光伏太阳能天线

成果编号：10606

价格：面议

完成单位：南京邮电大学

单位类别：其他高校

完成时间：2015年

成熟程度：研制阶段

服务产业领域：电子信息、能源环保

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发布人：吴知航离线

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集成了太阳能电池的天线称为光伏太阳能天线（Photovoltaic Solar Antenna，PV SOLANT），即是将太阳能电池与天线一体化设计的集成创新技术，目的是实现无线通信系统设备的小型化、节能化、智能化、便携性、低成本以及多功能化，是解决未来通信与能源矛盾的潜力技术之一。光伏太阳能天线在未来移动通信节能基站领域具有重要的实用价值和广泛的应用前景。发展绿色节能基站是基站发展的重要方向之一，采用太阳能是最经济有效的方式，而基于光伏太阳能天线技术的基站天线是一种可行的方案。光伏太阳能基站天线虽不能完全替代电网供电，至少可用作备份电源或空调电源，大幅降低基站能耗；再者，此类天线还具有易于融入周围环境、便于安装和综合成本低等特点。该技术已受到爱立信、华为、中兴等基站设备厂家的重视，具有广阔的市场潜力。目前该技术国内外尚处于研究状态，未见相关产品问世。另外，由于受全球经济环境等影响，全球光伏太阳能电池的产能已过剩，除了深度挖掘传统市场需求之外，积极开拓新的应用领域也是缓解这一危机的有效措施，光伏太阳能技术与高速发展中的通信技术之集成应用大有“文章”可做，极具潜力。

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成果介绍

科技计划：

成果形式：新技术、新产品

合作方式：技术开发、技术服务、人才培养、共建载体

参与活动：

专利情况：正在申请 ,其中:发明专利 2 项
已授权专利,其中:发明专利 0 项

成果简介

成果概况

创新要点

(1) 太阳能电池与天线的直接集成技术将天线部分直接放置在太阳能电池板前面，然后结构上一体化封装。天线材料的使用主要有三类：（a）采用透明的金属材料作天线辐射器；（b）采用网格或者栅格状的贴片天线；（c）采用透明的介质谐振器天线。 (2) 太阳能电池片用作贴片天线的辐射器或接地板。晶体硅太阳能电池片通常由三层构成，鉴于底电极相当于金属片的结构特点，则可将电池片整体用作天线的辐射贴片，或者寄生贴片，再或者用作天线的接地板。 (3) 太阳能电池集成缝隙类天线。太阳能电池的底电极相当于金属板，而且实际太阳能电池组件通常由多片电池组成阵列，因此就极易与缝隙类天线集成。集成方式有两种：一种是在底电极上直接蚀刻缝隙作天线，而电极本身即是天线的接地板；另一种是将缝隙天线放置在电池片之间的空隙，缝隙本身蚀刻在另外的载体上。 (4)将周期性排列的太阳能电池阵列用作低增益天线的盖板，构成Fabry-Perot谐振器天线，从而获得集成度高且无遮光效应的低剖面中等增益天线，是一类极具潜质的集成技术。 (5) 考虑直流总线对天线的阻抗匹配、辐射方向性图、交叉极化等性能的影响以及DC/RF去耦电路设计。

主要技术指标

1）天线电气性能满足现有3G/4G移动通信基站天线常规电性能指标，频带宽度优于25％，满足大多数工程天线的技术要求。 2）太阳能电池光电性能光电转换效率高于12％，与常规太阳能电池相比约低10％，基本满足实用要求。 3）综合工程性能在机械结构强度、实现工艺、成本等方面与常规太阳能电池组件相当。

其他说明

光伏太阳能取之不尽、用之不竭，是未来替代石油燃料的新能源之主要形式。太阳能电池主要有基于晶体硅的平板电池、基于非晶硅和碲化镉等非硅材料的薄膜电池、以及基于有机聚合物和纳米结构的新型电池。其中，第一代晶体硅电池的技术最为成熟、商用范围最为广泛；第二代薄膜电池光电转换效率偏低，但具有成本低、弱光性能好、以及便携性等特点；随着材料和工艺的发展，有机电池和纳米电池预示着未来的技术趋势。无线通信是现代通信的主要形式之一。天线是所有无线通信系统中都必需的信号发射和接收装置，其性能和外观结构对整个通信系统都有重要的影响。通信设备通常由天线、射频电路、基带信号处理以及电源等四个模块构成，随着集成电路和芯片技术的发展，射频电路和基带信号处理模块的集成度越来越高，尺寸越来越小；而天线和电源模块难以芯片化，其体积、重量和成本都在整个通信设备中占据较大比重。在未来的通信技术中，天线的研究方向是小型化、多功能、智能化、低成本等；在供电方面，光伏太阳能是一种经济有效的手段,在电网供电困难、用做应急通信之备份电源等场合，太阳能供电方式的作用尤其重要。因此，天线技术和太阳能技术都是未来无线通信系统中的重要技术。

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