CN111082747B - 太阳能检测模块以及太阳能板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能检测模块以及太阳能板。其中，太阳能检测模块包括：背板、第一封装层、第一光伏单元、光源、第二封装层、透明层。第一封装层设置在背板的上方。第一光伏单元设置在第一封装层的上方，光源设置在第一封装层的上方。第二封装层设置在第一光伏单元及光源上方。透明层设置在第二封装层的上方。光源用以朝向透明层发光。第一光伏单元被布置成能够接收光源发出的光。第一光伏单元用于生成表征第一光伏单元所接收的光的强度的电信号。太阳能板包括：太阳能检测模块及多个第二光伏单元。其可以利用复杂度较低的结构来提供检测功能，以进行透明层的表面遮蔽程度或其他监测，从而促进监测效率及减轻用户的管理负担。

Description

太阳能检测模块以及太阳能板
技术领域
本发明涉及一种太阳能检测技术，且特别是一种太阳能检测模块以及太阳能板。
背景技术
太阳能板为目前重要的生成再生能源的设备。
在现有的做法中，当太阳能板在使用时，用户需要实地进行多项监测操作，或是加装额外的设备进行检测。这些监测操作通常都是耗费时间而且增加用户的管理负担及成本。
此外，在现有做法中，若要在太阳能板中增设检测设备时，往往会影响到太阳能板原有的结构，如物理尺寸和形状。例如，在原有太阳能板的结构中增设额外的空间来设置检测设备，致使具有检测设备的太阳能板的厚度变大，其中所述额外的空间使得在设置检测设备的太阳能板的位置上产生厚度的变大情况。此外，为了在太阳能板中增设额外的空间，所述额外的空间所对应的位置上就必需要改变太阳能板原有的结构，例如移除原有太阳能板的结构中的主动组件以产生所述额外的空间。如此，对太阳能板的设计、制造工艺来说，增加了不小的复杂度，且相对地带来成本的上升。
故此，太阳能板及相关的监测技术，仍有待改善以促进监测效率及减轻用户的管理负担。
发明内容
本发明的目的在于提出一种太阳能检测模块以及太阳能板，其能够以复杂度较低的结构提供检测功能，从而促进监测效率及减轻用户的管理负担。
为达至少上述目的，提出一种太阳能检测模块，包括：背板、第一封装层、第一光伏单元、光源、第二封装层、透明层。第一封装层设置在所述背板的上方。第一光伏单元设置在所述第一封装层的上方。光源设置在所述第一封装层的上方。第二封装层设置在所述第一光伏单元及所述光源的上方。透明层设置在所述第二封装层的上方。所述光源用以朝向所述透明层发光。所述第一光伏单元被布置成能够接收所述光源发出的光。所述第一光伏单元用于生成表征所述第一光伏单元所接收的光的强度的电信号。
于其中一个实施例中，所述光源设置在所述第一光伏单元的至少一侧的旁边，所述第二封装层设置在所述第一封装层的上方，所述第一光伏单元及所述光源位于所述第二封装层的下方。
于其中一个实施例中，所述第一光伏单元的数量为多个，所述光源设置于所述多个第一光伏单元之间。
于其中一个实施例中，所述光源的数量为多个，所述多个光源设置于所述第一光伏单元的至少两侧的旁边。
于其中一个实施例中，在所述光源关闭时，所述第一光伏单元用于生成表征来自所述太阳能检测模块以外的光的强度的电信号；在所述光源开启时，若所述透明层的表面被外物遮蔽，所述第一光伏单元用于生成电信号以表征包含所述透明层表面的外物所反射或散射的光的强度。
于其中一个实施例中，所述太阳能检测模块还包括：检测处理单元，电性耦接所述第一光伏单元及所述光源，并基于在所述光源开启时所述第一光伏单元所生成的电信号来输出表征所述透明层的表面遮蔽程度的信号。
于其中一个实施例中，所述太阳能检测模块还包括检测处理单元。检测处理单元电性耦接所述第一光伏单元及所述光源，且用以控制所述光源的开启与关闭，并基于在所述光源开启时所述第一光伏单元所生成的电信号以及在所述光源关闭时所述第一光伏单元所生成的电信号来输出表征所述透明层的表面遮蔽程度的信号。
于其中一个实施例中，所述检测处理单元还包括信号检测器以及控制器。信号检测器电性耦接所述第一光伏单元，且用以检测所述第一光伏单元所生成的电信号并据以输出检测信号。控制器电性耦接所述信号检测器及所述光源，其中所述控制器用以基于在所述光源开启时所述信号检测器所输出的检测信号以及在所述光源关闭时所述信号检测器所输出的检测信号来输出表征所述透明层的表面遮蔽程度的信号。
于其中一个实施例中，所述太阳能检测模块还包括检测处理单元。检测处理单元电性耦接所述第一光伏单元及所述光源，且用以控制所述光源的开启与关闭，并基于在所述光源开启时所述第一光伏单元所生成的电信号以及在所述光源关闭时所述第一光伏单元所生成的电信号来得出所述透明层的表面遮蔽程度的数值；其中所述检测处理单元基于所述光源关闭时所述第一光伏单元所生成的电信号来确定光照度，其中所述检测处理单元还基于所述光照度及所述表面遮蔽程度的数值输出表征所述透明层未被遮蔽时的光照度。
于其中一个实施例中，所述太阳能检测模块还包括：校正用光伏单元以及非透明层。校正用光伏单元设置在所述第一封装层及所述第二封装层之间。非透明层设置于所述校正用光伏单元的上方，并布置为用于反射所述光源发出的光的部分至所述校正用光伏单元。所述校正用光伏单元用于生成表征所述校正用光伏单元所接收的光的强度的电信号。
于其中一个实施例中，所述太阳能检测模块还包括检测处理单元。检测处理单元电性耦接所述第一光伏单元、所述校正用光伏单元及所述光源，且用以控制所述光源的开启与关闭，并基于在所述光源开启时所述第一光伏单元所生成的电信号、所述校正用光伏单元所生成的电信号以及在所述光源关闭时所述第一光伏单元所生成的电信号来输出表征所述透明层的表面遮蔽程度的信号。
于其中一个实施例中，所述太阳能检测模块还包括蓄电单元。蓄电单元电性耦接至所述第一光伏单元及所述光源，且用以于储电模式中储存所述第一光伏单元生成的电力，并于检测模式中向所述光源及所述检测处理单元提供电力以输出表征所述透明层的表面遮蔽程度的信号。
为达至少上述目的，还提出一种太阳能板，包括背板、第一封装层、第一光伏单元、多个第二光伏单元、光源、第二封装层、透明层。第一封装层设置在所述背板的上方。第一光伏单元设置在所述第一封装层的上方。多个第二光伏单元设置在所述第一封装层的上方。光源设置在所述第一封装层的上方。第二封装层设置在所述第一光伏单元、所述多个第二光伏单元及所述光源的上方。透明层设置在所述第二封装层的上方。所述光源用以朝向所述透明层发光。所述第一光伏单元被布置成能够接收所述光源发出的光。所述第一光伏单元用于生成表征所述第一光伏单元所接收的光的强度的电信号。
此外，在太阳能板的一些实施例，太阳能板可视为包括前述太阳能检测模块及多个第二光伏单元。太阳能检测模块例如是上述任何一个实施例或其组合。多个第二光伏单元设置在所述第一封装层及所述第二封装层之间。
综上所述，各种实施例可以实现为太阳能检测模块或太阳能板，其可以利用复杂度较低的结构来提供检测功能，以进行透明层的表面遮蔽程度或其他监测，从而促进监测效率及减轻用户的管理负担。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是这些说明与附图仅用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明的太阳能检测模块的实施例的剖面示意图；
图2是具有检测处理单元的太阳能检测模块的实施例的方块图；
图3是基于图2的太阳能检测模块的实施例的方块图；
图4是基于图1的太阳能检测模块的实施例的剖面示意图；
图5是图4的太阳能检测模块的内部结构的示意正视图；
图6是图4的太阳能检测模块进行表面遮蔽程度检测的示意图；
图7是图4的太阳能检测模块进行表面遮蔽程度检测的示意图；
图8是图4的太阳能检测模块进行日照检测的示意图；
图9是基于图1的太阳能检测模块的另一个实施例的剖面示意图；
图10是图9的太阳能检测模块的内部结构的示意后视图；
图11是图9的太阳能检测模块进行表面遮蔽程度检测的示意图；
图12是图9的太阳能检测模块进行表面遮蔽程度检测的示意图；
图13是具有蓄电单元的太阳能检测模块的实施例的示意图；
图14是具有太阳能检测模块的太阳能板的实施例的示意图；
图15是具有太阳能检测模块的太阳能板的实施例的示意图；
图16是具有太阳能检测模块的太阳能板的实施例的剖面示意图；
图17是图16的太阳能板的内部结构的示意正视图；以及
图18是图16的太阳能板的实施例的电路示意图。
主要部件附图标记：
10、11、12、13 太阳能检测模块
14、15、16 太阳能板
100 封装部
110 背板
120 第一封装层
130 第一光伏单元
131 第二光伏单元
135 导线
140 校正用光伏单元
145 导线
150 光源
160 第二封装层
165 非透明层
170 透明层
200、200A 检测处理单元
201、202、203 检测处理单元
210 信号检测器
220 控制器
230 蓄电单元
300 检测处理单元
310 信号检测器
311 分流电路
315 检测电路
320 控制器
330 通信单元
340 蓄电单元
341 电源电路
345 蓄电组件
400 服务器
SL 外物
SW、SW1～SW5 开关元件
具体实施方式
请参考图1，其为根据本发明的太阳能检测模块的实施例的剖面示意图。太阳能检测模块10可以用于检测太阳能检测模块10的外表面被外物遮蔽的程度，或称遮蔽程度，外物例如是尘土或其他外物。如图1所示，太阳能检测模块10包括封装部100、第一光伏单元130、光源150、透明层170。封装部100包括背板110、第一封装层120、第二封装层160。本发明对于太阳能检测模块10或封装部100的实现方式并不受上述例子限制，在实现时，可视需要而增加其他层或其他电路器件，如用作导线的金属层或其他电路器件。
如图1所示，第一封装层120设置在所述背板110的上方。第一光伏单元130设置在所述第一封装层120的上方。光源150设置在所述第一封装层120的上方且在所述第一光伏单元130的至少一侧的旁边。光源150例如是发光二极管(LED)、其他半导体发光器件或其他光源。第二封装层160设置在所述第一封装层120的上方，且所述第一光伏单元130及所述光源150位于所述第二封装层160的下方。透明层170设置在所述第二封装层160的上方。透明层170例如是玻璃、有机聚合物或其他透明材质制成。所述第一光伏单元130被布置成能够接收所述光源150发出的光。例如，如图1所示，光源150被设置在邻近所述第一光伏单元130的一个侧边，使得光源150发出的光遇到光源150邻近的透明层170的表面被如尘土的外物遮蔽时，来自光源150的光至少部分会被反射或散射向内而被第一光伏单元130接收。所述第一光伏单元130用于生成表征所述第一光伏单元130所接收的光的强度的电信号。
此外，在另一实施例中，光源150也可以设置于第一光伏单元130的上面。
在各种使用情景下，第一光伏单元130所接收的光可能有外来的光如日照光、夜照光或其他，也可能有上述的光和来自光源150的光的重叠或其他。太阳能检测模块10的外表面遮蔽程度可以利用第一光伏单元130所生成的电信号来加以检测。以下将以实施例说明相关检测的实现方式。
请参考图2，其为具有检测处理单元的太阳能检测模块的实施例的方块图。图2显示基于图1而实现透明层170的表面遮蔽程度的检测的电路架构。如图2所示的实施例中，太阳能检测模块10还包括检测处理单元200。检测处理单元200电性耦接所述第一光伏单元130及所述光源150，且用以控制所述光源150的开启与关闭，并应用第一光伏单元130所生成的电信号来输出表征所述透明层170的表面遮蔽程度的信号。
在一实施例中，检测处理单元200可以基于在所述光源150开启时所述第一光伏单元130所生成的电信号以及在所述光源150关闭时所述第一光伏单元130所生成的电信号来输出表征所述透明层170的表面遮蔽程度的信号。例如，假设当透明层170的表面并无被如尘土的外物遮蔽时，在邻近的时间内(如1秒内、1秒或2秒等)，外来光照的强度维持在一定水平，所述光源150开启时所述第一光伏单元130所生成的电信号与光源150关闭时所述第一光伏单元130所生成的电信号会产生差异，其中透明层170的表面并无被外物遮蔽时，透明层170还是会反射光源150所发出的部分的光到第一光伏单元130。假设当透明层170的表面被外物遮蔽时，在邻近的时间内(如1秒内、1秒或2秒等)，外来光照的强度维持在一定水平，所述光源150开启时所述第一光伏单元130所生成的电信号与光源150关闭时所述第一光伏单元130所生成的电信号的差异可以反映出透明层170的表面遮蔽程度。若透明层170的表面遮蔽程度越大，第一光伏单元130所接收的光中来自光源150的光的成分就会越多，使得上述电信号的差异如电流信号也越大。检测处理单元200利用上述电信号的差异来输出表征所述透明层170的表面遮蔽程度的信号，例如检测处理单元200输出信号以作表征，可以设定为从低至高(或高至低)分别表征透明层170的表面遮蔽程度为零、低、一般至高，或0％至100％。
然而，本发明对于检测处理单元200的实现方式并不受上述例子限制。在一些实施例中，在一时间间隔(如1秒内、1秒或2秒等)内，由检测处理单元200可以控制光源150交替地开启及关闭，并检测光源150开启及关闭时第一光伏单元130对应地所生成的电信号，并据以统计的方式得出光源150开启及关闭时对应的电信号的差异的平均值，检测处理单元200根据此平均值输出表征所述透明层170的表面遮蔽程度的信号。在上述关于检测透明层170的表面遮蔽程度实施例中，光源150开启及关闭时第一光伏单元130对应地生成的电信号的差异，可以利用所述两个电信号的相差或比值来表征，或者可以基于所述两个电信号的函数来表征。
在另一实施例中，在没有外来光源的情况下，例如在黑暗中或在晚上户外的情景下，光源150开启时第一光伏单元130对应地所生成的电信号可以用来表征透明层170的表面遮蔽程度，其中在晚上户外的情景中，在光源150相较于环境光有足够的强度下，第一光伏单元130接收到的环境光因为相对于光源150的光较弱而可以被忽略。
以下进一步提出关于检测透明层170的表面遮蔽程度的两组实施例以说明各种可行的实现方式。以下如表1及表2所记载的两组实施例中，是在基于图1及图2的配置下进行测试，在本实施例的配置中，在第一光伏单元130的两侧边设置光源150，即至少两个光源150。
如表1所载的第一组实施例，分别在黑暗中进行了多次的测试，其量测的方式如下。在黑暗的周围照度及无沙尘遮蔽的条件下，在光源150同时关闭时利用检测处理单元200量测第一光伏单元130的电流，如表1的测试1所示。在黑暗的周围照度及无沙尘遮蔽的条件下，在光源150同时开启时利用检测处理单元200量测第一光伏单元130的电流，如表1的测试2所示。在黑暗的周围照度但不同的沙尘遮蔽的条件下，在光源150同时开启时利用检测处理单元200量测第一光伏单元130的电流，如表1的测试3或4所示。
表1
Figure BDA0001834461510000091
如表1所示，对于每次量测，可以对光源有开启与关闭时第一光伏单元130的电流的差异进行记录，并据以对透明层170的表面遮蔽程度进行估测。例如，在光源150同时开启时，在无沙尘遮蔽的条件下，光源有开启与关闭时第一光伏单元130的电流的差异，如设为两者的差值，即为26.4mA。在有部分沙尘遮蔽的条件下，光源有开启与关闭时第一光伏单元130的电流的差异为28.7mA。在全部遮蔽的条件下，光源有开启与关闭时第一光伏单元130的电流的差异为31.1mA。从表1中光源有开启与关闭时第一光伏单元130的电流的差异的变化趋势可知，在黑暗中第一光伏单元的电流与遮蔽程度有高度相关性。
另外，如表1所示，对于每次光源开启时的量测，可以将第一光伏单元130量测到的电流值与无沙尘遮蔽时对应的电流值的差异进行记录，并据以利用来产生表征透明层170的表面遮蔽程度的数值。如表1中，测试3量测到的电流值与无沙尘遮蔽时对应的电流值的差异为2.3mA；测试4量测到的电流值与无沙尘遮蔽时对应的电流值的差异为4.7mA。从表1中光源有开启时，第一光伏单元130量测到的电流值与无沙尘遮蔽时对应的电流值的差异的变化趋势可知，在黑暗中第一光伏单元的电流与遮蔽程度有高度相关性。
借由关于表1的实施例，检测处理单元200可以实现为利用在黑暗的周围照度下，不同沙尘遮蔽的条件下所得的量测数据而得出用以表征透明层170的表面遮蔽程度的数值，或称遮蔽率。从表1可知，若黑暗中光源150关闭时第一光伏单元对应的电流为0或落入可被忽略的范围(如可接受到误差范围)的话，则可以利用光源150开启时第一光伏单元130对应的电流的电流值来推估遮蔽率，不需要利用光源150关闭时第一光伏单元130对应的电流值来作为比较的参考数值。若黑暗中光源150关闭时第一光伏单元130对应的电流不为0或超出可被忽略的范围(如超出可接受到误差范围)的话，则可以将光源150关闭时第一光伏单元130对应的电流值来作为比较的参考数值。
如表2所载的第二组实施例，分别在阳光下进行了多次的测试，其量测的方式如下。在周围照度为在阳光下及无沙尘遮蔽的条件下，在光源150同时关闭时利用检测处理单元200量测第一光伏单元130的电流，如表2的测试1所示；在同样的条件下，在光源150同时开启时利用检测处理单元200量测第一光伏单元130的电流，如表2的测试2所示。在周围照度为在阳光下及少量沙尘遮蔽的条件下，在光源150同时关闭时利用检测处理单元200量测第一光伏单元130的电流，如表2的测试3所示；在同样的条件下，在光源150同时开启时利用检测处理单元200量测第一光伏单元130的电流，如表2的测试4所示。接着，在周围照度为在阳光下及多量沙尘遮蔽的条件下，重复表2的测试3及4的量测，如表2的测试5、6所示。在周围照度为在阳光下及全部被沙尘遮蔽的条件下，重复表2的测试3及4的测试，如表2的测试7、8所示。
表2
Figure BDA0001834461510000101
如表2所示，对于每次量测，可以对光源有开启与关闭时第一光伏单元130的电流的差异进行记录，并据以对透明层170的表面遮蔽程度进行估测。例如，在无沙尘遮蔽的条件下，光源有开启与关闭时第一光伏单元130的电流的差异(如设为两者的比值)为1.27(即127.5/100.1)。在有少量沙尘遮蔽的条件下，光源有开启与关闭时第一光伏单元130的电流的差异(如设为两者的比值)为1.45。在有多量沙尘遮蔽及全部沙尘遮蔽的条件下，光源有开启与关闭时第一光伏单元130的电流的差异(如设为两者的比值)则分别为1.54及1.78。从表2中，对于各种沙尘遮蔽的情况下，光源有开启与关闭时第一光伏单元130的电流的差异的变化趋势可知，在阳光下光源有开启与关闭时第一光伏单元130的电流的差异(或基于两者的函数关系)与遮蔽程度有高度相关性。
另外，如表2所示，对于各种沙尘遮蔽的情况，可以将光源有开启与关闭时第一光伏单元130的电流的差异与无沙尘遮蔽时对应的差异进行记录，并据以利用来产生表征透明层170的表面遮蔽程度的数值。如表2中，在少量沙尘遮蔽情况下，根据测试3及4，光源有开启与关闭时第一光伏单元130的电流的差异与无沙尘遮蔽时对应的差异之间的差异(如设为两者的差值)为0.18(即1.45-1.27＝0.18)。在多量沙尘遮蔽情况下，根据测试5及6，得出光源有开启与关闭时第一光伏单元130的电流的差异与无沙尘遮蔽时对应的差异之间的差异为0.27(即1.54-1.27＝0.27)。在全部被沙尘遮蔽情况下，根据测试7及8，得出光源有开启与关闭时第一光伏单元130的电流的差异与无沙尘遮蔽时对应的差异之间的差异为0.50(即1.78-1.27＝0.51)。从表2中，对于各种沙尘遮蔽的情况，光源有开启与关闭时第一光伏单元130的电流的差异与无沙尘遮蔽时对应的差异之间的差异可知，在阳光下光源有开启与关闭时第一光伏单元130的电流的差异(或基于两者的函数关系)与遮蔽程度有高度相关性。上述函数关系可以是基于光源有开启与关闭时第一光伏单元130对应的电流(或对应的电信号)的函数，或利用统计方式得到的回归分析的公式。
借由关于表2的实施例，检测处理单元200可以实现为利用在阳光的周围照度下，不同沙尘遮蔽的条件下所得的量测数据而得出用以表征透明层170的表面遮蔽程度的数值。
在一些实施例中，检测处理单元200可以利用模拟电路，如运算放大器(Operational amplifier)或其他比较电路来实现相关电流值的差异及遮蔽程度的计算。在一些实施例中，检测处理单元200亦可以利用数字电路，如逻辑电路、可编程电路如微处理器等来实现相关电流值的差异及遮蔽程度的计算。或者，检测处理单元200可同时利用模拟电路及数字电路来实现。此外，在一些实施例中，检测处理单元200可以被实现为因应不同的情景，如黑暗或阳光下的周围照度，通过不同的判断条件，如上述关于表1或表2的实施例来加以实现。
请参考图3，其为基于图2的太阳能检测模块的实施例的方块图。如图3所示，在一个实施例中，检测处理单元200A为检测处理单元200的实施例，且包括信号检测器210及控制器220。信号检测器210电性耦接所述第一光伏单元130，且用以检测所述第一光伏单元130所生成的电信号并据以输出检测信号。控制器220电性耦接所述信号检测器210及所述光源150，其中所述控制器220用以基于在所述光源150开启时所述信号检测器210所输出的检测信号以及在所述光源150关闭时所述信号检测器210所输出的检测信号来输出表征所述透明层170的表面遮蔽程度的信号。例如，信号检测器210为电流检测器、电压检测器或其他信号检测电路；控制器220为微控制器、微处理器、信号处理器或其他。本实施例可以参照上述或其他任何实施例来做适当的调整而加以实现。
此外，在检测处理单元200的一些实施例中，也可以利用模拟电路器件、数字电路器件或其组合，如比较器、放大器、缓冲器、开关或逻辑电路，或其组合的电路来实现。
在检测处理单元200的另一些实施例中，检测处理单元200还可以包括数据传输单元，以有线或无线方式，将关于太阳能检测模块10的状态的信号，例如前述的表征所述透明层170的表面遮蔽程度的信号传输至外部的设备，以利进行遥距监控、记录或统计。数据传输单元例如是支持蓝牙(BT)、低功耗蓝牙(BLE)、紫蜂协议(ZigBee)、低功耗广域网(LPWAN)或其他无线通信协议的数据传输模块，例如以相关芯片。此外，检测处理单元200的部分或全部也可以实现为芯片。例如，控制器220也可以实现为具有控制电路及数据传输单元的芯片。
以下提出基于图1的太阳能检测模块的结构的各种实施例。
在一个实施例中，所述第一光伏单元130的数量可以为多个，所述光源150可以设置于所述多个第一光伏单元130之间。在另一个实施例中，所述光源150的数量可以为多个，所述多个光源150可以设置于所述第一光伏单元130的至少两侧的旁边。例如，请参考图4，太阳能检测模块11为基于图1的太阳能检测模块10的实施例。请参考图5，其为太阳能检测模块11的内部结构的示意正视图。如图4及图5所示，太阳能检测模块11包括多个第一光伏单元130以及多个光源150，多个第一光伏单元130可以导线135以串接、并接或串并接的方式来电性耦接，导线135如在封装部100中设置金属层或任何合适的导电层来实现。
请参考图6及图7，其为利用太阳能检测模块11进行表面遮蔽程度检测的示意图。在本实施例中，太阳能检测模块11可以包含检测处理单元201以进行检测。如图6所示，多个光源150设置于多个第一光伏单元130的两侧的旁边，多个光源150开启后发出的光照射到透明层170的表面的范围或面积较图2的光源150更广，如此可有助于表面遮蔽程度检测的有效性。如图7所示，第一光伏单元130被布置成邻近光源150使得在光源150开启且邻近所述光源150的所述透明层170的表面被外物SL遮蔽时，所述光源150发出的光能够为所述透明层170表面的外物SL所反射或散射而被所述第一光伏单元130接收。检测处理单元201可以实现为如前述的检测处理单元200或200A，并且检测处理单元201电性耦接至光源150并控制光源150的开启与关闭。例如，并通过如前述的实施例中一种方式，检测处理单元201基于在多个光源150开启时多个第一光伏单元130所生成的电信号以及在多个光源150关闭时多个第一光伏单元130所生成的电信号来输出表征透明层170的表面遮蔽程度的信号。在另一实施例中，检测处理单元201可以实现为包含如前述的信号检测器210，光源150的开启与关闭可以由其他方式来完成，如设置额外的开关元件来完成。
请参考图8，其为图4的太阳能检测模块进行日照检测的示意图。在本实施例中，在光源150关闭时，第一光伏单元130用于生成电信号以表征来自太阳能检测模块以外的光的照度，故可以利用此电信号于监测环境的光照度。此外，假设太阳能检测模块在日光下，光源150关闭时检测处理单元201可以实现为基于一个或多个第一光伏单元130所生成的电信号来输出表征日光照度，故太阳能检测模块可以用于日照检测。假设太阳能检测模块在日光下，若所述透明层170的表面被外物遮蔽时，检测处理单元201检测到的照度是“遮蔽后的照度”(或称第一照度)；若所述透明层170的表面并无外物遮蔽时，检测处理单元201检测到的照度是“未遮蔽的照度”(或称第二照度)。在一些实施例中，若在透明层170的表面被外物遮蔽的情景下，可以利用检测处理单元根据如前述关于遮蔽程度的数值(或遮蔽率)的计算的实施例得出遮蔽率，并基于遮蔽率及检测到的遮蔽后的照度来确定或估测出未遮蔽的照度。举例来说，“未遮蔽的照度”可以设定为至少基于“遮蔽后的照度”及“遮蔽率”的函数，如以公式来表示：“未遮蔽的照度”＝“遮蔽后的照度”/(1-“遮蔽率”)，其中“遮蔽率”为0至1之间的数值。然而，“未遮蔽的照度”的计算并不受上述例子限制，可以基于其他函数，或经统计数据(例如表1、表2)归纳而得的回归公式等其他方式来进行计算。故此，如图6至图8及其相关的实施例可知，太阳能检测模块的实施例可以被配置为实现一种、两种或以上不同的监测作用。
请参考图9，其为基于图1的太阳能检测模块的另一个实施例的剖面示意图。请参考图10，其为图9的太阳能检测模块的内部结构的示意后视图。如图9所示，太阳能检测模块12为基于图1的太阳能检测模块10的实施例，且具有可用于自我校正的结构。在本实施例中，太阳能检测模块12除了包括多个第一光伏单元130以及多个光源150以外，还包括多个校正用光伏单元140及非透明层165。校正用光伏单元140设置在所述第一封装层120及所述第二封装层160之间，且用于接收所述非透明层165所反射的光。非透明层165设置于校正用光伏单元140的上方，并布置为用于反射所述光源150发出的光的部分至所述校正用光伏单元140。例如，非透明层165可以设置在太阳能检测模块12的封装部100内，如非透明层165设置在校正用光伏单元140的上方的第二封装层160内；非透明层165也可以设置在第二封装层160及透明层170之间；非透明层165也可以设置于透明层170内；或者，非透明层165也可以设置于透明层170表面上。所述校正用光伏单元140用于生成表征所述校正用光伏单元140所接收的光的强度的电信号。由于校正用光伏单元140设置在太阳能检测模块12的封装部100内，不受如沙尘等外物的影响，校正用光伏单元140输出的电信号可以用于自我校正的参考值。多个第一光伏单元130可以导线135以串接、并接或串并接的方式来电性耦接，导线135如在封装部100中设置金属层或任何合适的导电层来实现。多个校正用光伏单元140可以导线145以串接、并接或串并接的方式来电性耦接，导线145如在封装部100中设置金属层或任何合适的导电层来实现。
请参考图11及图12，其为图9的太阳能检测模块进行表面遮蔽程度检测的示意图。在本实施例中，太阳能检测模块12可以包含检测处理单元202以进行检测。校正用光伏单元140用于生成表征所述校正用光伏单元140所接收的光的强度的电信号。检测处理单元202可以实现为如前述的检测处理单元200或200A，并且检测处理单元202电性耦接至光源150并控制的开启与关闭。例如，并通过如前述的实施例中一种方式，检测处理单元202电性耦接所述第一光伏单元130、所述校正用光伏单元140及所述光源150，且用以控制所述光源150的开启与关闭，并基于在所述光源150开启时所述第一光伏单元130所生成的电信号、所述校正用光伏单元140所生成的电信号以及在所述光源150关闭时所述第一光伏单元130所生成的电信号来输出表征所述透明层170的表面遮蔽程度的信号。
在另一实施例中，检测处理单元202可以实现为包含如前述的信号检测器210。如图11及图12所示，信号检测器210可以电性耦接第一光伏单元130以输出第一检测信号，另一信号检测器210可以电性耦接校正用光伏单元140以输出第二检测信号，第二检测信号可以用来修正光源150的衰退的变化。此外，光源150的开启与关闭可以由其他方式来完成，如设置额外的开关元件来完成。
请参考图13，其为具有蓄电单元的太阳能检测模块的实施例的示意图。如图13所示，太阳能检测模块13为基于图4的实施例。在本个实施例中，所述太阳能检测模块13还包括蓄电单元230。蓄电单元230例如包含可蓄电组件，如可充电电池；或可进一步包含相电电源器件或电路，如稳压电路。蓄电单元230电性耦接至所述第一光伏单元130及所述光源150，且用以储存所述第一光伏单元130生成的电力并用以向所述光源150提供电力。在一个实施例中，蓄电单元230通过开关元件电性耦接至所述第一光伏单元130及所述光源150，且用以于储电模式中储存所述第一光伏单元130生成的电力，并于检测模式中向所述光源150及所述检测处理单元(如图2的200或图3的200A)或控制器(如图3的220)提供电力以输出信号以表征所述透明层170的表面遮蔽程度。在储电模式中，开关元件SW2、SW3导通，开关元件SW1、SW4、SW5则关断。在检测模式中，开关元件SW1、SW4、SW5导通，开关元件SW2、SW3则关断。然而，本发明的实现不受上述的例子限制。
在一些实施例中，太阳能检测模块的任一实施例或其组合可以整合至太阳能板中。太阳能板可以包括背板、第一封装层、第一光伏单元、多个第二光伏单元、光源、第二封装层、透明层。第一封装层设置在所述背板的上方。第一光伏单元设置在所述第一封装层的上方。多个第二光伏单元设置在所述第一封装层的上方。光源设置在所述第一封装层的上方且在所述第一光伏单元的至少一侧的旁边。第二封装层设置在所述第一封装层的上方，且所述第一光伏单元、所述多个第二光伏单元及所述光源位于所述第二封装层的下方。透明层设置在所述第二封装层的上方。所述光源用以朝向所述透明层发光。所述第一光伏单元被布置成能够接收所述光源发出的光。所述第一光伏单元用于生成表征所述第一光伏单元所接收的光的强度的电信号。多个第二光伏单元用于生成电信号以用于提供电力。
请参考图14，其为具有太阳能检测模块的太阳能板14的实施例的示意图。此太阳能板14的实施例包括如太阳能检测模块11(或10、12、13)的结构及多个第二光伏单元131。太阳能检测模块11包括封装部100、多个第一光伏单元130、多个光源150、透明层170，如图4或图5所示。多个第二光伏单元131设置在所述第一封装层120及所述第二封装层160之间，也就是封装部100中。
请参考图15，其为具有太阳能检测模块的太阳能板15的实施例的示意图。此太阳能板15的实施例包括如太阳能检测模块10(或11、12、13)的结构及多个第二光伏单元131。太阳能检测模块10包括封装部100、第一光伏单元130、光源150、透明层170，如图1所示。多个第二光伏单元131设置在所述第一封装层120及所述第二封装层160之间，也就是封装部100中。太阳能板15可包含检测处理单元203，其包含信号检测器210及开关元件SW。当开关元件SW导通时，信号检测器210则可检测第一光伏单元130生成的电信号。此外，检测处理单元203也可以实现为如前述的检测处理单元200或200A或其他实施例，从而进行透明层的表面遮蔽程度或其他监测。
请参考图16，其为具有太阳能检测模块的太阳能板16的实施例的剖面示意图。图17是图16的太阳能板的内部结构的示意正视图。如图16及图17所示，此太阳能板16的实施例包括与前述太阳能检测模块(如10、11、12或13)相似的结构及多个第二光伏单元131。太阳能板16包括封装部100、第一光伏单元130、多个光源150、多个第二光伏单元131及透明层170。第一光伏单元130、多个光源150及多个第二光伏单元131设置在封装部100中，封装部100例如是如图1所示的包含第一封装层120、第二封装层160及背板110。
请参考图18，其为图16的太阳能板的实施例的电路示意图。如图18所示，检测处理单元300包括信号检测器310、控制器320、通信单元330及蓄电单元340。信号检测器310例如包含分流电路311及检测电路315，其中分流电路311可以为分流电阻器，检测电路315可以利用差分放大器、比较器或电流检测放大器。蓄电单元340例如包含电源电路341及蓄电组件345。电源电路341可以利用变压或稳压电路，蓄电组件345如可充电电池。电源电路341可用以对蓄电组件345充放电，并可用以对控制器320或其他电路供电，如对通信单元330供电。此外，检测处理单元300还可以包含壳体，并使电路设置于壳体内以提供防水、防尘等保护作用；然而，本发明的实现并不受上述例子的限制。
举例来说，信号检测器310电性耦接到第一光伏单元130且用以检测第一光伏单元130的电流，如提供最大250mA的量测范围。第一光伏单元130的最大电流可以随着光伏单元面积、光源数量等因素而不同，例如可以为从50mA到10A的范围或其他范围；故本发明的实现并不受上述例子的限制。控制器320电性耦接到多个光源150，且用以控制多个光源150的开启或关闭。在一些实施例中，控制器320可以被配置为于特定时间或时段控制多个光源150开启，或者可以被配置为以设定的频率进行闪烁。信号检测器310输出表征电流强度的信号，可以直接通过通信单元330，或先由控制器320处理后再通过通信单元330，以有线(如RS-485通信接口或控制器局部网(CAN)等)或无线方式(如低功耗蓝牙、紫蜂协议、低功耗广域网(LPWAN)或其他无线通信方式)，将关于太阳能检测模块的状态的信号，例如前述的表征所述透明层170的表面遮蔽程度的信号或表征光照强度的信号传输至外部的设备，如服务器400，以利进行遥距监控、记录或统计，服务器400例如是运算设备或云服务器。例如，可以通过检测处理单元300进行设定，于白天定时量测日光强度，于晚上使光源150开启且同时量测遮蔽率。此外，外部的设备，如服务器400，也可以从远端传送数据或命令至通信单元330以对检测处理单元300例如是控制器320进行设定，从而实现遥距的监控。然而，本发明的实现并不受上述例子的限制。
综上所述，各种实施例可以实现为太阳能检测模块或太阳能板，其可以利用复杂度较低的结构来提供检测功能，以进行透明层的表面遮蔽程度或其他监测，从而促进监测效率及减轻用户的管理负担。由于太阳能检测模块中的光源及光伏单元被封装在第一封装层及第二封装层之间，太阳能检测模块适合整合到太阳能板中以用作检测设备。故此，用作检测设备的光源及光伏单元能够完全地整合到太阳能板的结构中，使得太阳能板的结构中不需要像现有的做法一般而增设额外的空间来设置检测设备或移除太阳能板的结构中部分的主动组件(如光伏单元)以产生额外的空间，由此，太阳能板的整体结构，如物理尺寸和形状(form factor)，都得到简化，即对太阳能板的设计、制造工艺来说，依据本发明的实施例可以利用复杂度较小的结构而使太阳能板具有检测作用，以进行透明层的表面遮蔽程度或其他监测，从而促进监测效率及减轻用户的管理负担，也可以减少太阳能板的设计、制造工艺的整体成本。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
本发明在上文中已以较佳实施例揭露，然而本领域技术人员应理解的是，以上所述仅为本发明的实施例，而不应解读为限制本发明的专利范围。应注意的是，凡是与所述实施例等效的变化与置换，均应视为涵盖于本发明的范畴内。因此，本发明的保护范围当以前述权利要求所限定的内容为准。

Claims (13)

1.一种太阳能检测模块，其特征在于，包括：
背板；
第一封装层，设置在所述背板的上方；
第一光伏单元，设置在所述第一封装层的上方；
光源，设置在所述第一封装层的上方；
第二封装层，设置在所述第一光伏单元及所述光源的上方；以及
透明层，设置在所述第二封装层的上方；
其中所述光源为半导体发光器件，所述光源及所述第一光伏单元被封装在所述第一封装层及所述第二封装层之间，且所述光源至少与所述第二封装层接触，所述光源用以朝向所述透明层发光；
所述第一光伏单元被布置成能够接收所述光源发出的光；以及
所述第一光伏单元用于生成表征所述第一光伏单元所接收的光的强度的电信号；
其中所述太阳能检测模块的背板、第一封装层、第二封装层和透明层用于延伸而完全地整合到太阳能板的结构，使得所述光源及所述第一光伏单元被封装在所述第一封装层及所述第二封装层之间，并且所述第一封装层及所述第二封装层之间用于设置所述太阳能板的多个第二光伏单元。
2.根据权利要求1所述的太阳能检测模块，其特征在于，所述光源设置在所述第一光伏单元的至少一侧的旁边，所述第二封装层设置在所述第一封装层的上方，所述第一光伏单元及所述光源位于所述第二封装层的下方。
3.根据权利要求1所述的太阳能检测模块，其特征在于，所述第一光伏单元的数量为多个，所述光源设置于所述多个第一光伏单元之间。
4.根据权利要求1所述的太阳能检测模块，其特征在于，所述光源的数量为多个，所述多个光源设置于所述第一光伏单元的至少两侧的旁边。
5.根据权利要求1所述的太阳能检测模块，其特征在于，在所述光源关闭时，所述第一光伏单元用于生成表征来自所述太阳能检测模块以外的光的强度的电信号；在所述光源开启时，若所述透明层的表面被外物遮蔽，所述第一光伏单元用于生成电信号以表征包含所述透明层表面的外物所反射或散射的光的强度。
6.根据权利要求1所述的太阳能检测模块，其特征在于，所述太阳能检测模块还包括：
检测处理单元，电性耦接所述第一光伏单元及所述光源，并基于在所述光源开启时所述第一光伏单元所生成的电信号来输出表征所述透明层的表面遮蔽程度的信号。
7.根据权利要求1所述的太阳能检测模块，其特征在于，所述太阳能检测模块还包括：
检测处理单元，电性耦接所述第一光伏单元及所述光源，且用以控制所述光源的开启与关闭，并基于在所述光源开启时所述第一光伏单元所生成的电信号以及在所述光源关闭时所述第一光伏单元所生成的电信号来输出表征所述透明层的表面遮蔽程度的信号。
8.根据权利要求7所述的太阳能检测模块，其特征在于，所述检测处理单元还包括：
信号检测器，电性耦接所述第一光伏单元，且用以检测所述第一光伏单元所生成的电信号并据以输出检测信号；以及
控制器，电性耦接所述信号检测器及所述光源，其中所述控制器用以基于在所述光源开启时所述信号检测器所输出的检测信号以及在所述光源关闭时所述信号检测器所输出的检测信号来输出表征所述透明层的表面遮蔽程度的信号。
9.根据权利要求1所述的太阳能检测模块，其特征在于，所述太阳能检测模块还包括：
检测处理单元，电性耦接所述第一光伏单元及所述光源，且用以控制所述光源的开启与关闭，并基于在所述光源开启时所述第一光伏单元所生成的电信号以及在所述光源关闭时所述第一光伏单元所生成的电信号来得出所述透明层的表面遮蔽程度的数值；
其中所述检测处理单元基于所述光源关闭时所述第一光伏单元所生成的电信号来确定光照度，其中所述检测处理单元还基于所述光照度及所述表面遮蔽程度的数值输出表征所述透明层未被遮蔽时的光照度。
10.根据权利要求1所述的太阳能检测模块，其特征在于，所述太阳能检测模块还包括：
校正用光伏单元，设置在所述第一封装层及所述第二封装层之间；以及
非透明层，设置于所述校正用光伏单元的上方，并布置为用于反射所述光源发出的光的部分至所述校正用光伏单元；
其中所述校正用光伏单元用于生成表征所述校正用光伏单元所接收的光的强度的电信号。
11.根据权利要求10所述的太阳能检测模块，其特征在于，所述太阳能检测模块还包括：
检测处理单元，电性耦接所述第一光伏单元、所述校正用光伏单元及所述光源，且用以控制所述光源的开启与关闭，并基于在所述光源开启时所述第一光伏单元所生成的电信号、所述校正用光伏单元所生成的电信号以及在所述光源关闭时所述第一光伏单元所生成的电信号来输出表征所述透明层的表面遮蔽程度的信号。
12.根据权利要求1所述的太阳能检测模块，其特征在于，所述太阳能检测模块还包括：
蓄电单元，电性耦接至所述第一光伏单元及所述光源，且用以于储电模式中储存所述第一光伏单元生成的电力，并于检测模式中向所述光源及检测处理单元提供电力以输出表征所述透明层的表面遮蔽程度的信号。
13.一种太阳能板，其特征在于，包括：
权利要求1至12中任一项所述的太阳能检测模块；以及
多个第二光伏单元，设置在第一封装层及第二封装层之间。
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