CN105897149B - 一种太阳能电池片用柔性电池盒 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能电池片用柔性电池盒，属于纺织、能源等学科的交叉领域。本发明利用纺织领域的编织纱技术将包有阻燃层的极细金属导电纤维编植入纺织品内部，形成柔性电子传导体系；使用时尚的相框造型，将已有的太阳能电池片通过植入纺织品内部的电路进行串、并联，同时与附属的升压电路板及USB接口连接起来，形成柔性太阳能电池盒。此太阳能电池片用柔性电池盒在不影响室内美观且不占用普通地面活动空间的前提下，易清洗，性能稳定。本发明整合了太阳能电池组和柔性电路体系的优点，利用智能纺织品的方式，简便地将太阳能的光伏效应应用于家居生活，作为电能的重要补充。本发明应用广泛，操作简单，整体性能稳定，具备产业化的潜力。
Description
技术领域
本发明属于新能源开发利用与智能纺织品开发的交叉技术研究领域，具体为一种太阳能电池片用柔性电池盒。
背景技术
由于世界各国研究者对太阳能发展的高度关注，太阳能电池从传统的第一代电池板迅速发展到如今的第三代包括量子点太阳能电池以及染料敏化太阳能电池为主的新型高效的电池片。随着太阳能技术的迅速更新换代，越来越多的研究者将注意力放在了将其应用领域拓展到普通的日常生活中。
现有概念版利用太阳能的智能纺织品中，太阳能电池片只是机械性地粘贴在织物或柔性载体表面，其载体本身在整体光电转换过程中不提供任何附加功能，反而太阳能电池片及其附属导线的加入影响了织物等柔性载体在使用过程中的灵活度，同时，左右缠绕的电线也会影响整体美观度；且普通电线外皮的胶皮暴露在强阳光下长时间进行照射，安全方面存在一定隐患。由于上述缺陷的制约，太阳能电池片在普通家用领域上的应用出现了瓶颈期。
为了增大太阳能电源的功率，有些太阳能移动电源使用了多片折叠的方式来解决问题，如专利CN201639317公开的一种折叠式太阳能充电器。这种将太阳能电池组装的方式在柔性上依然存在较大的欠缺。专利CN102780252A是通过卷轴的方式增加电池盒的柔性及便携性，但成本相对较高，推广存在一定难度。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种太阳能电池片用柔性电池盒。柔性太阳能电池盒生产过程简单，技术稳定性强，电池片可随时拆装，不影响纺织品的清洗，可以为包括柔性电池片、普通传统硅基电池片等以光伏效应为基础的光伏单电池提供以串联或并联的形式而形成电池组的条件，轻松达到连接USB接口对小型电器或蓄电池进行充电的目的。实质上，本发明主要是利用纺织领域中编织纱技术将金属导电纤维植入纺织品纤维内部，形成可定向导电的柔性电子传导体系；使用相框造型，将太阳能电池片通过植入纺织品内部的电路进行串并联，同时与附属小型升压电路板及USB输出接口连接起来，形成太阳能电池片组载体的设计。
本发明所采用的技术方案，一种太阳能电池片用柔性电池盒，包括的具体步骤为：将适度粗细的镀锡铜线(带绝缘皮)或镀银铜线(带绝缘皮)置于中心位置；4——8根缠绕着任意类型的纱线纤维的纱筒分别固定在8锭低速编织机的纱锭上；调节齿轮大小与电机转速，使8锭低速编织机运转速率适中；编织纱编织完成后作为缝纫线，将其按照需要植入纺织品中，端头部分使用模型飞机配件中常用的接线扣(公母端头之一)，将导线裸露部分封入接线扣端头内部；太阳能电池片两极的电线端头连接接线扣端头的另外一部分，通过插拔端头达到太阳能电池片与电池盒接入和断开的过程。操作方法简单，技术性能稳定，且安全系数较高；纺织品柔性电池盒另外一端连接小型升压电路板及USB 输出接口。
本发明的有益效果体现在：
本项目产品的设计思路既不同于现有的各种类型太阳能电池组应用系统，也不同于现有的其他硅胶银浆柔性电路的应用体系。项目首次将具有金属纤维芯材的导电编织纱作为太阳能电池片光生载流子中电子的传输通路，将光生电势相对较低的太阳能柔性单电池片串联成为一个整体，并以纺织品的方式组合进入相框型纺织品中。本项目产品不影响室内美观，不占用普通地面活动空间，易清洗，性能稳定。
具体实施方式
下面将结合实施例进一步阐明本发明的内容，但这些实施例并不限制本发明的保护范围。
实施例1：
1)将直径为0.3mm的镀锡铜线(带绝缘皮)置于中心位置，8根0.1mm 直径的棉纱筒分别固定在8锭低速编织机的四周纱锭上。
2)调节齿轮大小与电机转速，使编织机运转速率适中。
3)编织纱编织完成后作为缝纫线，将其按照需要植入纺织品中，端头部分使用模型飞机配件中常用的接线扣(公母端头之一)，将导线裸露部分封入接线扣端头内部。
4)太阳能电池两极的电线端头连接接线扣端头的另外一部分，通过插拔端头达到电池与电池盒接入和断开的过程。操作方法简单，技术性能稳定，且安全系数较高。
5)纺织品柔性电池盒另外一端连接升压电路及USB接口。
实施例2：
将实施例1步骤1中0.3mm的镀锡铜线(带绝缘皮)调整为0.5mm镀锡铜线(带绝缘皮)，其余同实施例1，串并联方式根据实际情况略作调整。
实施例3：
将实施例1步骤1中0.3mm的镀锡铜线(带绝缘皮)调整为0.5mm镀银铜线(带绝缘皮)，其余同实施例1，串并联方式根据实际情况略作调整。
实施例4：
将实施例1步骤1中8锭棉纱调整为4锭棉纱，其余同实施例1，串并联方式根据实际情况略作调整。
性能测试例5：
使用万用表测量整体植入纺织品内部的导电编织纱最终的导电性能，结果显示编织纱植入纺织品内部的过程没有对其基础导电性能产生任何影响。8锭棉纱编织外皮包裹后，从表观上完全与普通等直径粗细的棉纱相同，植入纺织品后不会出现视觉上的突兀感，可以达到将线路完全隐身于纺织品的目的。同时，纺织品的柔性比普通的塑料片等其他柔性载体都优越，因此手感比普通棉纱略硬，但属于可接受范围，并不影响正常使用。
Claims (3)
1.一种太阳能电池片用柔性电池盒，其特征是，一种利用纺织领域编织纱技术将金属导电纤维植入纺织品纤维内部，形成可定向导电的柔性电子传导体系；使用相框造型，将太阳能电池片通过植入纺织品内部的电路进行串并联，同时与附属的小型升压电路板及USB输出接口连接起来，形成太阳能电池片组载体的设计；
所述柔性电池盒制作工艺为：将直径为0.3mm的镀锡铜线置于中心位置，8根0.1mm直径的棉纱筒分别固定在8锭低速编织机的四周纱锭上；调节齿轮大小与电机转速，使8锭低速编织机运转速率适于编织纱编织；编织纱编织完成后作为缝纫线，将其植入纺织品中，端头部分使用模型飞机配件中的接线扣，将导线裸露部分封入接线扣端头内部；太阳能电池片两极的电线端头连接接线扣端头的另外一部分，通过插拔端头达到太阳能电池片与电池盒接入和断开的过程；纺织品柔性电池盒另外一端连接小型升压电路板及USB输出接口。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池片用柔性电池盒，其特征是，电机整定电流范围为0.3-1.5A。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池片用柔性电池盒，其特征是，卷绕编织纱的齿轮直径大小为34-116mm。
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