本發(fā)明涉及光伏電池片氫鈍化領(lǐng)域，特別涉及一種具有恒溫功能的高導(dǎo)熱大功率集成式led燈條。

背景技術(shù)：

太陽能發(fā)電技術(shù)是目前最重要的可再生能源技術(shù)之一。當下太陽能發(fā)電成本仍然高于傳統(tǒng)能源，制約了其大規(guī)模的應(yīng)用。為此，產(chǎn)業(yè)界和科學界一直致力于提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率、降低太陽能電池的制造成本。

太陽能發(fā)電是基于半導(dǎo)體材料的光伏效應(yīng)。p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體接觸形成pn結(jié)，產(chǎn)生強大的內(nèi)部電場。當光照射半導(dǎo)體時激發(fā)產(chǎn)生的電子一空穴被電場分離，被分離的電子和空穴在半導(dǎo)體基體中擴散到表面被電極收集，從而對外提供電能。因此太陽能電池對作為基體的半導(dǎo)體材料提出了兩個最主要的要求:高純和高完整。高純是指半導(dǎo)體材料中的雜質(zhì)少；高完整是指半導(dǎo)體材料的晶格完整性高。這是因為半導(dǎo)體中的雜質(zhì)和晶格缺陷會使光照產(chǎn)生的電子和空穴復(fù)合耗損，導(dǎo)致被收集的載流子數(shù)量下降從而使太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率降低。

按半導(dǎo)體材料劃分，太陽能電池可分為晶體硅太陽能電池、化合物太陽能電池、有機太陽能電池等，其中晶體硅太陽能電池是目前最主流的太陽能電池。這是由于硅晶體的優(yōu)異特性導(dǎo)致的，其中一個很重要的特點就是硅晶體容易實現(xiàn)高純和高完整這兩個要求，例如用于制造太陽能電池的硅晶體純度高達6個9以上；容易制備單晶體的硅(雖然多晶體的硅也被應(yīng)用于制造太陽能電池)。

即使如此，硅晶體中極少量的雜質(zhì)和缺陷仍然對太陽能電池的性能產(chǎn)生了顯著影響，甚至制約了電池效率的進一步提高。硅晶體中的雜質(zhì)除了故意摻入的摻雜劑一硼和磷之外，還包括氧、碳、氮等輕元素雜質(zhì)(其中硼和氧會形成硼氧復(fù)合體，它對電子一空穴具有高復(fù)合活性)以及鐵、鉆、鎳、鉻、銅等過渡金屬雜質(zhì)。

硅晶體中的缺陷包括本征點缺陷外，特別是指晶界、位錯以及晶體表面的硅懸掛鍵等。這些雜質(zhì)和缺陷成為光生電子一空穴的“殺手”，顯著降低了少數(shù)載流子的壽命從而降低了太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。

晶體硅中的氫元素對太陽能電池有著重要作用。硅中的氫原子具有很強的反應(yīng)活性，它能夠與輕元素雜質(zhì)及其復(fù)合體反應(yīng)；與摻雜原子硼、磷反應(yīng)；與過渡金屬雜質(zhì)反應(yīng)；與硅懸掛鍵結(jié)合，富集在晶體表面、晶界、位錯區(qū)域；甚至與其他氫原子反應(yīng)形成氫分子等。因此可以利用氫原子與其他雜質(zhì)和缺陷的反應(yīng)來鈍化這些復(fù)合中心的復(fù)合活性，提高硅晶體中少數(shù)載流子的壽命。

據(jù)公開的文獻報道，在硅晶體中引入氫原子的方法如以下:

(1)在太陽能電池制造過程中利用等離子增強化學氣相沉積法(pecvd)沉積氮化硅薄膜。

氮化硅薄膜中富含的氫原子擴散到硅晶體的界面，鈍化了界面上的硅懸掛鍵，顯著降低了硅晶體的表面復(fù)合速率。

(2)氫等離子體處理。通過浸沒在氫等離子體中能在硅晶體的近表面引入氫原子。

無論是沉積氮化硅薄膜還是氫等離子體處理，但這些方法存在的問題是:只能在硅晶體近表層(通常小于幾微米)引入氫，而無法在基體中引入高濃度的氫原子，所以氫原子對太陽能電池基體內(nèi)部的雜質(zhì)和缺陷的鈍化作用非常微弱。

如何實現(xiàn)在太陽能電池基體內(nèi)引入較高濃度的氫原子，最大化地利用其對基體內(nèi)雜質(zhì)和缺陷的鈍化作用。因此非平衡載流子的氫鈍化產(chǎn)生方法，對于提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率具有重要意義。

根據(jù)非平衡載流子的產(chǎn)生方法有：光熱法、電注入法。因此開發(fā)一種具有恒溫功能的大功率恒流源，用于光熱法的設(shè)備上,能有效的抑制電池片光衰。對于提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率具有重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、高光強的具有恒溫功能的高導(dǎo)熱大功率集成式led燈條。本發(fā)明采用lc串聯(lián)諧振高頻逆變電路，交流220v輸入,先整流成310v直流,再經(jīng)lc串聯(lián)諧振高頻逆變電路，轉(zhuǎn)換成20khz交流電，再經(jīng)過高頻電感和電解電容轉(zhuǎn)換成直流輸出，最大直流輸出為300v10a,電壓電流輸出可調(diào)。

為解決現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種具有恒溫功能的高導(dǎo)熱大功率集成式led燈條，包括led燈散熱水箱和用于調(diào)節(jié)該led燈散熱水箱中的led燈電流電壓的恒流源，所述led燈散熱水箱的正面一端設(shè)有用于連接正電極座的正電極安裝孔，所述led燈散熱水箱的正面另一端設(shè)有用于連接負電極座的負電極安裝孔，所述正電極座連接所述恒流源的正電極，所述負電極座連接所述恒流源的負電極，所述led燈散熱水箱的正面采用液態(tài)金屬焊接的方式連接有一金屬電路板，所述金屬電路板的表面裝有測溫探頭，所述測溫探頭與所述恒流源電連接。

作為本發(fā)明具有恒溫功能的高導(dǎo)熱大功率集成式led燈條的一種改進，所述恒流源內(nèi)設(shè)有核心電路板、前整流板、后整流板、電源板、風扇電源板、接口板、驅(qū)動板和控制面板，所述前整流板、后整流板、電源板、風扇電源板、接口板、驅(qū)動板和控制面板均與所述核心電路板連接，所述電源板輸入220v交流電壓經(jīng)過前整流板整流成310v直流電、并輸出至lc串聯(lián)諧振逆變電路轉(zhuǎn)換成20khz交流電，再經(jīng)過電感和電解電容轉(zhuǎn)換成直流電輸出。

作為本發(fā)明具有恒溫功能的高導(dǎo)熱大功率集成式led燈條的一種改進，所述控制面板上設(shè)有溫度顯示器、電壓顯示器、電流顯示器、功率顯示器、用于調(diào)節(jié)電壓的電壓調(diào)節(jié)器和用于調(diào)節(jié)電流的電流調(diào)節(jié)器，所述控制面板上還設(shè)有電源開關(guān)；

所述恒流源內(nèi)還設(shè)有兩個鋁散熱片、三個風扇、變壓器、電感、兩個交流電源，三個風扇均連接風扇電源板；所述恒流源外殼側(cè)面和正面均設(shè)有散熱網(wǎng)孔，所述述恒流源外殼的正面兩端分別設(shè)有多個u形卡扣和腰形安裝孔。

作為本發(fā)明具有恒溫功能的高導(dǎo)熱大功率集成式led燈條的一種改進，所述led燈散熱水箱的背面設(shè)有進水口和出水口，所述金屬電路板的表面間隔設(shè)有若干個led芯片。

作為本發(fā)明具有恒溫功能的高導(dǎo)熱大功率集成式led燈條的一種改進，所述led燈散熱水箱的空腔內(nèi)對應(yīng)所述led燈散熱水箱的背面一側(cè)間隔設(shè)有多片散熱翅片，每片所述散熱翅片沿所述led燈散熱水箱的長度方向上延伸、并與所述led燈散熱水箱的空腔長度相同。

作為本發(fā)明具有恒溫功能的高導(dǎo)熱大功率集成式led燈條的一種改進，每片所述散熱翅片的高度相同。

作為本發(fā)明具有恒溫功能的高導(dǎo)熱大功率集成式led燈條的一種改進，所述散熱翅片的高度小于所述led燈散熱水箱的空腔的高度。

作為本發(fā)明具有恒溫功能的高導(dǎo)熱大功率集成式led燈條的一種改進，所述led燈散熱水箱的兩端分別設(shè)有用于連接l形支架的支架連接孔。

作為本發(fā)明具有恒溫功能的高導(dǎo)熱大功率集成式led燈條的一種改進，所述led燈散熱水箱為鋁構(gòu)件，所述金屬電路板為銅構(gòu)件。

作為本發(fā)明具有恒溫功能的高導(dǎo)熱大功率集成式led燈條的一種改進，所述核心板由tms320f28335、lc4064v核心芯片構(gòu)成，通過tms320f28335芯片的spwm功能,實現(xiàn)全橋型零電壓開關(guān)pwm控制，spwm功能：就是在pwm的基礎(chǔ)上改變了調(diào)制脈沖方式，脈沖寬度時間占空比按正弦規(guī)律排列，這樣輸出波形經(jīng)過適當?shù)臑V波可以做到正弦波輸出。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是：本發(fā)明采用的技術(shù)方案基于lc串聯(lián)諧振高頻逆變電路。交流220v輸入,先整流成310v直流,再經(jīng)lc串聯(lián)諧振高頻逆變電路，轉(zhuǎn)換成20khz交流電，再經(jīng)過高頻電感和電解電容轉(zhuǎn)換成直流輸出，最大直流輸出為300v10a,電壓電流輸出可調(diào)。

采用高導(dǎo)熱大功率集成式led芯片，有效的抑制電池片的光衰，采用大功率led燈的金屬電路板,焊接在金屬散熱水箱表面的方式，通過金屬散熱水箱內(nèi)的水，迅速帶走金屬散熱水箱的熱能,實現(xiàn)led快速散熱，從而達到較高的輸出功率。

附圖說明

下面就根據(jù)附圖和具體實施方式對本發(fā)明及其有益的技術(shù)效果作進一步詳細的描述，其中：

圖1是本發(fā)明恒流源結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明led燈散熱水箱正面立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明led燈散熱水箱背面立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明led燈散熱水箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明全橋型零電壓開關(guān)pwm控制圖。

附圖標記名稱：1、led燈散熱水箱2、金屬電路板3、進水口4、出水口5、led芯片6、散熱翅片7、測溫探頭8、正電極安裝孔9、負電極安裝孔10、支架連接孔11、恒流源12、溫度顯示器13、電壓顯示器14、電流顯示器15、功率顯示器16、電壓調(diào)節(jié)器17、電流調(diào)節(jié)器18、電源開關(guān)19、散熱網(wǎng)孔20、u形卡扣21、腰形安裝孔。

具體實施方式

下面就根據(jù)附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步描述，但本發(fā)明的實施方式不局限于此。

如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，一種具有恒溫功能的高導(dǎo)熱大功率集成式led燈條，包括led燈散熱水箱1和用于調(diào)節(jié)該led燈散熱水箱1中的led燈電流電壓的恒流源11，led燈散熱水箱1的正面一端設(shè)有用于連接正電極座的正電極安裝孔8，led燈散熱水箱1的正面另一端設(shè)有用于連接負電極座的負電極安裝孔9，正電極座連接恒流源11的正電極，負電極座連接恒流源11的負電極，led燈散熱水箱1的正面采用液態(tài)金屬焊接的方式連接有一金屬電路板2，金屬電路板2的表面裝有測溫探頭7，測溫探頭7與恒流源11電連接。每個恒流源控制一組led燈散熱水箱1中的led燈電流電壓值。確保led燈的工作狀態(tài)溫度低的情況下，具有高光強的輸出。

優(yōu)選的，恒流源11內(nèi)設(shè)有核心電路板、前整流板、后整流板、電源板、風扇電源板、接口板、驅(qū)動板和控制面板，前整流板、后整流板、電源板、風扇電源板、接口板、驅(qū)動板和控制面板均與核心電路板連接，電源板輸入220v交流電壓經(jīng)過前整流板整流成310v直流電、并輸出至lc串聯(lián)諧振逆變電路轉(zhuǎn)換成20khz交流電，再經(jīng)過電感和電解電容轉(zhuǎn)換成直流電輸出。恒流源內(nèi)還具有是接口板、整流板、鉑電阻采集接口板、端子板、通信地址模塊。優(yōu)選的，控制面板上設(shè)有溫度顯示器12、電壓顯示器13、電流顯示器14、功率顯示器15、用于調(diào)節(jié)電壓的電壓調(diào)節(jié)器16和用于調(diào)節(jié)電流的電流調(diào)節(jié)器17，控制面板上還設(shè)有電源開關(guān)18；控制面板:主要由stm32f103ve、bc7276、74hc164、si8421ab等核心芯片構(gòu)成。

恒流源11內(nèi)還設(shè)有兩個鋁散熱片、三個風扇、變壓器、電感、兩個交流電源，三個風扇均連接風扇電源板；恒流源11外殼側(cè)面和正面均設(shè)有散熱網(wǎng)孔19，述恒流源外殼的正面兩端分別設(shè)有多個u形卡扣20和腰形安裝孔21。

優(yōu)選的，led燈散熱水箱1的背面設(shè)有進水口3和出水口4，金屬電路板2的表面間隔設(shè)有若干個led芯片5。

優(yōu)選的，led燈散熱水箱1的空腔內(nèi)對應(yīng)led燈散熱水箱1的背面一側(cè)間隔設(shè)有多片散熱翅片6，每片散熱翅片6沿led燈散熱水箱1的長度方向上延伸、并與led燈散熱水箱1的空腔長度相同。

優(yōu)選的，每片散熱翅片6的高度相同。

優(yōu)選的，散熱翅片6的高度小于led燈散熱水箱1的空腔的高度。

優(yōu)選的，led燈散熱水箱1的兩端分別設(shè)有用于連接l形支架的支架連接孔10。

優(yōu)選的，led燈散熱水箱1為鋁構(gòu)件，金屬電路板2為銅構(gòu)件。

優(yōu)選的，核心板由tms320f28335、lc4064v核心芯片構(gòu)成，通過tms320f28335芯片的spwm功能,實現(xiàn)全橋型零電壓開關(guān)pwm控制，spwm功能：就是在pwm的基礎(chǔ)上改變了調(diào)制脈沖方式，脈沖寬度時間占空比按正弦規(guī)律排列，這樣輸出波形經(jīng)過適當?shù)臑V波可以做到正弦波輸出。核心板具有以下作用：

1)精確死區(qū)時間控制；

2)可調(diào)振蕩頻率高達2mhz；

3)pid恒壓/恒流模式控制；

4)可調(diào)軟啟動控制；

5)可調(diào)周期性峰值限流電流控制；

6)內(nèi)部過溫保護控制；

7)過流速斷保護控制；

8)相位采集分析；

9)高速ad轉(zhuǎn)換,采集電壓電流，電抗分析；

10)led燈過溫保護；

11)led燈恒溫控制。

接口板:主要由chvs-as5霍爾電壓傳感器、ha55霍爾電流傳感器、ad8226arm、tlc2272idr、ad8275armz、si8421ab、kaqy214s、lm311d、tl3116dr等核心芯片構(gòu)成。具有以下電路：

1)電壓電流采集信號調(diào)理電路；

2)ldo穩(wěn)壓電路；

3)過溫控制電路；；

4)繼電器控制電路；

5)風扇控制電路；

6)rs485通信接口電路；

7)頻率脈沖電路；

8)母線過流電路；

9)過壓保護電路；

10)過流保護電路；

11)死機保護電路；

12)輸出允許電路；

13)輸入電壓調(diào)理電路；

12)4-20ma輸入調(diào)理電路。

驅(qū)動板:主要由igbt驅(qū)動芯片tx-ka962f、igbt驅(qū)動電源qa01、igbtk50t60、ha55霍爾電流傳感器等核心芯片構(gòu)成。具有以下作用：

1)可設(shè)定軟關(guān)斷時間；

2)可設(shè)定盲區(qū)時間；

3)可設(shè)定電流保護閾值；

4)可設(shè)定故障后再啟動時間；

5)故障信號輸出接口；

6)母線電流調(diào)理電路。

本發(fā)明的優(yōu)點是：本發(fā)明采用的技術(shù)方案基于lc串聯(lián)諧振高頻逆變電路。交流220v輸入,先整流成310v直流,再經(jīng)lc串聯(lián)諧振高頻逆變電路，轉(zhuǎn)換成20khz交流電，再經(jīng)過高頻電感和電解電容轉(zhuǎn)換成直流輸出，最大直流輸出為300v10a,電壓電流輸出可調(diào)。

采用高導(dǎo)熱大功率集成式led芯片，有效的抑制電池片的光衰，采用大功率led燈的金屬電路板,焊接在金屬散熱水箱表面的方式，通過金屬散熱水箱內(nèi)的水，迅速帶走金屬散熱水箱的熱能,實現(xiàn)led快速散熱，從而達到較高的輸出功率。

本發(fā)明采用了高導(dǎo)熱大功率集成式led芯片，有效的抑制電池片的光衰，采用大功率led燈的金屬電路板,焊接在金屬散熱水箱表面的方式，通過金屬散熱水箱內(nèi)的水，迅速帶走金屬散熱水箱的熱能,實現(xiàn)led快速散熱，從而達到較高的輸出功率。

led燈是由10組led并聯(lián)構(gòu)成，每組led是由88顆led串聯(lián)構(gòu)成。led燈銅電路板長522mm寬49mm,有效光照面積480*50＝24000平方毫米。色溫3000k，6w高光效led芯片，85攝氏度時,光效是156lm/w,25攝氏度時,光效是170lm/w。

當水冷正常工作時，水流量為7.2m3/h,輸出的光能最高可達5.42w/平方厘米,也就是說輸出的光能最高可達54.2個太陽光。出水管比進水管水溫升高4攝氏度,led燈銅電路板表面溫度升高18攝氏度。能有效的抑制電池片光衰。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和結(jié)構(gòu)的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同范圍限定。