專利名稱：電荷中繼增強(qiáng)器和包括該增強(qiáng)器的太陽能電池系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電荷中繼增強(qiáng)器以及包括該電荷中繼增強(qiáng)器的太陽能電池系統(tǒng)，尤其涉及在將在太陽能電池中產(chǎn)生的電荷中繼到充電器中所使用的電荷中繼增強(qiáng)器以及包括該電荷中繼增強(qiáng)器的太陽能電池系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近來，為了使由于礦物燃料的使用而引起的全球氣候變化減到最小，已經(jīng)將注意力集中在自然能源(如太陽能或風(fēng)能)的使用上。一個(gè)典型的例子是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的太陽能電池。太陽能電池利用了光電效應(yīng)，該光電效應(yīng)涉及到將太陽的光能轉(zhuǎn)化為電能。光電 效應(yīng)已經(jīng)在尋找為什么電子從被暴露在光下的金屬板中產(chǎn)生時(shí)獲得，且證明了光具有粒子性。光的粒子稱為光子，且運(yùn)動(dòng)中的光子與太陽能電池的金屬板碰撞，以從金屬板中產(chǎn)生與光子的動(dòng)能相對(duì)應(yīng)的正電子，而且太陽能電池存儲(chǔ)所生成的電子。影響太陽能電池的因素是例如由太陽能電池的表面所反射的太陽光線的量以及由太陽能電池的內(nèi)部電阻引起的損耗。商業(yè)化太陽能電池的表面通常由鐵強(qiáng)化玻璃或環(huán)氧樹脂形式。約10%的反射出現(xiàn)在為非減反射涂層(AR涂層)的玻璃或環(huán)氧樹脂上。太陽能電池中產(chǎn)生的、由于太陽能電池的內(nèi)部電阻的熱能而失去的電能的數(shù)量頁是相當(dāng)大的。此夕卜，由于光的轉(zhuǎn)化率根據(jù)波長而不同，所以太陽能電池并不轉(zhuǎn)化所有波長的光。因此，雖然不是所有的入射光能都被轉(zhuǎn)化為電能，但是除了研究這個(gè)，曾經(jīng)被生成的電能必須被沒有任何損失(如泄漏)地中繼到充電器。根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)，在太陽能電池中累積的電能(即，電子)不被中繼到充電電池，因此，所產(chǎn)生的電子的數(shù)量與用于充電的電子的數(shù)量之間的比率相當(dāng)?shù)?，這進(jìn)一步降低了轉(zhuǎn)換速率。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明提供電荷中繼增強(qiáng)器，該電荷中繼增強(qiáng)器將在太陽能電池中產(chǎn)生的電子在盡可能無任何損失的情況下中繼給充電器。本發(fā)明提供包括所述電荷中繼增強(qiáng)器的太陽能電池系統(tǒng)，該電荷中繼增強(qiáng)器將在太陽能電池中產(chǎn)生的電子在盡可能無任何損失的情況下中繼給充電器。技術(shù)解決方案根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了電荷中繼增強(qiáng)器，包括電荷感應(yīng)和泵送裝置，用于通過使用響應(yīng)于控制信號(hào)而從具有不同極性的兩個(gè)電源電壓中選擇的一個(gè)電源電壓來感應(yīng)電荷，并泵送所感應(yīng)的電荷；以及電荷路徑選擇裝置，用于經(jīng)由兩個(gè)輸入/輸出端子將輸入到輸入端子的電荷中繼到電荷感應(yīng)和泵送裝置，經(jīng)由所述兩個(gè)輸入/輸出端子接收由電荷感應(yīng)和泵送裝置所泵送的電荷，并輸出所述電荷到輸出端子。電荷感應(yīng)和泵送裝置可以包括第一電荷感應(yīng)和泵送裝置，用于通過使用響應(yīng)于控制信號(hào)而從具有不同極性的兩個(gè)電源電壓中選擇的一個(gè)電源電壓來感應(yīng)電荷，并泵送所感應(yīng)的電荷；以及第二電荷感應(yīng)和泵送裝置，用于通過使用響應(yīng)于所述控制信號(hào)而從具有不同極性的兩個(gè)電源電壓中選擇的一個(gè)電源電壓來感應(yīng)所述電荷，并泵送所感應(yīng)的電荷。所述電荷路徑選擇裝置可以經(jīng)由所述兩個(gè)輸入/輸出端子來分別將輸入到所述輸入端子的電荷中繼到所述第一電荷感應(yīng)和泵送裝置以及第二電荷感應(yīng)和泵送裝置，經(jīng)由所述兩個(gè)輸入/輸出端子接收分別由所述第一電荷感應(yīng)和泵送裝置以及所述第二電荷感應(yīng)和泵送裝置所泵送的電荷，以及輸出所泵送的電荷到輸出端子。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供電荷中繼增強(qiáng)器，包括第一電荷感應(yīng)和泵送裝置，用于在第一時(shí)間段內(nèi)感應(yīng)來自電荷供給源的電荷，并在第二時(shí)間段內(nèi)泵送所感應(yīng)的電荷；第二電荷感應(yīng)和泵送裝置，用于在所述第一時(shí)間段內(nèi)泵送電荷，并在所述第二時(shí)間段內(nèi)感應(yīng)來自所述電荷供給源的電荷；以及電荷路徑選擇裝置，用于將來自所述電荷供給源的電荷中繼到所述第一電荷感應(yīng)和泵送裝置以及所述第二電荷感應(yīng)和泵送裝置，并將由所述第 一電荷感應(yīng)和泵送裝置以及所述第二電荷感應(yīng)和泵送裝置所泵送的電荷交替地中繼到充電裝置。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供太陽能電池系統(tǒng)，包括太陽能電池；電荷中繼增強(qiáng)器；以及充電電池，其中所述電荷中繼增強(qiáng)器包括第一電荷感應(yīng)和泵送裝置，用于在第一時(shí)間段內(nèi)從太陽能電池感應(yīng)電荷，并在第二時(shí)間段內(nèi)泵送所感應(yīng)的電荷；第二電荷感應(yīng)和泵送裝置，用于在第一時(shí)間段內(nèi)泵送電荷，并在第二時(shí)間段內(nèi)從太陽能電池感應(yīng)電荷；以及電荷路徑選擇裝置，用于將來自太陽能電池的電荷中繼到所述第一電荷感應(yīng)和泵送裝置以及第二電荷感應(yīng)和泵送裝置，并將由所述第一電荷感應(yīng)和泵送裝置以及第二電荷感應(yīng)和泵送裝置所泵送的電荷交替地中繼到充電電池。有益效果如上所述，根據(jù)所述電荷中繼增強(qiáng)器以及包括本發(fā)明的實(shí)施方式中的電荷中繼增強(qiáng)器的太陽能電池系統(tǒng)，在太陽能電池中產(chǎn)生的電荷可以被盡可能多地中繼到充電裝置，這樣中繼在太陽能電池中產(chǎn)生的電荷到充電裝置的效率可以被最大化。


圖I是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的包括電荷中繼增強(qiáng)器的太陽能電池系統(tǒng)的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的包括圖I所示的電荷中繼增強(qiáng)器的太陽能電池系統(tǒng)的圖示；圖3是示出了電子流的電路圖，其中電子被感應(yīng)到第一電荷感應(yīng)和泵送裝置以及第二電荷感應(yīng)和泵送裝置泵送所感應(yīng)的電子；圖4是示出了電子流的電路圖，其中電子被感應(yīng)到第二電荷感應(yīng)和泵送裝置以及第一電荷感應(yīng)和泵送裝置泵送所感應(yīng)的電子；以及圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的包括圖I的電荷中繼增強(qiáng)器的太陽能電池系統(tǒng)的電路圖。
具體實(shí)施方式
下文中，電荷中繼增強(qiáng)器和包括該電荷中繼增強(qiáng)器的太陽能電池系統(tǒng)將參照附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。在本發(fā)明的描述中，當(dāng)相關(guān)技術(shù)的某些詳細(xì)解釋被認(rèn)為會(huì)不必要地模糊本發(fā)明的本質(zhì)時(shí)可以省略。術(shù)語的定義考慮了關(guān)于本發(fā)明的功能，而且可以根據(jù)客戶、操作者和用戶的意圖或依照習(xí)慣而改變。因此，應(yīng)當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的總體說明書來定義術(shù)語。在整個(gè)附圖中，類似的參考標(biāo)號(hào)表示類似的元素。圖I是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的包括電荷中繼增強(qiáng)器100的太陽能電池系統(tǒng)的框圖。參照?qǐng)D1，電荷中繼增強(qiáng)器100執(zhí)行將在太陽能電池150中產(chǎn)生的電荷中繼到充電電池160的功能，而且包括兩個(gè)電荷感應(yīng)和泵送裝置即第一電荷感應(yīng)和泵送裝置120和第二電荷感應(yīng)和泵送裝置130以及電荷路徑選擇裝置110。第一電荷感應(yīng)和泵送裝置120通過使用響應(yīng)于控制信號(hào)CON而從具有不同極性的兩個(gè)電源電壓V+和v_中選擇的電源電壓來感應(yīng)電荷，并泵送所感應(yīng)的電荷。 第二電荷感應(yīng)和泵送裝置130通過使用響應(yīng)于控制信號(hào)CON而從具有不同極性的兩個(gè)電源電壓V+和v_中選擇的電源電壓來感應(yīng)電荷，并泵送所感應(yīng)的電荷。電荷路徑選擇裝置110經(jīng)由兩個(gè)輸入/輸出端子將經(jīng)由輸入端子接收到的電荷中繼到第一電荷感應(yīng)和泵送裝置120以及第二電荷感應(yīng)和泵送裝置130中的每一個(gè)，并經(jīng)由所述兩個(gè)輸入/輸出端子接收由第一電荷感應(yīng)和泵送裝置120以及第二電荷感應(yīng)和泵送裝置130所泵送的電荷，并輸出所述電荷到輸出端子。如由其名字所表示的，電荷中繼增強(qiáng)器可以用來增加不僅是電荷(也就是說電子)而且是空穴(hole)的中繼效率。然而，為了更容易地理解本發(fā)明，這里，電荷產(chǎn)生設(shè)備將僅限于太陽能電池。因此，所產(chǎn)生的電荷將是電子。對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言顯而易見的所，可以修改所述裝置(將在下文中描述)，以便在空穴的情況下應(yīng)用該裝置。圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的包括圖I所示的電荷中繼增強(qiáng)器100的太陽能電池系統(tǒng)的圖不。參照?qǐng)D2，電荷路徑選擇裝置110包括4個(gè)二極管，即第一二極管Dl到第四二極管D4。第一二極管Dl的第一端子連接到輸入端子In并且第一二極管Dl的第二端子連接到第一輸入/輸出端子1/01。第二二極管D2的第一端子連接到輸入端子In并且第二二極管D2的第二端子連接到第二輸入/輸出端子1/02。第三二極管D3的第一端子連接到第一輸入/輸出端子1/01并且第三二極管D3的第二端子連接到輸出端子Out。第四二極管D4的第一端子連接到第二輸入/輸出端子1/02并且第四二極管D4的第二端子連接到輸出端子Out。這里，在一個(gè)方向上中繼電荷的二極管被用作電荷中繼的示例。然而，晶體管也可以用作電荷中繼。在電荷路徑選擇裝置110中使用在一個(gè)方向上中繼電荷的電荷中繼的原因?qū)⑼ㄟ^下面參考圖3和圖4對(duì)本發(fā)明的操作特性的描述而得到清楚的理解。第一電荷感應(yīng)和泵送裝置120包括第一電容器Cl和第一開關(guān)SW1。第一電容器Cl的第一端子連接到第一輸入/輸出端子1/01。第一開關(guān)SWl將響應(yīng)于控制信號(hào)CON而選擇的第一電源電壓V+和第二電源電壓V_中的其中之一切換到第一電容器Cl的第二端子。第二電荷感應(yīng)和泵送裝置130包括第二電容器C2和第二開關(guān)SW2。第二電容器C2的第一端子連接到第二輸入/輸出端子1/02。第二開關(guān)SW2將響應(yīng)于控制信號(hào)CON而選擇的第一電源電壓V+和第二電源電壓乂_中的其中之一切換到第二電容器C2的第二端子。這里，可以將例如單個(gè)晶體管、由兩個(gè)晶體管形成的傳輸門或者繼電器用作開關(guān)。下文中，將描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的圖2所示的電荷中繼增強(qiáng)器(電子中繼增強(qiáng)器)的操作。這里，第一二極管Dl到第四二極管D4中的每一個(gè)二極管的第一端子和第二端子將被分別假設(shè)為P型端子和N型端子。P型端子指代包括PN 二極管的P型雜質(zhì)的有源區(qū)，而N型端子指代包括N型雜質(zhì)的有源區(qū)。電子容易地從N型端子向P型端子移動(dòng)，而空穴容易地從P型端子向N型端子移動(dòng)，但是由于PN結(jié)中形成的勢(shì)壘，相反的情況是不可以的。從太陽能電池150中繼的電子被輸入到第一二極管Dl和第二二極管D2的N型端子。已經(jīng)通過第一二極管Dl的電子可以從第一輸入/輸出端子1/01向第一電荷感應(yīng)和泵送裝置120和第三二極管D3移動(dòng)。類似地，已經(jīng)通過第二二極管D2的電子可以從第二輸入/輸出端子1/02向第二電荷感應(yīng)和泵送裝置130和第四二極管D4移動(dòng)。已經(jīng)通過第三二 極管D3和第四二極管D4的電子被中繼到充電電池160并在充電電池160中進(jìn)行累積。根據(jù)控制信號(hào)C0N，第一電源電壓V+和第二電源電壓V_中的其中之一被連接到包括在第一電荷感應(yīng)和泵送裝置120中的第一電容器Cl的第二端子。這里，第一電源電壓V+具有正電勢(shì)，而第二電源電壓V_具有負(fù)電勢(shì)。在太陽能電池150中產(chǎn)生的電子通過第一二極管Dl以被中繼到第一輸入/輸出端子1/01，而且被中繼到第一二極管Dl的電子可以通過第三二極管D3并移動(dòng)到充電電池160或者移動(dòng)到第一電荷感應(yīng)和泵送裝置120。當(dāng)具有正電勢(shì)的第一電源電壓V+被施加到第一電容器Cl的第二端子時(shí)，被中繼到第一輸入/輸出端子1/01的電子不通過第三二極管D3并移動(dòng)到充電電池160,但是可以被感應(yīng)到第一電容器Cl的第一端子。相反地，當(dāng)具有負(fù)電勢(shì)的第二電源電壓V_被施加到第一電容器Cl的第二端子時(shí)，空穴被感應(yīng)到第一電容器Cl的第一端子。這里，空穴的感應(yīng)意味著之前被感應(yīng)的電荷被擊退,且被擊退的電子通過第三二極管D3并都移動(dòng)到充電電池160。下文中，被擊退的電子將稱為電子的泵送。在這種情況中，通過建立第一電源電壓V+和第二電源電壓V_的適當(dāng)?shù)碾妱?shì)，被中繼到第一輸入/輸出端子1/01的所有電子都可以被感應(yīng)到第一電容器Cl，且所有被感應(yīng)的電子可以通過第三二極管D3并被泵送到充電電池160。根據(jù)控制信號(hào)C0N，第一電源電壓V+和第二電源電壓V_中的其中之一被連接到包括在第二電荷感應(yīng)和泵送裝置130的第二電容器C2的第二端子。在太陽能電池150中產(chǎn)生的電子通過第二二極管D2并被中繼到第二輸入/輸出端子1/02，而且被中繼到第二二極管D2的電子可以通過第四二極管D4并移動(dòng)到充電電池160或者移動(dòng)到第二電荷感應(yīng)和泵送裝置130。當(dāng)具有正電勢(shì)的第一電源電壓V+被施加到第二電容器C2的第二端子時(shí)，被中繼到第二輸入/輸出端子1/02的電子不通過第四二極管D4并移動(dòng)到充電電池160，但是可以被感應(yīng)到第二電容器C2的第一端子。相反地，當(dāng)具有負(fù)電勢(shì)的第二電源電壓V_被施加到第二電容器C2的第二端子時(shí)，被感應(yīng)到第二電容器C2的第一端子的電荷通過第四二極管D4，而且可以都被泵送到充電電池160。如上所述，第一電荷感應(yīng)和泵送裝置120以及第二電荷感應(yīng)和泵送裝置130可以執(zhí)行相同的功能，而且根據(jù)本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施方式，第一電荷感應(yīng)和泵送裝置120以及第二電荷感應(yīng)和泵送裝置130被應(yīng)用于不同的劃分時(shí)段。也就是說，當(dāng)電子正被感應(yīng)到一個(gè)功能塊時(shí)，另一個(gè)功能塊泵送所感應(yīng)的電子到充電電池160。該操作根據(jù)控制信號(hào)CON來執(zhí)行。參照?qǐng)D2，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)SWl切換第一電源電壓V+時(shí)，第二開關(guān)SW2切換第二電源電壓V—。圖3是示出了電子流的電路圖，其中電子被感應(yīng)到第一電荷感應(yīng)和泵送裝置120以及第二電荷感應(yīng)和泵送裝置130泵送所感應(yīng)的電子。參照?qǐng)D3，當(dāng)具有正電勢(shì)的第一電源電壓V+被施加到第一電荷感應(yīng)和泵送裝置120的第一電容器Cl的右側(cè)端子時(shí),從太陽能電池150被中繼到第一輸入/輸出端子1/01的電子e_被感應(yīng)到第一電容器Cl的第一端子。這里，當(dāng)具有負(fù)電勢(shì)的第二電源電壓1被施加到第二電荷感應(yīng)和泵送裝置130的第二電容器C2的右側(cè)端子時(shí)，被感應(yīng)到第二電容器 C2的第一端子的電子e_被泵送到充電電池160。圖4是示出了電子流的電路圖，其中電子被感應(yīng)到第二電荷感應(yīng)和泵送裝置130以及第一電荷感應(yīng)和泵送裝置120泵送所感應(yīng)的電子。參照?qǐng)D4，當(dāng)具有負(fù)電勢(shì)的第二電源電壓1被施加到第一電荷感應(yīng)和泵送裝置120的第一電容器Cl的右側(cè)端子時(shí)，之前被感應(yīng)到第一電容器Cl的第一端子的電子被泵送到充電電池160。當(dāng)具有正電勢(shì)的第一電源電壓V+被施加到第二電荷感應(yīng)和泵送裝置130的第二電容器C2的右側(cè)端子時(shí)，從太陽能電池150被中繼到第二輸入/輸出端子1/02的電子e_被感應(yīng)到第二電容器C2的第一端子?？梢允褂酶鞣N方法來產(chǎn)生兩個(gè)電源電壓V+和V_ ;舉個(gè)例子,兩個(gè)電源電壓V+和V—可以通過用交流-直流(AC-DC)轉(zhuǎn)換器來轉(zhuǎn)換交流(AC)電源或者通過降低具有比設(shè)定電壓更高的電勢(shì)的DC電壓源的電勢(shì)來產(chǎn)生。圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的包括圖I的電荷中繼增強(qiáng)器的太陽能電池系統(tǒng)500的圖示。參照?qǐng)D5，除了圖2所示的四個(gè)二極管即第一二極管Dl至第四二極管D4之外，電荷路徑選擇裝置510進(jìn)一步包括4N個(gè)二極管(N是I或者更大的整數(shù))。另外，除了圖2所示的電容和開關(guān)對(duì)之外，第一電荷感應(yīng)和泵送裝置520以及第二電荷感應(yīng)和泵送裝置530包括N對(duì)電容器和開關(guān)。當(dāng)電荷路徑選擇裝置510包括總共8個(gè)二極管時(shí)，第一電荷感應(yīng)和泵送裝置520和第二電荷感應(yīng)和泵送裝置530可以分別包括兩對(duì)電容器和開關(guān)，也就是說，包括第一電容器和第一開關(guān)的對(duì)521和包括第二電容器和第二開關(guān)的對(duì)522以及包括第一電容器和第一開關(guān)的對(duì)531和包括第二電容器和第二開關(guān)的對(duì)532。在這種情況中，額外的四個(gè)二極管，即被添加到電荷路徑選擇裝置510的第五二極管D5到第八二極管D8，被配置如下。第五二極管D5的第一端子連接到輸入端子In，而第五二極管D5的第二端子連接到第三輸入/輸出端子1/03。第六二極管D6的第一端子連接到輸入端子In，而第六二極管D6的第二端子連接到第四輸入/輸出端子1/04。第七二極管D7的第一端子連接到第三輸入/輸出端子1/03，而第七二極管D7的第二端子連接到輸出端子Out。第八二極管D8的第一端子連接到第四輸入/輸出端子1/04，而第八二極管D8的第二端子連接到輸出端子Out。這里，對(duì)521連接到第一輸入/輸出端子1/01，對(duì)522連接到第三輸入/輸出端子1/03，對(duì)531連接到第二輸入/輸出端子1/02，以及對(duì)532連接到第四輸入/輸出端子1/04。當(dāng)電荷路徑選擇裝置510由總共12個(gè)二極管形成時(shí)，第一電荷感應(yīng)和泵送裝置520以及第二電荷感應(yīng)和泵送裝置530可以各自包括3對(duì)電容器和開關(guān)。二極管以及電容器和開關(guān)對(duì)的結(jié)構(gòu)可以被一般地描述如下。當(dāng)電荷路徑選擇裝置510由總共4N個(gè)二極管形成時(shí)，第一電荷感應(yīng)和泵送裝置520以及第二電荷感應(yīng)和泵送裝置530可以各自包括N對(duì)電容器和開關(guān)。電荷路徑選擇裝置510的4N個(gè)二極管可以概括如下。第(4N+1)二極管D (4N+1)的第一端子連接到輸入端子In，而第(4N+1) 二極管D (4N+1)的第二端子連接到第(2N+1)輸入/輸出端子I/O (2N+1)。第(4N+2) 二極管D (4N+2)的第一端子連接到輸入端子In，而第(4N+2)二極管D(4N+2)的第二端子連接到第2N輸入/輸出端子I/0(2N)。第(4N+3)二極管D (4N+3)的第一端子連接到第(2N+1)輸入/輸出端子I/O (2N+1)，而第(4N+3) 二極管D (4N+3)的第二端子連接到輸出端子Out。第(4N+4) 二極管D (4N+4)的第一端子連接到第2N輸入/輸出端子I/O (2N),而第(4N+4) 二極管D(4N+4)的第二端子連接到輸出端子Out?！み@里，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式所使用的太陽能電池可以被燃料電池所取代，而且在這種情況中，燃料電池的效率可以被提高。另外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的電荷中繼增強(qiáng)器可以被應(yīng)用于光催化劑空氣凈化器，從而改善光催化劑空氣凈化器的效率。而且，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的電荷中繼增強(qiáng)器可以被應(yīng)用到發(fā)光二極管(LED)或者有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)，從而改善LED或OLED的效率。另外，在本發(fā)明實(shí)施方式中所使用的第一二極管Dl到第四二極管D4可以被開關(guān)或者晶體管(例如金屬-氧化物-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)或者雙極型晶體管(BJT))所取代。雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的示例性實(shí)施方式而特別示出和描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明的實(shí)施方式僅是出于說明的目的而被提供，且對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，可以在不背離本發(fā)明的范圍和精神的情況下做出修改或調(diào)整。因此，本發(fā)明的范圍將被解釋為包括落入本發(fā)明的技術(shù)精神主旨中的任何變化、修改或者調(diào)整的示例。
權(quán)利要求
1.一種電荷中繼增強(qiáng)器，該電荷中繼增強(qiáng)器包括 電荷感應(yīng)和泵送裝置，用于通過使用響應(yīng)于控制信號(hào)而從具有不同極性的兩個(gè)電源電壓中選擇的一個(gè)電源電壓來感應(yīng)電荷，并泵送所感應(yīng)的電荷；以及 電荷路徑選擇裝置，用于經(jīng)由兩個(gè)輸入/輸出端子將輸入到輸入端子的電荷中繼到所述電荷感應(yīng)和泵送裝置、經(jīng)由所述兩個(gè)輸入/輸出端子接收由所述電荷感應(yīng)和泵送裝置所泵送的電荷、并輸出所述電荷到輸出端子。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電荷中繼增強(qiáng)器，其 中所述電荷感應(yīng)和泵送裝置包括 第一電荷感應(yīng)和泵送裝置，用于通過使用響應(yīng)于控制信號(hào)而從具有不同極性的兩個(gè)電源電壓中選擇的一個(gè)電源電壓來感應(yīng)電荷，并泵送所感應(yīng)的電荷；以及 第二電荷感應(yīng)和泵送裝置，用于通過使用響應(yīng)于所述控制信號(hào)而從具有不同極性的兩個(gè)電源電壓中選擇的一個(gè)電源電壓來感應(yīng)所述電荷，并泵送所感應(yīng)的電荷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電荷中繼增強(qiáng)器，其中在所述第一電荷感應(yīng)和泵送裝置從所述兩個(gè)電源電壓中選擇第一電源電壓的時(shí)間段期間，所述控制信號(hào)指示所述第二電荷感應(yīng)和泵送裝置從所述兩個(gè)電源電壓中選擇作為剩余電源電壓的第二電源電壓， 其中在所述第一電荷感應(yīng)和泵送裝置從所述兩個(gè)電源電壓中選擇所述第二電源電壓的時(shí)間段期間，所述控制信號(hào)指示所述第二電荷感應(yīng)和泵送裝置從所述兩個(gè)電源電壓中選擇作為剩余電源電壓的所述第一電源電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電荷中繼增強(qiáng)器，其中所述電荷路徑選擇裝置包括 第一二極管，該第一二極管的第一端子連接到所述輸入端子并且該第一二極管的第二端子連接到第一輸入/輸出端子； 第二二極管，該第二二極管的第一端子連接到所述輸入端子并且該第二二極管的第二端子連接到第二輸入/輸出端子； 第三二極管，該第三二極管的第一端子連接到所述第一輸入/輸出端子并且該第三二極管的第二端子連接所述到輸出端子；以及 第四二極管，該第四二極管的第一端子連接到所述第二輸入/輸出端子并且該第四二極管的第二端子連接到所述輸出端子。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電荷中繼增強(qiáng)器，其中所述電荷路徑選擇裝置進(jìn)一步包括 第(4N+1) 二極管，該第(4N+1) 二極管的第一端子連接到所述輸入端子，且該第(4N+1)二極管的第二端子連接到第(2N+1)輸入/輸出端子； 第(4N+2 ) 二極管，該第(4N+2 ) 二極管的第一端子連接到所述輸入端子，且該第(4N+2 )二極管的第二端子連接到第2N輸入/輸出端子； 第(4N+3) 二極管，該第(4N+3) 二極管的第一端子連接到所述第(2N+1)輸入/輸出端子，且該第(4N+3 ) 二極管的第二端子連接到所述輸出端子；以及 第(4N+4)二極管，該第(4N+4)二極管的第一端子連接到所述第2N輸入/輸出端子，且該第(4N+4) 二極管的第二端子連接到所述輸出端子； 其中N是I或者更大的整數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電荷中繼增強(qiáng)器，其中所述電荷路徑選擇裝置進(jìn)一步包括 第(4N+1) 二極管，該第(4N+1) 二極管的第一端子連接到所述輸入端子，且該第(4N+1)二極管的第二端子連接到第(2N+1)輸入/輸出端子；第(4N+2 ) 二極管，該第(4N+2 ) 二極管的第一端子連接到所述輸入端子，且該第(4N+2 )二極管的第二端子連接到第2N輸入/輸出端子； 第(4N+3) 二極管，該第(4N+3) 二極管的第一端子連接到所述第(2N+1)輸入/輸出端子，且該第(4N+3 ) 二極管的第二端子連接到所述輸出端子；以及 第(4N+4)二極管，該第(4N+4)二極管的第一端子連接到所述第2N輸入/輸出端子，且該第(4N+4) 二極管的第二端子連接到所述輸出端子； 其中N是I或者更大的整數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電荷中繼增強(qiáng)器，其中被輸入到所述電荷路徑選擇裝置的所述輸入端子的電荷施加自太陽能電池。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電荷中繼增強(qiáng)器，其中所述電荷是電子和空穴中的一者。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電荷中繼增強(qiáng)器，其中輸出到所述電荷路徑選擇裝置的所述輸出端子的被泵送電荷被中繼到充電電池。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電荷中繼增強(qiáng)器，其中輸出到所述電荷路徑選擇裝置的所述輸出端子的被泵送電荷被中繼到充電電池。
11.一種電荷中繼增強(qiáng)器，該電荷中繼增強(qiáng)器包括 第一電荷感應(yīng)和泵送裝置，用于在第一時(shí)間段內(nèi)感應(yīng)來自電荷供給源的電荷，并在第二時(shí)間段內(nèi)泵送所感應(yīng)的電荷； 第二電荷感應(yīng)和泵送裝置，用于在所述第一時(shí)間段內(nèi)泵送電荷，并在所述第二時(shí)間段內(nèi)感應(yīng)來自所述電荷供給源的電荷；以及 電荷路徑選擇裝置，用于將來自所述電荷供給源的電荷中繼到所述第一電荷感應(yīng)和泵送裝置以及所述第二電荷感應(yīng)和泵送裝置，并將由所述第一電荷感應(yīng)和泵送裝置以及所述第二電荷感應(yīng)和泵送裝置所泵送的電荷交替地中繼到充電裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電荷中繼增強(qiáng)器，其中當(dāng)所述電荷是電子時(shí)，所述第一電荷感應(yīng)和泵送裝置以及所述第二電荷感應(yīng)和泵送裝置通過使用具有正電勢(shì)的電源電壓來感應(yīng)電子，并通過使用具有負(fù)電勢(shì)的電源電壓來泵送所感應(yīng)的電子， 其中當(dāng)所述電荷是空穴時(shí)，所述第一電荷感應(yīng)和泵送裝置以及所述第二電荷感應(yīng)和泵送裝置通過使用具有負(fù)電勢(shì)的電源電壓來感應(yīng)空穴，并通過使用具有正電勢(shì)的電源電壓來泵送所感應(yīng)的空穴。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電荷中繼增強(qiáng)器，其中所述電荷供給源是太陽能電池。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電荷中繼增強(qiáng)器，其中所述充電裝置是充電電池。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電荷中繼增強(qiáng)器，其中所述電荷路徑選擇裝置包括 第一電荷中繼器，用于將來自所述電荷供給源的電荷中繼到所述第一電荷感應(yīng)和泵送裝置； 第二電荷中繼器，用于將來自所述電荷供給源的電荷中繼到所述第二電荷感應(yīng)和泵送裝置； 第三電荷中繼器，用于將由所述第一電荷感應(yīng)和泵送裝置所泵送的電荷中繼到所述充電裝置；以及 第四電荷中繼器，用于將由所述第二電荷感應(yīng)和泵送裝置所泵送的電荷中繼到所述充電裝置；其中所述第一電荷中繼器至所述第四電荷中繼器僅在一個(gè)方向上中繼所述電荷。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電荷中繼增強(qiáng)器，其中所述第一電荷中繼器至所述第四電荷中繼器各自由二極管或者晶體管形成。
17.一種太陽能電池系統(tǒng)，該太陽能電池系統(tǒng)包括 太陽能電池； 電荷中繼增強(qiáng)器；以及 充電電池， 其中所述電荷中繼增強(qiáng)器包括 第一電荷感應(yīng)和泵送裝置，用于在第一時(shí)間段內(nèi)感應(yīng)來自所述太陽能電池的電荷，并在第二時(shí)間段內(nèi)泵送所感應(yīng)的電荷； 第二電荷感應(yīng)和泵送裝置，用于在所述第一時(shí)間段內(nèi)泵送電荷，并在所述第二時(shí)間段內(nèi)感應(yīng)來自所述太陽能電池的電荷；以及 電荷路徑選擇裝置，用于將來自所述太陽能電池的電荷中繼到所述第一電荷感應(yīng)和泵送裝置以及所述第二電荷感應(yīng)和泵送裝置，并將由所述第一電荷感應(yīng)和泵送裝置以及所述第二電荷感應(yīng)和泵送裝置所泵送的電荷交替地中繼到所述充電電池。
全文摘要
本發(fā)明涉及電荷中繼增強(qiáng)器以及包括該增強(qiáng)器的太陽能電池系統(tǒng)，尤其涉及在將在太陽能電池中產(chǎn)生的電荷中繼到充電器中所使用的電荷中繼增強(qiáng)器以及包括該電荷中繼增強(qiáng)器的太陽能電池系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，電荷中繼增強(qiáng)器和包括該增強(qiáng)器的太陽能電池系統(tǒng)包括電荷感應(yīng)和泵送裝置(120，130)，用于通過使用響應(yīng)于控制信號(hào)(CON)而從具有互相不同極性的兩個(gè)電源電壓(V+，V-)中選擇的一個(gè)電源電壓來感應(yīng)電荷，并泵送所感應(yīng)的電荷；以及電荷路徑選擇裝置(110)，用于經(jīng)由兩個(gè)輸入/輸出端子(I/O1，I/O2)將輸入到輸入端子(In)的電荷中繼到所述電荷感應(yīng)和泵送裝置(120，130)，并在經(jīng)由所述兩個(gè)輸入/輸出端子(I/O1，I/O2)分別接收到由所述電荷感應(yīng)和泵送裝置(120,130)所泵送的電荷之后將該電荷輸出給輸出端子(Out)。
文檔編號(hào)H02M3/155GK102714427SQ201080062254
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者安鉉區(qū), 金鶴洙 申請(qǐng)人:產(chǎn)學(xué)合作基金鮮文大學(xué), 安鉉區(qū), 金鶴洙