōu)化陣列的強度和耐用性，以及還可以期望地提供顯著的耐沖擊性和/或“減震物(bumper)”以保護陣列的相對精細的太陽能子電池和/或其他部件不受對太陽能層疊的沖擊或者壓迫損害。期望地，框架包括完全環(huán)繞陣列的結(jié)構(gòu)特征，框架還可以期望地在陣列的前面或者后面延伸一定程度。在一個實施例中，PV模塊或者陣列可以使用傳統(tǒng)的鋁框架。圖26A-26C示出了搭建光伏(PV)模塊示例性鋁框架的各個部分的等距視圖。這些部件可以幫助組裝低姿態(tài)的、剛性的、耐沖擊鋁框架?？蚣芙Y(jié)構(gòu)可以期望地沒有突出或者保持水、灰塵或者其他物質(zhì)的空隙。圖26A示出了乙烯基角減震物780，其可以安裝到這種框架的外面。減震物可以由工業(yè)中公知的各種材料制造，包括具有低熱阻抗、良好耐沖擊強度并且提供顯著使用壽命的材料。針對框架的替換材料可以包括各種聚合物、金屬或者混合材料。圖26B示出了可以與框架組裝的內(nèi)部尼龍框角790，并且其被期望地嵌入安裝到框架外面的乙烯基角減震物中。尼龍框可以用于吸收沖擊或者其他機械振動(即，類似于減震器)以防止對PV太陽能板的損害。圖26C示出了可以被放置在PV模塊或者陣列四個側(cè)邊周圍的鋁框架的一個實施例。鋁框架可以包括具有強力涂層、陽極氧化的、白色或者紋理表面以提供更好的熱阻抗和對用戶或者使用時的處理能力。在一個替換實施例中，能夠以聚合物基框架對PV模塊或者陣列加框架，而不是圖48所示的鋁框架。聚合物基的框架可以具有優(yōu)秀的UV穩(wěn)定性和機械性能。可以使用工業(yè)中已知的各種成型技術制造框架以節(jié)約成本。聚合物框架還可以是優(yōu)秀的電絕緣器，可以抵抗天氣和液體滲透，并且可以很好地粘附于膠、密封劑和/或其他能良好地保護不受水分或濕度影響的粘附劑。這種可以用于PV模塊框架制造的聚合物包括但不限于聚氨酯、Luran、Ultramid聚酰胺(PA)和聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)?？梢詫⒕酆衔锟蚣芗y理化或者著色以幫助反射熱量(即，白色或者用戶喜歡的其他顏色)和/或提供可以幫助用戶握持框架的特征(即，指狀槽)。在其他實施例中，聚合物框架可以包括添加物例如專用抗反射色素或者優(yōu)化光譜特性以及增加從太陽吸收的能量或者增加NIR輻射的反射(未顯示)的著色。添加物可以使聚合物不透明或者透明。這種透明添加物可以包括Lumogen、Heliogen、Paliotol、和PaliogenNIR透明有機色素以允許NIR輻射經(jīng)過色素層并且被基底反射。其他這種添加物可以被引入以提高塑料的UV穩(wěn)定性并且提高熱穩(wěn)定性。這些添加物可以包括Uvine、Chimassorb、Tinuvin、Irgafos、Irganox和Irgastab。這些具體的添加劑可以幫助吸收電力產(chǎn)生光并且為框架平衡熱保護。在替換實施例中，框架可以具有框架內(nèi)的結(jié)構(gòu)設計和/或特征，其幫助在使用期間握持和/或冷卻框架。例如，圖28A示出了包含圍繞整個框架延伸的人類工程學指狀槽850的框架的一個實施例的主視圖。圖28B示出了包括“U”形槽870和用于螺絲連接孔或者導孔的孔875的圖28A的框架860的一部分的放大等距視圖?！癠”形槽是幫助用戶更容易地握持框架的有益人類工程學特征。槽可以設計成容納用戶的任一手指或手。此外，框架還可以包括某些散熱器特征以幫助熱阻(未顯示)?？蚣苤械纳崞魈卣?未顯示)可以被成型為類似于翅片，并且設計過程中可以包含翅片的設計。如果需要，防水框架的邊緣可以浸入作為散熱器的水或者雪中。一旦裝配框架和所有部件，可以將各種部件粘起來或者使用各種密封劑將它們密封在一起，包括能提供透明的、熱阻和防水結(jié)合的密封劑。在一個示例性實施例中，可以使用硅酮密封劑。硅酮密封劑提供在為PV模塊或者陣列形成框架中明顯的優(yōu)點，包括長期彈性、耐氣候性、抗UV輻射、抗機械或者熱沖擊和振動、抗老化性(即，不硬化、無開裂或者剝離)、透明性和防水性。在其他替換實施例中，可以將膠帶用于為PV模塊或者陣列形成框架。將膠帶(例如泡沫粘合帶或者其他類似的膠帶)設計來形成高粘附強度結(jié)合并且減少或者替代機械緊固件、鉚釘、液體粘合劑和焊接。一些示例性膠帶可以配置有泡沫聚氨酯芯以吸收振動并且將應力分散到整個結(jié)合區(qū)域。膠帶對于本發(fā)明的各種實施例都是有益的，這是因為膠帶易于應用(即不需混合或者清洗)，膠帶具有高粘結(jié)強度，膠帶可以被切割以進入復雜角落或者形狀，并且這種膠帶提供優(yōu)異的保護以不受嚴酷天氣環(huán)境影響。膠帶可以呈現(xiàn)為單側(cè)或者雙側(cè)應用。在替換實施例中，可以使用其他這種密封劑，包括丙烯酸類、氰基丙烯酸酯和/或聚氨酯粘結(jié)劑，都可以提供與硅酮或者膠帶密封劑相似的優(yōu)點?？梢葬槍芏嗫蚣茉O計和/或完成制造框架過程所必須的材料進行各種設計和結(jié)合步驟。圖27A-27D示出了具有3.3瓦特額定功率810(見圖27A)的被優(yōu)化PV模塊、具有4.2瓦特額定功率820(見圖27B)的被優(yōu)化PV模塊、具有14瓦特額定功率830(見圖27C)的被優(yōu)化PV模塊、具有25瓦特額定功率840(見圖27D)的被優(yōu)化PV模塊的多個示例性實施例。當然，本文描述的實施例應當不限制設計者提供滿足各種目標裝置或一類裝置的多個被優(yōu)化的PV系統(tǒng)或者一系列被優(yōu)化的PV系統(tǒng)。電壓和電流匹配算法可以用于設計能供電和/或充電各種便攜電子設備的PV系統(tǒng)。太陽能板組裝-接線盒為了進一步便于PV組件的使用，可以提供接線盒或者其他特征以圍繞或者保護PV模塊內(nèi)的導線連接部和期望直流負荷之間的接口。在各種示例性實施例中，接線盒作為太陽能板的直接連接或者直接耦合接口起作用，該接口作為在指令連續(xù)流中傳輸或者傳遞功率調(diào)節(jié)電壓和電流匹配算法公式的媒介起作用，使目標便攜裝置能夠接收信息并且激活充電序列。圖29示出了PV模塊的完全組裝的接線盒880的實施例的很多構(gòu)造之一的等距視圖。接線盒880可以是包括蓋子910、底部容器900和/或輸入連接端口920的組件。接線盒組件可以用于隱藏來自PV模塊的電連接線并且保護功率輸出連接不受外部因素影響。接線盒還可以包括阻止用戶干預的特征。接線盒可以期望地提供來自PV模塊的輸出功率和輸入接線之間的接口，即可以連接到具體裝置上的USB連接器。接線盒組件可以用各種金屬或者塑料構(gòu)造，并且可以具有各種形狀，例如方形、矩形設計、五邊形或者八邊形形狀。圖46A-46C示出了可以與PV系統(tǒng)一起使用的接線盒1500設計的替換實施例。替換設計可以包括蓋子1510和具有輸入連接端口1530的底部容器1520。圖47顯示了圖46A中的接線盒1500具有在PV板1540背面上的可變長度USB線1060的替換實施例。在各種替換實施例中，制造者可以將接線盒設計為固定的或者從PV系統(tǒng)可移除的。如果將接線盒固定，將減小對接線盒或者接線盒內(nèi)的互連部的潛在損害的可能性。然而，如果接線盒是可移除的，這種模塊化可以給用戶替換被損壞的互連部、輸入連接器和/或丟失部分(即螺絲)提供靈活性，從而潛在地增加PV模塊的長久性和使用。圖30是接線盒蓋子910的一個實施例的等距視圖。接線盒蓋子可以用各種連接特征來設計以允許容易組裝到接線盒容器上。接線盒蓋子可以包括螺釘沉孔890，輸入連接器指示器940，標志放置及定位區(qū)域930，以及斜角邊緣935。接線盒可以具有設計在蓋子內(nèi)的螺釘沉孔890以允許各種螺釘將蓋子固定到接線盒容器。接線盒蓋子910可以使用各種將接線盒蓋子固定到接線盒底部容器的其他機制，例如螺釘、卡扣連接、壓力配合、粘合劑等等。還有，接線盒蓋子可以為公司標志930或者任何對用戶必須的信息而提供空間。進一步地，接線盒蓋子910上的斜角邊緣940可以提供容易的握持，并且減少對鋒利角落上的任何損害。輸入連接器指示器940可以向使用者或者用戶指示將目標裝置連接到哪里，并且適于具有任何潛在輸入連接器的標志。圖31A和31B示出接線盒底部容器的一個實施例的等距視圖。接線盒容器900的內(nèi)部布置可以配置有標準部件，例如輸入線纜外殼950，阻止用戶干預和/或防止由于沖擊而無意地移除接線盒的斜角邊緣960，以及工具通道960。將工具通道整合到接線盒容器內(nèi)以允許用戶將各種工具嵌入通道并且將接線盒蓋子910打開。此外，接線盒容器900的背部可以設計有紋理表面980以幫助美感和/或提高對PV模塊或者陣列的粘結(jié)。此外，接線盒容器的背部還可以包括開口空隙990以允許粘結(jié)劑的流動固定在空隙中并且提供對PV模塊或者陣列更好的粘結(jié)。圖32示出了接線盒底部容器900的一個實施例的主視圖。接線盒底部容器可以被設計為包括頂桿1000、端子接觸部1010、螺紋管1020以及輸入線纜外殼1030和引導通道1040。頂桿可以允許線纜通過頂桿或者通過接線盒的側(cè)壁的預先打好的孔進入接線盒。頂桿可以允許從PV模塊的背部突出的匯流條連接部延伸到接線盒中并且連接到端子接觸部。頂桿還可以包括內(nèi)置的夾子，便于使用者通過頂桿壓線纜或者其他線時，線纜可以被牢固地保持在合適位置。這種夾子可以制造為具有任何需要的形狀和尺寸。一旦匯流條穿過頂桿進入接線盒，匯流條就可以被固定在端子接觸部1010上?；谙到y(tǒng)設計，用戶可以決定將螺釘緊固在夾子上以固定匯流條，或者固定方法可以包括各種替換技術，包括使用線纜夾子、固定匯流條的螺釘、彈簧夾或者匯流條可以通過焊接固定。輸入連接器外殼1030可以被設計為容納各種連接器。在一個示例性實施例中，輸入連接器外殼允許把凹型USB輸入連接器裝配到輸入連接器外殼上。凹型USB連接器可以被設計為在外殼內(nèi)緊密地布置(fight)并且與邊緣齊平以防止任何移動。還可以將輸入連接器外殼設計為容納各種其他USB線纜和連接器。將這種線纜連接到移動電話、便攜多媒體播放器、互聯(lián)網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器、數(shù)碼相機、電腦、筆記本電腦、DVD播放器或者各種其他工具或裝置。其他USB線纜包括微型USB線纜、迷你USB線纜、USB2.0、USB3.0和/或USB-A和USB-B連接器。有很多可以連接到裝置或者工具上的其他非USB線纜。這些非USB線纜包括這種連接器，如3.5mm耳機接口或者TSR連接器、迷你音頻插孔、數(shù)字連接器、音頻連接器、VGA連接器、S-視頻連接頭、DVI連接器、HDMI連接器、RCA連接器、數(shù)據(jù)線、網(wǎng)絡相關線纜、或者任何類型的刀刺(bayoneted)插座。在替換實施例中，凹型USB連接器1050還可以被固定或者從輸入連接器外殼1030上移除。如果將凹型USB連接器固定，USB連接器可以被整體安裝在圖33A中所示的盒子內(nèi)。固定構(gòu)造防止人干預連接器并且提供保護以不受機械應力或者過度使用影響。然而，輸入連接器外殼1030可以設計有可移除的輸入連接器以允許用戶最靈活地替換壞的/磨損的部件或者更換為新的輸入連接器或者新類型的連接器。可以使用各種日常工具輕易打開接線盒組件880，并且允許改變或者修正輸入連接器。在替換實施例中，輸入連接器外殼1030可以允許需要的輸入連接器包括足夠長度的圖33B中所示的引導線纜1060以允許額外的靈活性?？梢赃M一步地修正額外線纜長度以包括突出物(relief)1070以保護可以連接到接線盒的線纜的接頭?？梢酝ㄟ^工業(yè)中已知的各種機構(gòu)來連接USB連接器，例如焊接、螺釘、夾子等等。在各種實施例中，足以夠到框架的邊緣的任何部分的足夠長度的線纜(從而使充電裝置平躺在底面且陣列直立和/或在任何方形傾斜)可以被包括在連接器中。在各種其他實施例中，可以把接線盒和輸入連接器外殼設計為容納用于多線纜或者多連接系統(tǒng)的各種線纜的組合(未顯示)。這種設計可以允許最大的功能性，以對多個裝置供電、或者將多個裝置連接到一個系統(tǒng)且不需要改變連接器或者不需要補充連接器或者分流器。在替換實施例中，接線盒和輸入連接器外殼可以容納用于多連接系統(tǒng)組合的多個端口，例如，兩個凹型USB或者4個凹型USB端口(分別見圖35A和35B)。在各種其他實施例中，接線盒和輸入連接器外殼可以包括集成電路盒或者單個連接器技術設計以允許一個端口式連接設計。一個端口式連接設計可以允許用于不同連接器構(gòu)造的快速連接或者斷開，并且甚至可以包括為各種電話或者可以被連接來為裝置供電或者充電的其他裝置而設計的、具有相關聯(lián)的多個輸入子連接器的USB主多芯線纜連接器。例如，在一個示例性實施例中，可以把主連接器設計為連接進入凹型USB輸入連接器的USB端口，凹型USB輸入連接器被設計在接線盒中。主USB連接器可以具有多個子連接器構(gòu)造而對具體裝置充電，例如ipod或者ipad、iPhone、摩托羅拉移動電話、諾基亞移動電話、三星移動電話和各種需要充電其他電話。在替換實施例中，接線盒和輸入連接器外殼可以被設計為允許多個模塊連接在一起而不需要打開或者以其他方式訪問接線盒的內(nèi)部電子連接。端口連接可以允許將PV板串聯(lián)，其中板可以在輸入連接器上具有兩個凸型端部以連接第一個PV模塊，然后連接第二個PV模塊。如果需要，相似類型的連接可替換地允許板并聯(lián)連接。如果需要PV模塊的多連接，這些布置類型可以允許特定輸出要求中增加靈活性?；蛘撸脩艨梢允褂萌鐖D35A和35B中多端口接線盒設計以允許至少一個端口被連接到另一個PV模塊，和/或任何其他端口被連接到周圍裝置或者適配器。圖34A示出了示例性PV太陽能板1080的后視圖，示出了一對已經(jīng)穿過框架1090的底部后板表面和任何后方密封劑的匯流條1100。在該實施例中，用于子電池串接的匯流條延伸經(jīng)過嵌入材料到達多層陣列的外側(cè)，延伸經(jīng)過具有孔1090的后部玻璃板，或者其他等同布置(即，陣列的后板膜被穿透等等)。在這種布置中，接線盒可以被放置為接近PV模塊的后部的匯流條(可選擇為外部安裝)，使得接線盒封裝或者覆蓋圖34B中示出的匯流條的出口點。匯流條1100一旦延伸進入接線盒，就可以使用螺釘、夾子、焊接或者工業(yè)中已知的一般機構(gòu)將匯流條1100固定到端子接觸部。一旦將匯流條連接到端子接觸部，相關的輸入連接器1060就可以被連接，例如USB線纜或者凹型插座。如果選擇軟性(flexible)線纜長度1060，軟性線纜長度1060具有被剝皮的一部分，以形成正極、負極、露出的D+和D-線纜。被剝皮的軟性線纜可以被安裝到輸入連接器外殼1030上并且可以使用合適尺寸的線纜夾子1110將其固定到接線盒。暴漏的負極和正極線纜可以被牢固連接到匯流條負極和正極端子，而D+和D-線纜可以被構(gòu)造為BC1.2規(guī)格。期望地，接線盒和PV陣列之間的連接被密封以防止在接近匯流條孔處水或者蒸氣進入。如果需要，匯流條孔可以被填充密封劑。在另一個實施例中，為了可靠性能和耐用性，具有被固定的匯流條和安裝到底部接線盒容器的相關輸入連接器線纜的太陽能板接線盒可以被密封或者填充相似介質(zhì)以密封整個容器(未顯示)。這種密封中存在很多其他優(yōu)點，因為密封可以提供明顯地保護線纜不受腐蝕，可以防止經(jīng)板背部進入的水分，可以是優(yōu)秀的密封劑，可以粘結(jié)到安裝在接線盒內(nèi)的各種基板，還可以提供使用中的熱穩(wěn)定性和/或耐火性。可以使用多種商業(yè)獲取的密封介質(zhì)，包括如硅酮或者其他一般獲取的密封介質(zhì)的密封材料。最后的設計是固態(tài)的直接使用的PV發(fā)電裝置，而沒有集成電路板或者功率調(diào)節(jié)電子器件，產(chǎn)生低廉、更可靠且更耐用的產(chǎn)品，該產(chǎn)品具有可延長的或者長期的生命周期，潛在地延長超多25年或者更多。外圍PV模塊硬件在各種實施例中，完全組裝的PV模塊被設計為供粗糙的、牢固的、戶外使用，并且被期望地設計為向具體裝置或者一類裝置供電而不需要外圍硬件和/或電功率調(diào)節(jié)設備。為了提高用戶的便利性，包括各種額外的實施例和用戶友好的設計特征，例如額外的設計特征可以適合于使用者或者用戶進行方便傳輸、握持、指明太陽光入射角或者強度、溫度測量和/或儲存。在一個實施例中，將PV模塊設計為具有背帶(未顯示)。背帶可以是單個或者兩個可調(diào)背帶，允許使用者背在背上或者自行車上或者摩托車上。背帶可以是無彈性或者有彈性的且具有為了靈活性而連接的緊固機構(gòu)。背帶可以是可移除的或者固定在PV模塊或者陣列上。為了便于攜帶，背帶可以配置有修正的D-直鎖鉤子，或者其他在帶環(huán)或者可以被連接的任何其他表面或者結(jié)構(gòu)上的鉤子樣式。在各種實施例中，框架可以包括一個或者多個可以連接背帶或者其他緊固特征(即，彈力繩或者鉤子等等)的開口或者環(huán)。圖36A和36B示出了包含人工太陽指示器1160的PV模塊1140設計的一個實施例的主視圖和側(cè)視圖?？梢詫V模塊設置為包括允許桿或者其他指示器延伸經(jīng)過PV太陽能板的通孔特征1150。通孔特征1150可以被放置在PV板的中心或者頂部以提供人工指示器1160延伸經(jīng)過的最好位置。通孔特征1150可以被設計為適應工具、桿或者可以延伸經(jīng)過的其他支撐結(jié)構(gòu)的任何形狀。此外，通孔特征可以與橡膠墊片或者其他摩擦類材料(未顯示)配合，這將防止工具滑出。太陽指示器1160可以允許PV模塊有可調(diào)節(jié)或者傾斜能力以允許定位，從而優(yōu)化太陽能的吸收和任何裝置的充電或者供電。在一個實施例中，PV模塊可以使設計中包括具有支撐結(jié)構(gòu)或者太陽指示器1160的可傾斜PV板，可傾斜PV平板可能延伸經(jīng)過PV模塊的中心1150或者PV模塊1140的頂端(未顯示)的通孔特征。支撐結(jié)構(gòu)可以具有被連接到PV模塊的上端，并且可以具有為測量傾斜或者高度可調(diào)節(jié)性做準備的特定的孔(或者齒)1165?？梢詫⒅谓Y(jié)構(gòu)或者太陽指示器1160設計成設定角度，例如0度1170、30度1180、45度1190和60度1200?；蛘?，支撐結(jié)構(gòu)可以設計為傾斜為各種角度(未顯示)。在另一個實施例中，設計者使用可以被完全整合在PV系統(tǒng)內(nèi)(即，嵌入在層疊層或者框架內(nèi))和/或能夠簡單移除(未顯示)的各種熱溫度或者太陽能敏感度條。設計者可以制造具有顏色變化材料(即類似于熱敏變色墨)的可粘接帶以監(jiān)控環(huán)境或者表面溫度，和/或監(jiān)控太陽能入射角度以改善PV系統(tǒng)的運行(即，防止開路電壓熱降級)，并且基于熱時間數(shù)學(thermaltimingmathematics)而幫助用戶確定什么時候是PV系統(tǒng)能夠提供最大的、可接受的以及最小功率輸出的最佳條件(即一天中的最佳時間和最佳溫度)。各種定制設計或者顏色改變的產(chǎn)品可以按規(guī)格被制造。圖37A示出了包含架子1245的PV模塊設計1210的一個實施例的后視圖。出于各種原因可以使用架子，包括存放正在被供電的裝置、在供電或者充電期間存放其他個人物品，或者該架子可以用于支撐結(jié)構(gòu)以允許可傾斜性。架子可以是完全可移除的，可以用各種工業(yè)中已知的耐用且抗UV材料制造。架子可以包括兩個桿1230，該桿1230通過插入與桿1230的形狀相匹配的沉孔1240就可以連接到架子，另一端可以是被連接的位于PV板1210的背部的托架1220。架子一端還可以具有鉸鏈(未顯示)以允許低姿態(tài)地折疊到PV模塊的背部(見圖37B)。在替換實施例中，PV模塊的一個實施例的正面可以包括遮蔽物以重啟或者重新設置PV模塊開路電壓(未顯示)。遮蔽物可以被設計為整體件或者可移除地連接。遮蔽物還可以被設計為滾筒遮蔽物，用戶可以將遮蔽物拖到電池上以重新設置電壓和/或電流以激活目標裝置的充電?；蛘?，用戶還可以使用任何其他自然手勢，例如在裝置上晃動手以重新設置或“喚醒”PV模塊輸出以激活目標裝置充電序列。在各種實施例中，模塊可以包括可以被固定到被優(yōu)化的PV系統(tǒng)的背部的標準圖片懸掛硬件(即，圓頂狀硬件1480)，如圖44所示。這種基本硬件可以在各種框架商店里購買，可以具有各種尺寸，還可以被輕易安裝(和移除)到被優(yōu)化的PV系統(tǒng)的背部以允許用戶放置桿、分支部或者其他功能性工具以幫助傾斜或者保持PV系統(tǒng)。智能接口-智能適配器和/或智能優(yōu)化PV系統(tǒng)越來越多的手機和其他充電設備正在被制造為“智能充電”裝置或者快速充電客戶端?！爸悄艹潆姟毖b置包括以下特征：允許被充電設備以某種方式與主充電器、充電電池本身通信和/或與目標裝置通信。智能電池通常包括一個或者多個二次子電池、模擬監(jiān)控芯片、數(shù)字控制芯片、各種其他電子器件以及冗余安全監(jiān)控芯片。通過目標裝置、電池和周圍充電器之間的通信，這些電子器件被用于監(jiān)控電池的電壓、電流和溫度并且管理電池組在期望安全極限內(nèi)的適當放電和充電。圖38示出了這種系統(tǒng)的一個實施例的簡單電子圖，該圖可以通過至少一個數(shù)據(jù)線纜或線、和/或剩余線纜或者線中的電壓線1260和地線1280來傳遞通信和/或數(shù)據(jù)。在USB連接器的一個示例性實施例中，數(shù)據(jù)線被稱為D+和D-線(“D”或者數(shù)據(jù)線)，數(shù)據(jù)線或者線纜將信號傳輸?shù)桨夹洼斎脒B接器1290。數(shù)據(jù)線可以被目標裝置和/或充電電池使用以鑒別被連接的裝置(即充電器)并且確定其目的。這被成為“握手”，可以由過程中使用的幾個電壓信號的監(jiān)控而組成。根據(jù)目標裝置和/或充電電池向主機(即充電器)傳遞的某種標準，以及根據(jù)主機的響應，目標裝置和/或充電電池可以推測PV發(fā)電裝置是滿足BC1.2規(guī)格的直接充電端口(DCP)。一旦確定DCP的類型，目標裝置和/或充電電池可以開始充電序列，并且允許用于快速充電的能量加速水平或者監(jiān)控允許的功率水平以匹配電池充電狀態(tài)。數(shù)據(jù)線可以作為算法生效機制起作用以提高用于先進能量充電通信的數(shù)學一致性。數(shù)據(jù)線可以由提供充電信息或者時鐘信息1280的狀態(tài)的數(shù)據(jù)組成，并且期望地包括用于溫度感應的數(shù)據(jù)1270。剩余組的線通常保留為正極和負極功率端子?！爸悄堋笨刂破鞯母鞣N功能之一是對精密充電器的監(jiān)控和通信?！爸悄堋笨刂破骶哂凶詣觽刹椴⑶冶O(jiān)控USB數(shù)據(jù)線電壓的功能，并且自動提供USB數(shù)據(jù)線上的正確的電信號而對目標裝置、一類設備或者電池充電。如果“智能”控制器能檢測到合適的電壓，那么可以準許或者允許電流流動以開始充電。“智能充電”或者“智能”控制裝置還可以用于確保僅僅充電裝置的特定類型允許與特定裝置類型結(jié)合。在很多情況中，制造者可能已經(jīng)設計了僅能由特定裝置類型充電的專有設備和/或電池，或者由一個裝置類型充電可以被增強和/或優(yōu)于其他裝置(即，“被認可的”充電裝置與“未被認可的”裝置相比，可以提供更高的電流和更短的充電時間)。在某種情形下，這種關系將確保裝置的安全和性能，同時其他關系僅僅是將裝置擁有者鎖定于購買相關充電產(chǎn)品。這種裝置已經(jīng)由多個知名公司生產(chǎn)，包括索尼、日立、蘋果、金山電池和其他公司，并且這些產(chǎn)品通常以昂貴價格出售。因此，存在以下需求：定制能整合“智能”監(jiān)控和控制能力中的一些能力的獨立適配器以經(jīng)旁路與目標裝置或者電池連接來允許充電，和/或定制優(yōu)化PV系統(tǒng)以經(jīng)旁路與目標裝置或者電池連接來允許充電。智能接口-獨立適配器在各種實施例中，可選擇地包括“智能電話和/或平板電腦”接口以連接并且適配“智能充電”裝置，以允許被直接耦合的太陽能PV模塊或者陣列與這種裝置交互并對這種裝置供電或者充電?！爸悄艹潆姟毖b置可以包括使用各種連接系統(tǒng)的裝置，其中一個被通常稱為通用串行總線(USB)裝置。圖39示出了制造者可以設計獨立“智能”電話/平板電腦接口(SPI)1300或者“智能”電話/平板電腦適配器(SPA)以與包含“智能”系統(tǒng)的裝置相兼容并且提供充電電池所需的相同性能和安全因素的一個示例性實施例。SPI可以被設計為與PV模塊或者陣列成為一體，或者可以作為可被插入到直接耦合接線盒中的分離適配器出現(xiàn)，該直接耦合接線盒可以被放置在PV模塊或者陣列的背部。SPI可以配置有接線盒1310、電路主機板1330以及具有軟性線纜長度1340的輸入連接器1320。電路主機板1330可以具有能夠提供特征以復制“智能充電”裝置期望看到的功能的各種集成電路，例如傳輸加密序列以解鎖特定功能或者將PV模塊的各種電壓匹配操作特性傳輸給移動電話。在各種實施例中，SPI可以調(diào)整“智能充電”裝置已經(jīng)被編程而接收的輸出電壓。在一個實施例中，電路板可以控制手機內(nèi)“智能”電池的充電狀態(tài)。電路可以被編程以保護電話并且在電池已經(jīng)被充滿電時中止充電電流。在一個示例性實施例中，SPI可以包括能夠控制移動電話電壓升地過高并且過度對電池充電的電路電池溫度監(jiān)控器。熱量積累和膨脹是潛在的崩潰發(fā)生之前的待處理失效的早期指示，并且在某些情形中，數(shù)據(jù)線可以包括對SPI鑒別這些條件的信息。在其他實施例中，電路可以被設計為感應溫度并且控制輸入電壓。在其他實施例中，電路可以為移動應用(app)接口提供相關信息或者提供與生產(chǎn)量相關的在線通信，和/或提供電壓和/或電流匹配算法以設計優(yōu)化PV系統(tǒng)。電路還可以允許性能經(jīng)移動應用傳輸而計算能量使用和碳補償，使得例如參與碳信貸基金和綜合數(shù)據(jù)挖掘。電路能夠?qū)蚀_信息傳送給充電器或者充電控制器，充電器或者充電控制器將自動調(diào)整電壓以幫助確?；陔姵匕惭b的環(huán)境溫度的完全電池充電。在替換實施例中，可以定制電路以允許將移動電話電壓操作特性傳遞給電話。圖40示出了可以用在設計SPI中的凸型USB輸入連接器1350的一個實施例。電路可以作為來自PV模塊或者陣列的直接DC電壓輸出以及移動電話或者平板電腦之間的接口起作用。在電壓或者電流匹配移動電話之后設計PV模塊，并且將DC電壓直接連接到回路，或者通過將可移除地連接的適配器插入到PC模塊或者陣列上的已經(jīng)可獲得的端口而將DC電壓連接到回路?；芈吩试S將精確電壓操作特性傳遞到電話1360上，電壓線將直接與移動電話的“智能”電池通信。剩余數(shù)據(jù)線1370和1380可能會或者可能不會用于與“智能”電池通信(即“短路”線)，但是其功能反而被整合在SPI1300內(nèi)的內(nèi)部電路板1330取代。最終，地接線1390被連接到SPI以攜帶目標裝置的匹配電壓或者用于被發(fā)現(xiàn)對源構(gòu)造的改善有用的其他目的。圖41A和41B示出了將具有軟線纜1340的凸型USB連接器1320剝皮以暴漏電壓和數(shù)據(jù)線組1400的一個示例性實施例。電壓線1410和地線1440可以通過任何常見可獲取的導電方法而被直接連接到SPI電路板1310，以用于從PV板電傳導DC輸出電壓。電路板可被編程或定制以傳輸合適的電壓操作范圍，該電壓操作范圍可能例如使用功率調(diào)節(jié)器和定時器在PV太陽能板或者模塊設計期間被預先優(yōu)化。此外，溫度指示器1430和來自“智能”電池的充電狀態(tài)1430被期望從軟性線纜1340移除(見圖42)并且其功能被SPI電路板1310在設計者選擇中取代。SPI電路板可以被設計以獨立于“智能”電池而運行，允許“智能”電池制造者可以提供的優(yōu)異性能的相同保護和保證。智能接口-“智能”優(yōu)化PV系統(tǒng)在一個示例性實施例中，設計者可以優(yōu)化PV系統(tǒng)以包括本文描述的物理優(yōu)化實施例，PV系統(tǒng)還可以被優(yōu)化以與“智能”控制器連接，允許直接連接太陽能PV模塊或者陣列以與這些“智能”裝置交互并對這些“智能”裝置供電或快速充電。如本文前面所述，當把充電器插入具有電池內(nèi)的這種“智能”控制器的目標裝置時，“智能”控制器通常自動偵查并且監(jiān)控電壓極限以允許電池和/或裝置引出對目標裝置充電和/或供電的電流。“智能”控制器使用多種機構(gòu)辨別可以與目標裝置一起使用的兼容USB充電端口的各種類型。希望設計優(yōu)化PV板與這種“智能”控制器通信以便于檢測PV系統(tǒng)是可以與目標裝置一起使用的兼容USB充電端口。在一個實施例中，USB輸入連接器可以被修正來與“智能”控制器連接以幫助辨別或者確定該USB輸入連接器被連接到合適的USB兼容充電端口或者專用充電端口(DCP)。來自PV系統(tǒng)的這種數(shù)學通信對于目標裝置相信端口是否為DCP是必要的。在一個示例性實施例中，目標裝置可以在其D-線上輸出名義0.6V輸出并且與其D+線上的電壓輸入握手。目標裝置推測如果被讀取的數(shù)據(jù)線小于0.3V的名義數(shù)據(jù)檢測電壓，那么目標裝置被連接到替代標準下行端口(SDP)。目標裝置推測如果被讀取的數(shù)據(jù)線在0.3V-0.8V的電壓范圍內(nèi)，那么目標裝置被連接到DCP。如果目標裝置推測其被連接到DCP，那么目標裝置將允許電流以增加的速率從PV系統(tǒng)中引出，并且進行在最大可接受額定電流下的“快速充電”。一個能實現(xiàn)DCP身份的這種通信的USB連接器修正通過將D+線短路到D-線1490而完成。圖45示出了圖41B中的USB線纜連接器1495及其線纜1400如何被構(gòu)造到PV系統(tǒng)的接線盒內(nèi)。圖41B示出提供少于“最大阻抗水平”以對線進行短路的一般短路過程。在一個實施例中，D+和D-線纜的短路將忽略線纜之間的任何明顯阻抗，盡管其他實施例可以包括名義阻抗(即200歐姆或者更少的最大串聯(lián)阻抗)。通過將D+線纜和D-線纜焊接在一起而完成其短路，或者通過不帶來所需任何顯著阻抗的工業(yè)中的標準方法的結(jié)合來完成其短路。兩條數(shù)據(jù)線直接短路允許PV系統(tǒng)被直接連接到目標裝置上，并且為了合適的數(shù)學算法確定優(yōu)化的PV系統(tǒng)是DCP而與“智能”控制器相互作用。這可以修正或者優(yōu)化允許充電參數(shù)，可以包括傳遞PV板被設計的或者匹配的全電流以提供給裝置，目標裝置可以被安全且快速地充電?；蛘?，USB連接器可選擇地被修正以接收來自優(yōu)化PV系統(tǒng)的各種電壓信號，使不同充電端口身份(即分配器DCP、CDP、SDP、ACA和/或ACA-Dock)能夠通信。可以使用數(shù)學算法合適地校準PV系統(tǒng)，以切割多個切片或者子電池以匹配目標便攜電子裝置充電端口類型。PV系統(tǒng)可以發(fā)射或者輸出至少一個電壓信號經(jīng)過至少一個數(shù)據(jù)線，以便于確定PV系統(tǒng)是被連接到分配器DCP、標準專用端口(SDP)、充電下行端口(CDP)和/或附件充電器適配器(ACA)?！爸悄堋笨刂破鲗?jīng)優(yōu)化PV系統(tǒng)提供的身份的確認，允許便攜電子裝置以期望的或最大可接受的額定電流進行“快速充電”或者其他充電序列。通過引用包含本文引用的公開出版物、專利文件或者其他參考的每一者的所有內(nèi)容通過引用整體結(jié)合于此，其范圍與出于所有目的如果單獨地被引用的每個單個來源通過引用而結(jié)合的范圍相同。等同性本發(fā)明被包含在與本發(fā)明的精神或者實質(zhì)特性不分離的其他具體形式中。因此前述實施例應當被認為是所有方面的闡述而并非限制本文所述的發(fā)明。因此本發(fā)明的真實范圍被本文包含的說明書指出，以及在等同的意義和范圍內(nèi)的所有變化。當前第1頁1 2 3