光伏电池装置

摘要

一种设备包括具有前表面和后表面以及在前表面和后表面中的不同表面上形成的第一和第二导体图形的光伏电池装置。第一导体图形包括至少一个环并且所述设备至少包括连接到第二导体图形的第一端子和连接到第一导体图形的至少一个环的不同端部的第二和第三端子。一种转换器装置包括具有前表面和后表面的转换器体以及在前表面和后表面中的不同表面上形成的第一和第二导体图形。第一导体图形包括至少一个环。转换器装置至少包括连接到第二导体图形的第一端子以及连接到第一导体图形的至少一个螺旋环的不同端部的第二和第三端子。转换器体和第一和第二导体图形一起形成光伏转换器装置并且第二导体转换器图形构成电感转换器。

权利要求

1.一种包括光伏电池装置的设备包括：

光伏电池装置，具有：

前表面和后表面，以及

在所述前表面和所述后表面中的不同表面上形成的第一和第二导体图形，其中所述第一导体图形包括至少一个螺旋环，并且其中所述设备至少包括连接到所述第二导体图形的第一端子和连接到所述第一导体图形的所述至少一个螺旋环的不同端部的第二和第三端子,还包括功率管理模块，其被配置为用在所述第二和第三端子处提供的电功率向至少一个电子电路供电。

2.根据权利要求1的设备，包括功率管理模块，其被配置响应于确定出在所述第二和第三端子处提供的电功率足以向至少一个电子电路供电，用在所述第二和第三端子处提供的电功率向所述至少一个电子电路供电。

3.根据权利要求1的设备，包括功率管理模块，其被配置为响应于确定出包括微控制器单元和数字信号处理器中的至少一个的核芯处于待机模式，用在所述第二和第三端子处提供的电功率向所述核芯供电。

4.根据权利要求3的设备，其中所述功率管理模块被配置为响应于确定出所述核芯处于待机模式并且在所述第二和第三端子处提供的所述电功率超过预定阈值，用在所述第二和第三端子处提供的所述电功率向所述核芯供电。

5.根据权利要求3或4的设备，包括超级电容器，其连接在提供功率以向所述核芯供电的所述功率管理模块的输出和参考电势之间。

6.根据前述权利要求1到4中任一项的设备，其中所述功率管理模块被配置为响应于确定出在所述第一和第二端子处提供的电功率足以向所述至少一个电子电路供电，仅用在所述第一和第二端子处提供的电功率向所述至少一个电子电路供电。

7.根据权利要求6的设备，其中所述功率管理模块被配置为响应于确定出在所述第一和第二端子处提供的电功率足以向所述至少一个电子电路供电，直接将所述第二端子连接到所述第三端子。

8.根据前述权利要求1到4和7中任一项的设备，其中所述第一导体图形包括每一个都具有各自的第一和第二端部的多个螺旋环，其中所述第二端子共同连接到所述多个螺旋环的所述第一端部并且其中所述第三端子共同连接到所述多个螺旋环的所述第二端部。

9.根据前述权利要求1到4和7中任一项的设备，其中所述第一和第二导体图形构成所述光伏电池装置的第一和第二电极中的不同的一个。

10.根据权利要求9的设备，其中所述设备被配置为在光伏充电模式中短路所述第二和第三端子并且从所述第一和第二端子向电池充电设备提供功率。

11.根据权利要求1到4和7中任一项的设备，其中所述光伏电池装置包括具有在半导体衬底的所述前表面上形成的所述第一导体图形以及在所述半导体衬底的所述后表面上形成的所述第二导体图形和第三导体图形的背结型电池，所述第二和第三导体图形分别形成所述光伏电池装置的基极和发射极电极。

12.根据权利要求8的设备，其中由光学透明材料形成所述第一导体图形。

13.根据前述权利要求1到4、7、10和12中任一项的设备，其中所述螺旋环是方形或者矩形形状的螺旋。

14.一种并入有根据前述权利要求1到13中任一项的设备的设备。

15.根据权利要求14的设备，其中并入有根据前述权利要求1到13中任一项的设备的设备为移动电话。

16.一种转换器装置包括：

转换器体，具有：

前表面和后表面，以及

在所述前表面和后表面中的不同表面上形成的第一和第二导体图形，其中所述第一导体图形包括至少一个螺旋环，

其中所述转换器装置至少包括连接到所述第二导体图形的第一端子以及连接到所述第一导体图形的所述至少一个螺旋环的不同端部的第二和第三端子，其中所述转换器体和所述第一和第二导体图形一起形成光伏转换器装置以及其中所述第二导体图形构成电感转换器。

17.一种并入有根据权利要求16的转换器装置的设备。

18.根据权利要求17的设备，其中所述设备为移动电话。

说明书

光伏电池装置

技术领域

[0001] 本发明涉及包括光伏电池装置的设备。

背景技术

[0002] 公知诸如移动电话的手持便携设备具有使用太阳能向设备供电的集成太阳能电池装置。还公知在一些这样的设备中使用太阳能向设备的电池充电。

发明内容

[0003] 第一方面提供一种设备包括：

[0004] 光伏电池装置，具有：

[0005] 前表面和后表面，以及

[0006] 在所述前表面和所述后表面中的不同表面上形成的第一和第二导体图形，[0007] 其中所述第一导体图形包括至少一个环（loop），

[0008] 并且其中所述设备至少包括连接到所述第二导体图形的第一端子和连接到所述第一导体图形的所述至少一个环的不同端部的第二和第三端子。

[0009] 第二方面提供一种转换器装置包括：

[0010] 转换器体，具有：

[0011] 前表面和后表面，以及

[0012] 所述前表面和后表面中的不同表面上形成的第一和第二导体图形，[0013] 其中所述第一导体图形包括至少一个环，

[0014] 其中所述转换器装置至少包括连接到所述第二导体图形的第一端子以及连接到所述第一导体图形的至少一个螺旋环的不同端部的第二和第三端子，其中所述转换器体和所述第一和第二导体图形一起形成光伏转换器装置以及其中所述第二导体转换器图形构成电感转换器（induction transducer）。

[0015] 现在将参考附图仅作为实例描述本发明的实施例。

附图说明

[0016] 在图中：

[0017] 图1示出了根据本发明的一个方面的设备的前和后面的透视图，该装置在此实例中是移动电话；

[0018] 图2示出了形成图1的设备的一部分的转换器装置的透视示意图；

[0019] 图3示出了图1的设备的特定部件的示意图；

[0020] 图4示出了形成图3的电路的一部分的功率管理核芯片的操作流程；

[0021] 图5到8是图2的转换器装置的部件的可选实施例；

[0022] 图9是图2的转换器装置的一部分的可选实施例；

[0023] 图10是图2的转换器装置的一部分的另一个可选实施例；以及

[0024] 图11是图2的转换器装置的一部分的又一可选实施例。

具体实施方式

[0025] 首先，参考图1，示出了在本实例中是移动电话或智能手机的设备10。在图的最上部的可见最大面是设备10的前面。在图的最下部的可见最大面是设备10的后面。其它面是侧面。

[0026] 设备包括可以是任意合适的形式的外壳11。在设备10的前面上是触摸屏12。触摸屏12包括设备10的前面的大部分区域。在设备10的前面的一端是扬声器孔13而另端是麦克风孔14。

[0027] 在设备10的后面上提供转换器装置15。转换器装置15占用设备10的后面的一半面积以上。

[0028] 转换器装置15包括一个或多个太阳能电池。转换器装置15与外壳11集成。可选地，转换器装置15固定连接到外壳11。可选地，作为外壳11的可移动后壳的一部分提供转换器装置15。

[0029] 图2示出了新转换器装置15的示意图。图2是透视图。部分视觉透明以便观察一些相关特征。

[0030] 转换器装置15是复合装置因为其包括太阳能电池装置和电感线圈装置。

[0031] 转换器装置15包括半导体n-掺杂层20和半导体p-掺杂层21。在n-掺杂层和p-掺杂层20、21之间是p-n结22。与p-n结22相对的n-掺杂层一侧构成转换器装置15的前面23。类似地，与p-n结22相对的p-掺杂层21的面构成转换器装置15的背或者后面24。n-掺杂和p-掺杂层20、21可以以相反方式替代，半导体p-掺杂层21构成前面23并且半导体n-掺杂层20构成后面24。

[0032] 在前面23上形成的是第一透明导电氧化物（TCO）图形25。第一端子26电连接到第一TCO图形25。第一端子26和第一TCO图形25一起构成转换器装置15的太阳能电池部分的前电极27。在图2中示出了前电极27具有耙形形状。下面描述其它形式。

[0033] 第一TCO图形25包括如二氧化钛的透明材料。第一TCO图形25的齿以及将齿连接到一起并且连接到第一端子26的构件一般为矩形。第一TCO图形25具有厚度。第一TCO图形25完全或者部分透明。如此，在转换器装置15的前面23上入射的光能够穿过第一TCO图形25以及图形部件之间，到达p-n结22。

[0034] 在转换器装置15的后面24是第二TCO图形28。TCO图形采取环的形式。在图2示出的实例中，第二TCO图形28采取螺旋形式。第二TCO图形28具有宽度和厚度并且导电。在TCO图形28的相对端连接第二和第三端子29,30。第三端子30连接到由第二TCO图形28构成的螺旋的内部端。在第三端子30从螺旋的内部延伸到后面24的外边缘时，第三端子30和跨过的第二TCO图形28的部分之间存在电绝缘。

[0035] 第二TCO图形28可以包括二氧化钛。然而，因为第二端子29位于转换器装置15的后面，第二TCO图形28的透明度并不重要。如此，替代地，TCO图形28可以包括金属化层。

[0036] 图3示出了设备10的特定部件的示意图。示出了设备10，一般地包括功率管理模块31、核芯32和电池33。功率管理模块31可以作为集成电路或者核芯片实现。核芯32可以包括数字信号处理器（DSP）34和/或一个或多个微处理器35。如果核芯32包括DSP34和一个或多个微处理器35，它们可以在共同的核芯片上或者在分离的核芯片上。在图的左侧示出了连接到第一和第二TCO图形25、28的第一到第三端子26、29、30。第二端子29连接到设备10中的参考电压，如接地电势，虽然是间接的（通过DC到DC变换器46A、46B，下面进行讨论）。

[0037] 功率管理模块31包括许多部件，具体地，包括充电模块36、电池感测模块37和控制器38。功率模块31还包括第一到第四可控开关39到42。控制器38可操作以对功率管理模块31的各种其它部件施加控制并从功率管理模块31的各种其它部件获得输入，但是为了清楚的目的，图中省略了各种连接。

[0038] 跨第一和第二端子26、29的连接是光伏感测模块。跨第二和第三端子29、30的连接是电磁（EM）感测模块44。由于它们连接到第二端子29，光伏（PV）感测模块43和电磁感测模块44两者都连接到参考（接地）电势。PV感测模块43可操作以检测在第一和第二端子26、29处接收的电压。在这些端子处产生的电压是在存在入射光时通过转换器装置15的太阳能电池部分产生电功率的结果。通过转换器装置15能够产生电压因为通过p-和n-掺杂层20、21以及p-n结22产生空穴和电子被第一和第二TCO图形25、28捕获。

[0039] EM感测模块44可操作为检测在第二和第三端子29、30处接收的电压。此电压是在转换器装置15的附近存在磁场时通过第二TCO图形28形成的环中的电流电感的结果。因为转换器装置15没有片状金属后电极，磁场能够穿过转换器装置15并由此与第二TCO图形28互相作用。磁场可入射在转换器装置15上，通过将设备10放置在电感充电席或垫上。替代地，磁场可以诸如背景微波频率能的背景场。在通过电感充电席或垫产生磁场的情况下，场相对强并且在第二和第三端子29、30之间产生的电势相对大。在一些实施例中，第二TCO图形28可操作为当设备10被放置在电感充电席或者衬垫上时产生电池充电功率。
这里没有详细描述这些实施例。

[0040] 在磁场是背景电磁辐射的结果的情况下，在第二和第三端子29、30之间产生的电势相对小。后面的描述集中于被称为电磁收集的第二种可选情况。

[0041] 在第一端子26和第一可控开关36之间是第一DC到DC变换器46A，其同样参考第二端子29以及如接地电势的参考电势。第一端子26通过第一可控开关39选择性地连接到充电模块36。在存在合适的充电功率的情况下充电模块36被连接为对电池33充电。在图3中示出的电池连接是纯示意图并且实际的电实施可以变化。

[0042] 第一端子26通过第三可控开关41选择性地连接到核芯32。这构成了核芯32的功率输入并且标记为V核芯。核芯还包括到连接到第二端子29的诸如接地电势的参考电势的连接。一般地，连接到V核芯的是两个可选的功率源。第一个是通过第二可控开关40连接到V核芯的电池33。另一个是第三端子30，通过在功率管理模块31外部的第二DC到DC变换器46B以及在功率管理模块31内部的第四可控开关42连接到V核芯。第二DC到DC变换器46B同样参考第二端子29以及如接地电势的参考电势。超级电容器47同样连接在V核芯和参考（接地）电势之间。

[0043] 在参考（接地）电势和V核芯之间连接超级电容器47提供对通过太阳能电池或者通过EM收集装置提供的电压的任意波动的平滑。超级电容器47的存在确保接收功率的暂时减少不会导致核芯32接收到不足的电源电压。在来自太阳能电池或者EM收集装置的电功率突然中止并且在核芯32处接收的电源电压没有落到操作电压以下的情况下，超级电容器47的电容量足以允许设备10进入不同的核芯功率模式。

[0044] 除了PV感测模块43和EW感测模块44在功率管理模块31的外部之外，它们还可以在其内部。类似地，第五可控开关45以及第一和第二DC到DC变换器46A和46B，可以在功率管理模块31的内部或者外部。

[0045] 连接在第二和第三端子28、30之间的是第五可控开关45。

[0046] 设备10具有多种基本操作模式，现在描述其一部分。

[0047] 在PV充电模式中，作为在转换器装置15上的入射光的结果提供的电功率被用来向电池33充电。在PV充电模式中，向核芯32提供来自电池33的电功率。在PV充电模式中，第三可控开关41打开，因此在第一端子26和V核芯之间没有直接连接。第一可控开关39闭合，从第一端子26向充电模块36提供电功率从而向电池33提供充电功率。在此模式中，第二可控开关40闭合，其允许电功率从电池33传输到V核芯。在此模式中，第四可控开关42打开，因此在第三端子30和V核芯之间没有直接连接。在PV充电模式中，第五可控开关45闭合，从而第二和第三端子29、30短路。当转换器装置15作为PV电池操作时，第二和第三端子29、30的短路提高了作为后电极的第二TCO图形28的有效性。

[0048] 在PV核芯功率模式下，没有用通过转换器装置15的PV电池方面产生的电功率对电池33的充电。替代地，通过转换器装置15的PV电池提供的电功率直接用于给核芯32供电。在此模式中，没有来自转换器装置15的EM收集方面的贡献。在PV核芯功率模式下，第一可控开关39打开，从而将充电模块36从第一端子26分离。然而，第三可控开关41闭合，从而将第一端子26直接连接到V核芯。可选地，在第一端子26和V核芯之间的连接可以包括缓冲器或者接口（未示出）。在此模式中，第五可控开关45闭合，从而第二和第三端子29、30短路并且提高了作为PV电池的后电极的第二TCO图形28的有效性。在PV核芯功率模式下，第四可控开关42和第二可控开关40打开。如此，核芯32通过参考参考（接地）电势的第一端子26和因此（短路的）第二和第三端子29、30仅接收来自太阳能电池的电功率。

[0049] 在EM核芯功率模式下，转换器装置15的太阳能电池部分没有贡献。相反，EM收集被用于向核芯32供电。在此模式中，电池33没有被充电。在EM核芯功率模式下，第一、第二和第三可控开关39到41打开并且第四可控开关42闭合。第五可控开关45打开，因此第二和第三端子29、30没有短路。在此模式中，在第二和第三端子29、30之间存在的电压通过第二DC到DC变换器46B提供给V核芯。

[0050] 在电池功率模式下，没有利用从太阳能电池接收的电功率也没有利用从转换器装置15的EM收集部分接收的电功率。

[0051] 现在参考图4描述设备10的操作。

[0052] 图4开始于步骤1，功率管理模块31接收使核芯32进入待机模式的命令。此命令可以被接收，例如作为接收请求设备进入待机模式的用户输入的结果，或者可以通过运行在设备10上的操作系统直接产生。在步骤S2中，确定设备10是否在PV充电模式中。在否定确定的情况下，在步骤S3中确定跨第一和第二端子26、29的接收的PV电压是否超出例如0.6V的阈值。步骤S3包括闭合的第四可控开关45以便最大化作为太阳能电池的后电极的第二TCO图形28的有效性。在步骤S3的肯定确定的情况下，操作进入步骤S4，此处设备10进入PV核芯功率模式。

[0053] 步骤S3包括感测向第一和第二端子26、29提供的电压并且平均化时间周期内的电压的PV感测模块43。时间周期可以是例如1秒。例如可以使用电阻器/电容器（RC）电路或者例如采样和保持电路完成平均化。可以将电压阈值固定在例如对应于当在待机模式中时允许核芯32使用的最大电压的电压。作为实例，阈值可以在0.6V到1.2V的范围内取值。可选地，阈值可以是动态的。在此情况下，阈值依赖于功率管理模块31提供的值。在此情况下，功率管理模块31可操作为提供等于确定提供给核芯32的电压的阈值。

[0054] 响应于来自步骤S2的肯定确定或者来自步骤S3的否定确定，操作进入步骤S5。这里，确定EM电压是否大于阈值。此步骤包括测量或者确定跨第二和第三端子29、30接收的电势。在此步骤中，第五可控开关45保持打开。EM感测模块44可以平均化在例如1秒的预定时间周期内接收的电压。可以使用RC电路或者例如采样和保持电路获得平均化。阈值可以时预定阈值，例如可以在0.6V到1.2V之间取值。可选地，可以通过功率管理模块31基于功率管理模块31决定向核芯32提供的电压而提供阈值。

[0055] 在步骤S5的肯定确定结果下，操作进入步骤S6，此时设备10进入EW核芯功率模式。

[0056] 在步骤S5的否定确定结果下，操作进入步骤S7，此时设备进入电池功率模式。

[0057] 在步骤S4、步骤S6或者步骤S7处进入待机模式之后，在步骤S8确定是否要求脱离待机模式。通常由操作系统发布脱离待机模式的命令，或者因为应用或软件模块要求大于核芯32的最小使用水平或者因为用户输入，或者两者都有。如果在步骤S8中，确定需要脱离待机模式，操作进入步骤S9，此处退出待机模式。在否定确定的情况下，操作进入步骤S10。这里，确定是否满足两个条件，这些条件是设备没有处于PV充电模式以及由太阳能电池产生的功率超出了阈值。在图中，虽然可以采用另一个预定值或者被通过功率管理模块31的动态设定替代，但是示出的阈值是0.6伏特。在两个条件都满足的情况中，操作进入步骤S11，此处设备进入PV核芯功率模式或者如果设备已经处于PV核芯功率模式，则保持在此模式。

[0058] 在步骤S10的否定确定的情况中，操作进入步骤S12。这里，进行与上述步骤S5相同的确定。在肯定确定的情况下，操作进入步骤S13。这里，设备进入EM核芯功率模式或者根据需要，保持在此模式。在步骤S12的否定确定的情况下，操作进入步骤S14。这里，设备进入电池功率模式。在步骤S11、步骤S13或者步骤S14后，操作在此进入步骤S8。

[0059] 将理解图4的流程具有的一些效果。首先，步骤S8到S14操作为确保，如果条件使得模式改变是适宜的，在核芯32处于待机时，设备10的操作模式可改变。如果从太阳能电池或者EM收集装置接收的电功率足以向核芯供电，那么设备10的操作模式可以从电池功率模式改变到EM核芯功率模式或者PV核芯功率模式。

[0060] 同样，如果通过从太阳能电池或者EM收集提供的功率不足以向核芯供电，或者因为接收的功率下降或者因为核芯需要的功率增加，那么设备10改变到更适合的功率模式中。

[0061] 在图4中，相对于其它模式，给予PV充电模式以优先权。在PV充电模式中，电池33的能量水平被补充，因此PV充电模式对于延长通过连接到电源而给电池33充电之间的间隔最有效。具有下一个最高优先权的模式是PV核芯功率模式。该模式具有高于EM核芯功率模式的优先权，而EM核心功率模式依次具有高于电池功率模式的优先权。如此，仅在如果通过太阳能电池或者通过EM收集装置不足以提供电能时，才通过电池33给核芯32供电。PV核芯功率模式具有比EM核芯功率模式更高的优先权。

[0062] 可选地，PV核芯功率模式可以具有不高于EM核芯功率模式的优先权。相反，设备10可以被配置为确定太阳能电池和EM收集装置哪一个产生的电压更大，并且使用该电压向核芯32供电。可选地，可以基于太阳能电池和EM收集哪一个更可靠选择模式。在可选实施例中，没有给PV核芯功率模式高于EM核芯功率模式的优先权。

[0063] 虽然没有在图4中示出，当在第一和第二端子26、29处接收的PV电压超出阈值时，设备10被配置为进入PV充电模式。阈值被预定并且可以具有例如2.5V的值。

[0064] 现在参考图5到8描述第一和第二TCO图形25、28的配置。

[0065] 在图5中，示出了第一TCO图形25，包括耙状装置，如图2所示。示出了第二TCO图形28，具有近似圆形螺旋的形式，具有连接到螺旋的不同端部的第二和第三端子28、30。螺旋是环形。环的长度确定第二TCO图形28响应的电磁信号的频率。在图5中示出的装置是相对窄的带装置，因为螺旋仅具有一个长度。就第二TCO图形28主要响应于单一频率的电磁信号而言，这允许调谐。这使得图5的装置或者具体地图5的第二TCO图形28，特别易受使用电感充电席或垫的影响，此处，典型地存在一个主操作频率。

[0066] 参考图6，第一TCO图形25被示出为具有图5的TCO图形的耙状结构，虽然具有附加的导体跨耙的齿连接以便构成格子。虽然要求花费略微大量的TCO材料，此装置具有相对于图5的装置的改善的导电率，而所有其它参数相等。

[0067] 图6中使出的第二TCO图形28包含多个环。这里，示出了多个一般的圆形螺旋。每个螺旋的外部端共同连接到第二端子29。每个螺旋的内部端共同连接到第三端子30。使用更小的环意味着图6的TCO图形28可调谐到比图5的TCO图形28更高的频率。

[0068] 在图6示出的装置中，可以选择环或者螺旋的数目以便被TCO图形28占据的后面24的比例尽可能高。这可以最大化太阳能电池的效率。环或者螺旋可以具有不同的长度，即使它们可以具有近似相同的长度。通过提供不同长度，可以实现更宽带的响应。通过提供具有相似长度的螺旋或者环，可以实现提高的响应但是仅与相对窄带的接收电磁能有关。在一些实施例中，可以用其固有阻抗与极高频带（例如，在1GHz到10GHz范围内）匹配的小螺旋或者环填充后面24。

[0069] 图7的第二TCO图形28与图5的相同，因此不再描述。然而，第一TCO图形25是螺旋形式。

[0070] 图8示出了转换器装置的不同类型。这里，转换器装置15的后面24具有基极和发射极电极48、49。它们交叉但是没有互相接触。在存在入射光时，跨基极和发射极电极48、49产生PV电压。

[0071] 前面23上是第二TCO图形28。这里，TCO图形28是环形，在此实例中是螺旋。第二和第三电极29、30连接到第二TCO图形28的环的不同端。

[0072] 第二端子29可以电连接到基极和发射极电极48、49中的一个，例如基极电极48，以便提供具有对应于图5到8的装置的电路的装置。

[0073] 图9示出了第二TCO图形28的可选的形式。这里，TCO图形28采用方环或者方螺旋的形式。第二和第三端子29、30连接到环的不同端部。该环仅部分延伸向形成环的中心区域，或者TCO图形28可以延伸到图形的中心附近的点。图9中示出了后一备选。

[0074] 虽然为了清晰目的没有在图中示出，但是第一和第二TCO图形25、28的每一个都具有自己的宽度，还具有自己的厚度。

[0075] 如图9所示使用方环或者螺旋，在其上形成第二TCO图形28的面23、24的面积的比例可以增加。与面23、24的较低比例的面积具有TCO图形的对应装置比较，这样可以提高太阳能电池的效率。

[0076] 图10示出了TCO图形28的可选形式。这里，包括在外端打开的第一和第二分支的螺旋天线元件连接到第二和第三端子29和30，第二和第三端子29和30通过肖特基二极管50在TCO图形28的中心部分彼此连接。第二和第三端子29、30还在TCO图形28接触肖特基二极管的区域连接。具体地，第二端子29连接在外部端连接到第三端子30的环的内部端，并且第三端子30连接到在其外部端连接到第二端子29的环的内部端。这样的螺旋天线元件可以提供比用可能的更简单的环或者螺旋配置更宽的频率响应。肖特基二极管封装50的尺寸限制天线的上限频率。天线的下限频率限制是TCO图形28的整个尺寸的函数。如在图10中，螺旋图形28的两个分支的每一个发展为在一端相对窄，在中心部分较宽，随后在另一端再次变得交窄。换句话说，分支在其中心部分比在其端部更厚。分支的厚度沿着分支的长度渐变。

[0077] 图11示出了另一个可选装置。这里螺旋导体图形28的第一和第二环基本与图10中所示相同。然而，图11的图形28没有肖特基二极管或者类似地连接环的最内端。相反，第二和第三端子29、30连接到在导体图形28的中心部分处的环的不同端。环的每一个外部端部通过各自的开关51、52选择性连接到接地电势。当使用PV功率时，开关51、52闭合，并且当使用EM功率时打开。整流器（图11中未示出）汇总通过两个不同的环提供的电势差以便产生EM收集电势差。

[0078] 在另一个实施例中，使用第一和第二TCO图形25、28的不同的组合并且这里公开了所有这样的组合。

[0079] 本领域的技术人员将理解或者能够确定将通过给定的TCO图形28经历的响应并且将会明白如何设计关于任意给定设计规则的图形28。

[0080] 虽然参考P-N结型太阳能电池描述了实施例，但是其它实施例可以利用其它合适的太阳能电池类型。例如其它实施例利用染料敏化太阳能电池（DSSC）。

[0081] 虽然上述实施例中转换器装置15被描述为没有片状金属化电极，但是在一些实施例中向转换器装置提供部分反射器。反射器的结合可以通过减少穿过转换器装置15的所有路径的入射光的比例增加太阳能电池的效率，但是对EM收集装置的效果有损害，因为反射器必然会减少在第二TCO图形28附近的电磁场的强度。

[0082] 应该认识到，前述实施例不应该认为是限制。本领域的技术人员在阅读本申请后将明白其它变化和修改。另外，本申请的公开应该理解为包括这里明确或者含蓄公开的任意新的特征或者任意新的特征组合，或者其任意概括并且在本申请或者源于其的任意申请的申请期间，可以阐述新的权利要求以覆盖任意这样的特征和/或这样特征的组合。