[发明专利]一种三端结构具有光谱自适应的光电系统

权利要求书

1.一种三端结构具有光谱自适应的光电系统，其特征在于，至少包括：

实现光电转换功能的电源模块(3)，所述电源模块包括光电池；在所述光电池上设有三个输出电极；所述三个输出电极分别为负极、正极和位于外延层中部电极；

通过切换开关(4)与外延层中部电极连接的电流测量线路、功率输出线路和功率输入线路；

获取电源模块状态参数的采集模块；

接收采集模块的数据，对所述数据进行分析，根据分析结果控制切换开关工作状态的信息处理模块；其中：

所述中部电极与切换开关的静触点连接；所述切换开关的三个动触点分别与电流测量线路、功率输出线路和功率输入线路连接；所述分析的过程为：

在光电池的负极和正极之间设置电流表，定义读数为I，设当中部电极和正极间为开路时，负极至正极输出条件下最大功率点对应的电流为Im，当负极至正极和中部电极至正极均短路时，中部电极至正极通过的电流为Ip，且设置电流方向从中部电极到正极为正；则考虑如下两类情况：

第一大类：Ip≥0；对应中部电极至正极之间子电池具有过剩电流的情况；

(1)IImIp0；此时属于两端供能状态，也是目前光电池常规工作状态；

(2)ImIIp0；此时上两子电池发光耦合强，使得第三结电池效率增加，是三端电池理想工作状态；

(3)IpIm0；此时中部电极至正极子电池具有很大的过剩电流，从中部电极至正极主输出获得更大的功率，而负极至正极用于辅助输出；

(4)Ip＝0；此时是三结电池最理想的电流匹配状态，两端输出，中部电极输出电流为零时系统效率最大；

第二大类：Ip0；对应于子电池电流不足的情况；

(a)ImIp的情况，此时需要额外的电流进行补充；

(b)IpIm的情况，此时电池大限流状态，从中部电极至负极主输出获得更大的功率，而中部电极至正极用于辅助输出；

根据上述分析，将负极连接电流表，然后连接负载，实时探测电流值并反馈给计算机，计算机根据电流值确定电池工作状态，确定输出的电流值反馈给线路切换开关和/或电流源，线路开关按照计算机命令进行线路却换，电流源按照设定向电池中部电极输出电流。

2.根据权利要求1所述的三端结构具有光谱自适应的光电系统，其特征在于，所述采集模块包括：

与负极连接的电流采集器(2)；

安装于电流测量线路上的电流采样器(1)。

3.根据权利要求1所述的三端结构具有光谱自适应的光电系统，其特征在于，所述光电池为多结太阳电池，表面积不大于200cm²；或所述光电池为多结太阳电池组，表面积和不大于200cm²。

4.根据权利要求1所述的三端结构具有光谱自适应的光电系统，其特征在于，所述功率输出线路为蓄电池电路，所述功率输入线路为电流源电路。

5.根据权利要求1所述的三端结构具有光谱自适应的光电系统，其特征在于，所述光电池的上方为双电极结构，下方为太阳电池面电极结构，中部电极位于双电极结构上，电极宽度为0.01～0.5mm。

6.根据权利要求1所述的三端结构具有光谱自适应的光电系统，其特征在于，所述光电池的下方为双电极结构，上方为太阳电池栅线结构，中部电极位于双电极结构上，电极宽度为0.05～1.5mm。

7.根据权利要求5或6所述的三端结构具有光谱自适应的光电系统，其特征在于，外延层中部电极和同一面上的电极之间具有空隙，同电极栅线间间距为1～3mm。

8.根据权利要求1所述的三端结构具有光谱自适应的光电系统，其特征在于，所述光电池由三个子电池组成，分别为GaInP、GaAs和InGaAs。

9.根据权利要求8所述的三端结构具有光谱自适应的光电系统，其特征在于，所述光电池的外延结构中设置有横向传输层和渐变缓冲层。