太阳能手机电池充电器设计研究

摘要: 文中介绍了所设计的太阳能手机充电器, 与普通的手机充电器相比, 它的特殊之处除了能源的供应是来自
于太阳能电池板外, 还具有特殊的充电保护电路.把太阳能电池板放在一个有阳光的地方, 即可以为手机提供一个方便
的太阳能充电点.这种便捷的太阳能充电器几乎可以在任何地方补充电力, 从而获得通信的自由.本文介绍太阳能手机
充电器的控制电路及设计.
关键词: 太阳能 ; 手机 ; 锂离子电池 ; BQ2057C ; 充电控制


1 前言
随着环境污染、生态破坏及资源枯竭的日趋严重，近年来世界各国竞相实施了可持续发展的能源政策，其
中利用太阳提供能量的光伏发电最受瞩目.光伏发电因其具有安全可靠、无污染、无需消耗燃料、无需机械转
动部件、故障率低、维护方便等独特优点，正受到各国的普遍重视.
迫于全球性日益严重的资源短缺和环境污染，使得光伏产业的发展不仅仅是一个经济问题，更是一个环境
保护和能源替代的问题.目前光伏电池主要应用在并网和未连网的大规模发电领域，而消费类产品的应用实例
非常少，如目前还没有真正有效的利用太阳能充电的手机电池.因此太阳能作为一种没有任何污染的、易取的
绿色能源若能应用到消费类产品中，对于改善地球的整体的能源状况和环境有着非常重要的意义.
2 太阳能电池板种类及太阳电池工作原理简介
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置，目前处于主流的是应用光电效
应原理工作的太阳能电池，其基本原料为以半导体.当P-N 结受光照时，样品对光子的本征吸收和非本征吸收
都将产生光生载流子，即引起光伏效应，产生一与P-N 结内建电场方向相反的光生电场，其方向由P 区指向N
区.此电场使势垒降低，其减小量即为光生电势差，P 端正，N 端负，由此生产的结电流由P 区流向N 区，形
成单向导电，发挥出与电池一样的功能.
目前市场上的太阳能电池板繁多，根据太阳能电池板所用材料的不同可分为: ①、硅太阳能电池；②、以
无机盐如砷化镓III-V 化合物,硫化镉,铜铟硒等多元化合物为材料的太阳能电池；③、功能高分子材料(有机半
导体)制备的大阳能电池；④、纳米晶太阳能电池等.我们采用的是硅太阳能电池.
硅系列太阳能电池中，单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟.在电池制作中，一般都采用表
面织构化、发射区钝化、分区掺杂等技术.开发的电池主要有平面单晶硅电池和刻槽埋栅电极单晶硅电池，电
池转化效率超过 20%左右.多晶硅薄膜电池所使用的硅远较单晶硅少，又无较大效率衰退问题，并且有可能在
廉价衬底材料上制备，其成本远低于单晶硅电池，而效率高于非晶硅薄膜电池，电池效率达12%左右.非晶硅
薄膜太阳能电池与结晶硅相比转换效率偏底, 但其成本低，便于大规模生产，受到人们普遍的重视并得到迅速
发展，电池最高转换效率为10%左右.
3 手机锂离子电池特点
Li-ion(即锂离子)电池具有以下的特点：