光電器件研究報告

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光電器件研究報告范文第1篇

關鍵詞：OLED；專利；分析；布局

1　引言

進入21世紀，人們需要性能更好、更能符合未來生活需求的新一代平板顯示器，以迎接“4C”(計算機(computer)、通信(communication)、消費類電子(consumer electronics)、汽車電子(carelectronics))以及“3G”時代的到來。OLED(Organic Light Emitting Diode的英文縮寫，譯作有機電致發光二極管)具有平板化、主動發光、高亮度、寬視角、響應速度快、易于實現高分辨率全彩色顯示、低電壓直流驅動、低功耗、發光效率高、溫度特性寬、耐惡劣環境能力好、成本低、制造工藝簡單等優點，非常適用于手機、PDA、數碼相機、DVD、GPRS等小尺寸顯示，被認為是未來最有可能替代液晶顯示器的一種新技術，其產業前景受到世界各國的普遍關注。

國際社會對OLED新型平板顯示技術給予了高度重視。2005年，OLED被美國CNN(有線電視新聞網)列為最近25年對人類最具影響力的25大創新技術之一；2006年，OLED又被市場研究公司Gartner列為十大戰略技術的第三名；我國電子信息產業調整振興規劃將“平板產業升級和彩電工業轉型”列為六大重點工程之一，并在三大重點任務中要求“突破新型顯示產業發展瓶頸”，工業和信息化部表示，在平板顯示領域，將重點支持OLED顯示技術的發展。

目前，OLED尚未達到大規模生產的水平，主要處于研發階段，而我國在實驗室階段與國外的差距并不是很大；國家經濟實力能夠為OLED研發提供經濟保障；我國生產OLED的儀器設備與國外差距不大。總之，在顯示技術領域，不論是與CRT、LCD生產技術比較，還是與PDP技術比較，我國的OLED顯示技術具有前所未有的機遇，但同時也面臨巨大挑戰。不論是小分子器件，還是聚合物器件，最核心的專利都由國外公司擁有，雖然最主要的幾個專利的保護期限已經快要結束，但是這些擁有專利的國外大公司在知識產權保護方面有著豐富的經驗，其所擁有的并且還在不斷申請的專利是很難完全繞開的。本文通過對美國和中國OLED專利宏觀統計分析，研究OLED專利布局情況，為促進OLED核心技術研發、實現產業化發展具有現實意義。

2　OL印專利檢索結果

截止到2010年7月，檢索美國和中國OLED專利，去重后，共得美國、中國的專利如表1。

3　OLED專利宏觀統計分析

根據檢索結果，對美國、中國OLED專利進行宏觀統計與分析。

3.1　專利申請量統計

美國和中國專利數據中OLED專利年度申請量隨時間變化的情況分別如圖1和圖2。通過研究2001年～2009年美國專利數據中OLED專利年度申請量隨時間變化的情況(見圖1)可以看出：2001年。2004年，OLED技術的專利申請量逐年增加，且增加幅度較大，2004年，年度申請量達到3385件，為近十年之最。2004年以來，OLED技術領域的專利申請量以每年幾百件的速度逐年減少(因專利公開一般滯后18個月，2009年數據只是目前已公開的專利申請數量)。

通過研究2001年～2009年中國專利數據中OLED專利年度申請量隨時間變化的情況(見圖2)，從圖2可以看出：2001年～2005年，專利申請量逐年增加幅度較大，2005年申請量達到1143件。2005年以來，OLED技術領域的專利申請量逐年減少。

比較圖1和圖2，美國、中國專利數據中OLED專利年度申請量隨時間變化的規律基本相同，升高后下降，中國專利年度申請量的峰值比美國滯后一年，中國專利年度申請量比美國專利年度申請量低。根據專利技術生命周期分析法，OLED專利技術似乎進入技術淘汰期。OLED顯示技術是一門非常年輕的顯示技術，國際社會對OLED新型平板顯示技術給予了高度重視，這就需要具體分析下降原因。

在OLED技術研究發展階段，技術路線處于無限想象狀態，申請專利很多，如：1963年，Bernanose等人在蒽單晶片的兩側加直流電壓觀察到了發光現象；1979年，由于Vincett小組的工作，有機電致發光器件研究再一次興起，1982年，Vncett研究小組采用真空沉積有機薄膜的方法制備出0.6μm厚的蒽沉積膜；1985年，Vandyke和Tang制備了含有空穴傳輸層和發光層的雙層結構的綠光器件；1987年，美國EastemKodak公司的Tang和VanSlvke采用真空鍍膜技術，用8-羥基喹啉鋁(Alq3)等材料制備了三明治結構的綠光有機電致發光器件；1989年，Tang等又報道將小分子染料DCMI和DCM2，用摻雜的方法獲得不同顏色的發光并提高了器件的發光效率；1990年，英國劍橋大學的Burroughes等人首次制成以共扼高聚物聚對苯撐乙烯(PPV)為發光層、ITO(氧化銦一氧化錫)為陽極、金屬A1為陰極的單層有機EL器件；1991年，Heeger等人進一步改進了聚合物電致發光器件的結構，用甲氧基異辛氧基取代聚對苯撐乙烯在ITO上旋涂成膜制得了橘紅色EL器件等等。進入產業化階段，產業化對技術路線做出了選擇，很多的技術路線被否定，不再研究，特別是被動矩陣驅動OLED(PMOLED)存在嚴重供過于求的情況，阻礙了研究工作的進一步進行；同時，由于OLED尺寸、分辨率、價格等因素，首先進行產業化的企業虧損，許多企業退出 OLED研發、生產，專利申請量下降符合近幾年OLED行業發展狀況。

但是，近年來，三星公司和LG公司加速進入OLED行業，并進行產業化布局，兩公司成為業內關注的重點，中國政府明確加大OLED產業化支持力度，隨著OLED器件穩定性、成本等問題的解決，以主動矩陣驅動OLED(AMOLED)為代表OLED產業必將得到大發展，OLED專利申請量將上升。

3.2　申請人分析

在所采集到的美國專利數據樣本中，按申請人申請專利的數量排序，如表2(前20位OLED專利申請人)所示。從表2可以看出，前三位申請人分別為SEIKO EPSON(精T愛普生，1188件)、SEMICONDUCTOR ENERGY LABORATORY(半導體能源株式會社，1064件)、EASTMAN KODAK(伊

士曼柯達，857件)，三者的申請量占總申請量的15.2％，是OLED技術領域有力的競爭者；而SAMSUNG SDI

(二星電子SDI)、CANONKABUSHIKI KAISHA(佳能株式會社)、IDEITSUKOSAN(出光興產株式會社)i家企業中，每家企業的申請量在500件左右，在OLED技術領域競爭力較強，屬于第二梯隊；處于第三梯隊的是SANYOELECTRIC、SAMSUNG MOBILE DISPLAY、SONYCORPORATION、LG ELECTRONICS INC、SAMSUNGELECTRONICS、FUJI PHOTO FILM、AU OPTRONICSCORP、LG.PHILIPS等家企業，每家企業的申請量在200～300件左右，其它企業在150件左右。前20名企業中，日本企業12家，韓國企業4家，荷蘭企業2家，美國企業1家，中國臺灣企業1家，沒有中國大陸企業。前20名企業的專利申請量較大，是美國OLED技術領域及產品市場較強的競爭者，中國大陸OLED企業進軍美國市場，應高度重視這些企業的專利技術壁壘，盡可能避免知識產權侵權風險。

在所采集到的中國專利數據中，按申請人申請專利的數量排序，前20名申請人的專利數為3597件，占總數的49.69％。取專利申請量前20名制作申請人排名如表3，申請量前20名申請人中，日本企業12家，美國企業1家，荷蘭企業1家，中國臺灣企業3家，中國大陸科研機構及企業3家，并且，中國大陸有兩家是大學，1家是企業。前5名申請人中，日本企業4名，日本企業是最有力的競爭者。

根據申請人分析，國外企業在美國市場和中國市場進行了大量專利布局，而中國大陸企業專利布局工作滯后，在國內專利申請量較少，并且在美國專利申請量更少，美國專利申請人前20名中沒有中國大陸企業，這就為中國OLED產品開拓中國和美國市場增加了侵權風險和準人難度，另外，中國大陸OLED企業應深度分析三星電子SDI、精工愛普生株式會社、半導體能源株式會社等申請人的專利，研究其布局，爭取市場競爭主動權。

3.3　IPC分析

國際專利分類法(International PatentClassification，IPC)是按照發明創造的技術主題為特征進行分類，主要對發明專利申請書、發明證書說明書、實用新型說明書和實用證書說明書等(統稱為專利文獻)進行分類，為了便于檢索，將相同的技術主題歸在同一分類位置。同類技術，由于專利申請提出的技術主題保護的側重不同，其專利文獻分類號會有區別，有時，一件專利可能同時具有幾個IPC號。

對所取得美國19726件專利，根據IPC號進行統計頻次排序，取前10個IPC數據制作頻次排序如表4。前10個IPC專利5730件，占總數的29％，所代表的技術內容基本上能反映出OLED技術領域發展重點，主要涉及電致發光材料、電致發光光源、電發光面板等領域。

對所取得中國發明和實用新型專利7236件，根據IPC號進行統計頻次排序，取前10個IPC數據制作頻次排序如表5。前10個IPC所代表的技術內容基本上能反映出OLED技術領域發展重點。

從表5可以看出，OLED專利技術主要集中在發光材料制備、光發射組件、封裝等領域。

IPC分析比較發現，在美國申請專利與在中國申請專利的重點技術領域有所不同，如半導體器件、其它類目中不包括的電同體器件H01L中，中國專利在H01L51／50、H01L27／32、H01L51／54技術領域專利申請量較多，而美國專利主要集中在H01L21／00、H01L33／00技術領域。中國大陸OLED企業進行專利布局及產品研發時，應加強技術領域研究工作，合理進行專利布局，盡量避免知識產權侵權風險。

4　小結

1.美國和中國專利申請量隨時間變化規律基本相同，均為申請量增加到峰值后開始減少，美國的峰值為2004年，而中國的峰值為2005年。專利申請量近幾年呈下降趨勢，原因是多方面的，一方面受產業化及產業化對技術路線選擇的影響，另一方面是一些企業的退出，原因有待于進一步研究。

2.國外OLED企業在美國和中國申請了大量專利，進行了專利布局，而中國大陸企業在中國國內申請專利較少，在美國申請專利更少，申請量前20位申請人中沒有中國大陸企業，中國OLED企業專利布局工作滯后，中國OLED企業在開拓中國和美國市場時，應重視專利分析和布局工作，合理規避知識產權侵權風險。

3.美國OLED專利技術主要集中在電致發光材料、電致發光光源、電發光面板等領域，而中國OLED專利技術主要集中在發光材料制備、光發射組件、封裝等領域。

參考文獻

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光電器件研究報告范文第2篇

關鍵詞：太陽能路燈；原理；系統設計；研究現狀；發展趨勢

收稿日期：2011-04-18

基金項目：西南交通大學SRTP基金項目資助

作者簡介：扈志遠（1987―），男，甘肅甘南人，西南交通大學機械工程學院機械設計及理論專業碩士研究生。

中圖分類號：IM914 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2011）05-0195-04

1 引言

在當今能源短缺的情況下,各國都加緊了發展光伏的步伐,美國提出“太陽能先導計劃”意在降低太陽能光伏發電的成本,將在2015年達到商業化競爭的水平；日本也提出了在2020年達到28GW的光伏發電總量的計劃；歐洲光伏協會提出了“setfor2020”規劃,預計在2020年讓光伏發電達到商業化競爭。在發展低碳經濟的大背景下,各國政府對光伏發電的認可度逐漸提高［1］。太陽能路燈作為一種光伏發電應用的產品,具有諸多優點,因此近10年來對它的研究呈現出一種欣欣向榮的局面。

2 太陽能路燈發展歷程與國內外研究的現狀

1839年法國學者貝克勒爾發現光伏效應,1954年美國貝爾實驗室的3位科學家首次制成實用的單晶硅太陽能電池。1958年我國開始研究太陽能電池并于1971年首次將光伏電池成功應用于東方紅2號衛星。1973年,各國開始太陽能電池地面應用研究。20世紀70年代初太陽能電池被使用在航標燈上［2］。國內最早報道太陽能的論文是黃一心的《太陽能路燈》,其給出了太陽能路燈的結構圖［3］。從20世紀70年代初到80年代末,由于成本高,太陽能電池在地面的應用非常有限。90年代以后,隨著成本的降低,太陽能電池向工業領域和農村電氣化應用方面發展。隨著太陽能路燈被研發成功后,市場應用穩步擴大,國家和地方政府開始制訂光伏計劃。2002年,國家發改委啟動了“送電到鄉”項目,使得中國的光伏市場迅速發展起來,總裝機容量從2001年的23 500kW迅速增長到2002年的45 000kW,至2003年達到55 000kW。2003～2005年,受德國巨大的市場需求影響,國內光伏企業產能迅速擴展,產量迅速增長［4,5］。2009年提出了《太陽能光電建筑應用財政補助資金管理暫行辦法》、金太陽示范工程等鼓勵光伏發電產業發展的政策,2020年的光伏發電目標將從原先的1.6GW提高到現在的20GW,一系列的政策支持和長遠規劃讓中國的光伏發電之路更加寬廣。

在光伏發電的應用和安裝方面,德、日、美依然是世界上3個最主要的光伏應用市場。2005年全球安裝太陽電池組件1 460MW,比前一年增長了34%。德國安裝了837MW,比前一年增長了53%；占世界安裝量的57%；日本安裝了292MW,比前一年增長了14%,占世界安裝量的20%；美國安裝了102MW,占世界安裝量的7%；歐洲其它地區安裝了88MW,占世界安裝量的6%；世界其它地區安裝了146MW,占世界安裝量的10%［6］。

3 太陽能路燈結構組成與工作原理

3.1 太陽能路燈結構組成

太陽能路燈主要是由太陽能電池板組件、太陽能蓄電池組、路燈控制器、光源以及燈房燈桿等構成。當輸出電源為交流 220V 或110V,還要配置逆變器，其結構系統圖見圖1。

太陽能電池板是太陽能路燈中的核心部分,有單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池及非晶硅太陽能電池等3種。在太陽光充足的東西部地區,采用多晶硅太陽能電池為好,因為多晶硅太陽能電池生產工藝相對簡單,價格較低。在陰雨天比較多、陽光相對不足的南方地區,采用單晶硅太陽能電池為好,因單晶硅太陽能電池性能參數比較穩定。而非晶硅太陽能電池一般應用在室外陽光不足的條件下,原因是非晶硅太陽能電池對太陽光照條件要求比較低。蓄電池適用于獨立光伏系統,包括鉛酸、鎳鎘、鎳氫、充電式堿性、鋰離子、鋰高分子和氧化還原蓄電池。但被應用于太陽能路燈的蓄電池則主要有鉛酸蓄電池、鎳鎘蓄電池以及大型電容器。蓄電池應與太陽能電池、用電負荷（路燈）相匹配。可用一種簡單方法確定它們之間的關系：太陽能電池功率必須比負載功率高出 4 倍以上,系統才能正常工作。太陽能電池的電壓要超過蓄電池的工作電壓 20%～30%,才能保證給蓄電池正常充電。蓄電池容量必須比負載日耗量高 6 倍以上為宜［7］。大型電容器是一種新型的儲能元件,這種元件能夠擁有數千法的電容量,性能好,充電時間短。由于超級電容對環境污染少,內阻低,可長期循環使用。所以是目前國內外最被看好的蓄電設備。

光源控制器有多種，包括聲控、光控、定時控制等。太陽能路燈的控制形式主要有光控開――光控關、光控開――時控關、時控開――時控關。為了延長蓄電池的使用壽命,必須對它的充電放電條件加以限制,防止蓄電池過充電及深度充電。在溫差較大的地方,合格的控制器還應具備溫度補償功能。此外,可以考慮使太陽能電池板對太陽光進行追蹤,根據季節、地理位置、1d中太陽強度的變化等來整合控制器,提高太陽能電池板的接收效率。

目前,市場上的主要光源有白熾燈、鹵鎢燈、熒光燈、緊湊型熒光燈、高壓汞燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈、陶瓷金屬鹵化物燈、霓虹燈、LED燈、無極燈等［8］，見表1。

表1 各光源性能參數表

燈房的設計除了要考慮此燈房的大小是否能放下相關的器件外還要考慮燈房是否夠結實；燈房是否能夠及時驅散光源和各電氣部件散發出來的熱量；燈房是否達到密封等級,能夠防止外界環境的破壞等。燈桿設計時一般考慮材料、燈桿的高度（應根據道路的寬度、燈具的間距、道路的照度標準確定）、支架中心、可調節性等因素。

3.2 太陽能路燈工作原理

白天,在光照條件下,太陽能電池組件產生一定的電動勢,通過組件的串并聯形成太陽能電池方陣,使得方陣電壓達到系統輸入電壓的要求,經過太陽能路燈專用控制器對蓄電池充電,并將電能儲存在蓄電池中。蓄電池充電到一定程度時,控制器內的自保系統動作,切斷充電電源。晚上,光照度逐漸降低至一定值后,太陽能電池板的開路電壓降低,當控制器檢測到這一電壓值后,通過逆變器的作用把直流電轉換為交流電,使得蓄電池對發光體放電。當蓄電池的電能消耗到一定值后,控制器再次工作控制蓄電池不被過放電,使得蓄電池的放電結束,構成一個循環系統來為路燈供電。

4 太陽能路燈系統設計原則與安裝要求

太陽能路燈系統匹配設計關系到系統可靠性和穩定性兩大因素,要求太陽能電池發電量和負載耗電量配比合理；耗電量和蓄電池容量配比應滿足持續陰雨天數要求且放電深度合理；太陽能電池充電電流和蓄電池容量配比合理；負載放電電流與蓄電池容量配比合理。按電荷分布可分為光伏發電,蓄電池蓄電,燈具耗電3個步驟,這3個步驟中光伏發電隨著一年日照量的變化而變化,自然蓄電池的蓄電量也是變化的,而燈具由于控制器的設定耗電是固定的,這就必然會造成有些時候路燈無法正常工作。所以進行系統設計時必須首先計算太陽能電池板組件容量、蓄電池容量、燈具負荷以解決選型問題。

太陽能電池板組件容量設計需因地制宜,根據當地氣象條件和地理位置等外界因素來設計。需要的基本數據主要有現場的地理位置,包括地點、緯度、經度和海拔高度等；安裝地點的氣象資料,包括逐月的太陽能總輻射量、直接輻射量及散輻射量,年平均氣溫和最高、最低氣溫。此外,還要考慮到負載和蓄電池的匹配。我國太陽能資源可分為5個地區［8］,應當考慮地區間的差異。具體對電池板串并聯后峰值功率與容量的計算方法,文獻中方法各異［9,10,11］,有些則直接根據負載需求來計算［10］,有些將日平均輻射量轉換為標準光照強度下的日平均輻射時數［11］。筆者認為應根據太陽能電池板實際接收到的太陽能輻射量情況來計算容量,這個過程要考慮地理氣候因素,也要考慮實際安裝及安裝后的一些情況,如傾角、熱島效應、太陽能電池板折舊、轉換效率等。此外需保證太陽能電池的工作電壓約為蓄電池電壓的1.5倍,才能保證給蓄電池正常充電。對于蓄電池選型,一般按照常用的工程設計經驗公式來計算［11］。與文獻中具體計算方法基本相同。即考慮負載每天需要蓄電池提供的電量、連續陰雨天數、蓄電池放電效率的修正系數、蓄電池放電深度、蓄電池額定電壓、效率等。

光源負載設計時主要考慮道路照明標準,根據《城市道路照明設計標準》,城市道路照明設計有明確的照度要求,只有這樣才能確保城市道路照明能為車輛駕駛人員以及行人創造良好的視看環境,達到保障交通安全，要求見表2。

表2 城市道路照明設計標準

式中嘉光源的總光通量;N為路燈布置取值;當路燈為相對矩形排列布置時取2,當單側和交錯布置時取1；U為利用系數；K為維護系數；S為燈桿間距；W為路面寬度。在實際設計中還要考慮光源的壽命、每天工作時間、地理氣候差異、路燈布置方案等。使用 LED 光源時還要考慮散熱問題、大功率 LED燈具必須要有恒流驅動裝置等問題［12］。

此外,要選擇充電效率高的控制器,具有MCT充電模式的控制器能自動追蹤電池板的最大電流,尤其在冬季或光照不足的時期,MCT充電模式比其他高出20%左右的效率。應選擇具有兩路調節功率的控制器,具有功率調節的控制器已被廣泛推廣,在夜間行人稀少時段可以自動關閉一路或兩路照明,節約用電,還可以征對LED燈進行功率調節。

根據設計原則選定太陽能電池板、蓄電池、光源后,在具體安裝時要考慮太陽能電池板安裝最佳傾角、燈桿防風強度要求、為保護蓄電池是否需要防雷限制電壓、路燈安裝高度等問題。安裝的基本要求是保證組件為正南朝向、燈具方向與道路橫軸一致、燈桿垂直。電氣質量的關鍵在于導線連接,組件接線盒、燈具、蓄電池到控制器的連接導線,除非接入端子,只要線與線對接都必須加錫焊接,或用銅線管壓接,再用熱縮管密封防護,這樣才能降低連接電阻,避免接頭氧化增加線路損耗。路燈控制器安裝時,端子或導線方向朝下,上端掛接,避免內部漏水時導致電器故障。電池端子連接時涂導電膏后用銅鼻子固定,螺絲擰緊后加環氧樹脂密封,以防止氧化腐蝕［12］。

5 太陽能路燈優點、不足及發展趨勢

5.1 太陽能路燈優點

太陽能路燈主要優點包括：①節能，太陽能路燈是利用自然界的自然光源,減少了電能的消耗；②安全，市電照明路燈可能存在著由于施工質量、材料老化、供電失常等多方面的原因造成的安全隱患。而太陽能路燈不使用交流電,采用的是蓄電池吸收太陽能,把低壓直流轉化為光能,不存在安全隱患；③環保，太陽能路燈無污染、無輻射,符合現代綠色環保觀念；④高科技含量，太陽能路燈采用智能控制器進行控制,可以根據1d內天空自然亮度和人們處于各種環境下需要的亮度來自動調節燈的亮度；⑤耐用，目前絕大多數太陽能電池組件的生產技術,都足以保證10年以上性能不下降,太陽能電池組件可以發電25年或更長的時間；⑥維護費用低，在遠離城鎮的邊遠地區,為了維護或修理常規發電、輸電、路燈等設備的費用很高。太陽能路燈只需要周期性的檢查和很少的維護工作量,其維護費用比常規發電系統要少；⑦安裝組件積木化，安裝靈活方便,便于用戶根據自己的需要選擇和調整太陽能路燈的容量大小；⑧自主供電，離網運行的太陽能路燈具有供電的自主性、靈活性。

5.2 太陽能路燈的不足

成本高,太陽能路燈初期投資大,一盞太陽能路燈總成本是相同功率常規路燈的3.4倍［13］;能量轉換效率低,太陽能光伏電池的轉換效率約為15%～19%,理論上硅太陽能電池的轉換效率可達25%,但在實際安裝后,可能因周圍建筑物阻擋造成效率降低。目前,太陽電池的面積為110W/m2,1kW的太陽電池的面積大約9m2,這么大的面積幾乎不可能在燈桿上固定［14］,所以對于快速路、主干道依然不適用;受地理氣候條件影響大,由于依靠太陽來提供能量,當地的地理氣候天氣狀況直接影響到路燈的使用。陰雨天過長就會影響亮燈,導致照度或亮度達不到國家標準的要求,甚至出現不亮燈,成都黃龍溪地區的太陽能路燈則因白天光照不足,導致晚上亮的時間太短;元器件使用壽命和性價比低。蓄電池和控制器的價格較高,且蓄電池不夠耐用,必須定期更換,控制器的使用壽命一般也只有3年;可靠性低。由于受到氣候等外界因素影響太大,導致可靠性降低。深圳濱海大道上的太陽能路燈則有80%都不能單獨依靠太陽光,與重慶大足縣迎賓大道相同,均采用了市電雙電源供電方式;管理維修困難。太陽能路燈的維護困難,電池板電池板的熱島效應質量無法控制檢測,壽命周期得不到保證,且無法統一進行控制管理。可能出現不同時照明情況;光照范圍窄,目前所應用的太陽能路燈經中國市政工程協會考察并經現場測定,一般照度范圍為6～7m,超出7m以外就會昏暗不清,無法滿足快速路、主干道的需要;太陽能路燈照明尚未建立行業標準;環保防盜問題,蓄電池處理不當可能造成環保問題。此外,防盜也是一大問題。

5.3 太陽能路燈發展趨勢

提高太陽能電池板轉換效率,在電池板材料的研制方面,在傳統的3種電池板的基礎上,改進其工作能力。以減小電池板體積,提供更大功率,降低電池板價格;對路燈控制器的改進,如采用單片機智能控制、網絡化智能控制全部路燈的啟閉,實現統一管理［15］。文獻中亦有報道采用單片機模式和模擬電路模式;蓄電池的改進,采用超級電容［16,17］,提高蓄電池的壽命、降低成本,減小環境污染。對常規蓄電池的溫度修正等改進;采用雙電源供電系統［18］,這樣可以在快速路、主干道上使用,并提高可靠性;光源的改進,主要是采用新型LED燈具,降低功耗,提高照度、亮度;實現實時追蹤太陽光,最大限度地提高太陽能的吸收利用率,目前這方面的研究較多［19］;充分利用風能,目前已有很多這方面產品,如何做到二者合理匹配至關重要;太陽能路燈的整體管理控制,采用計算機控制系統,利用無線控制等方式,對所有太陽能路燈實現統一管理、操作,實現智能化管理;規范產品標準、提高產品質量、實現光伏照明設計和產品系列化。制定太陽能產品質量標準和檢側系統,形成產品系列,提高產品質量。使各地區太陽能路燈、草坪燈等設計和產品規格化,系列化,省去復雜的計算和選型,以便因地制宜安裝城市太陽能路燈;制定太陽能路燈設計標準,太陽能路燈設計是新生事物,太陽能電池選擇、蓄電池選擇、抗風計算等應盡快制定標準,以利提高太陽能路燈設計水平,促進太陽能照明發展;防盜,進一步完善蓄電池等防盜措施等。

6 結語

盡管太陽能路燈依然有許多不足與技術缺陷,但隨著低碳經濟的到來,各國都十分重視太陽能的利用。據科學家的保守估計,在未來10幾年里,太陽能電池的效率將達到20%,同時價格將下降近一半,相關的配套光源及設備的壽命也將大幅提高,控制也將越來越科學,維護也將進一步簡化,太陽能將被更深度、更廣泛地利用。我們將與同行業人士一起探討,共同推動產業發展,為我國的節能減排事業出一份力。

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Review of Application of Solar Street Lights

Hu Zhiyuan,Wang Song,Wang Xiaoyang,He Bin,Ran Shaobo

（National Experimental Teaching Demonstration Center of Basic Machinery at

Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031，China）