具有自行供电功能的太阳能光电玻璃及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明公开了具有自行供电功能的太阳能光电玻璃及其制造方法，确切的说是薄膜太阳能电池与LED构成的新型功能材料，属于光伏建筑一体化技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，LED技术发展其灯珠体积越来越小而薄，植入透光体和夹层玻璃已成为现实。如何将许多LED连接构成图案、文字，一直采用细金属丝将LED焊接在一起，如中国专利号:200620023887.7《光电子透光体》。LED焊接布线复杂，工作量大。另一种，采用导电玻璃作夹层玻璃的内层玻璃，LED与导电玻璃的导电膜进行焊接使导线连接相对减少。如中国专利号:200910196376.3《LED光电玻璃的制造工艺》，由夹层玻璃镀二氧化锡导电膜所形成的导电玻璃，在导电玻璃二氧化锡膜进行电路刻蚀，将LED贴片在二氧化锡导电膜上导电连接。夹层玻璃导电膜仅导电而不能发电，需外部提供电源才能工作达到各种显示效果。对于大面积玻璃幕墙，使用的光电玻璃数量越多，走槽内暗线，布线难度大，结构复杂。
【发明内容】
[0003]本发明针对现有技术存在不足，对光电玻璃被动导电做深入研究，机理分析的基础上，对此，提出具有突破性的技术解决方案，其目的是要改变光电玻璃整体结构，能够主动发电，减少体内布线、提高功效的关键技术。
[0004]本发明的再一个目的，将进一步解决现有光电玻璃的功能单一性，从机理上细化薄膜太阳能电池与发光体LED —体化核心技术。
[0005]为实现以上任务，本发明提出的技术解决方案是:具有自行供电功能的太阳能光电玻璃其技术特征是:太阳能电池融合LED构成的承载体，在其太阳能光电池的背电极上由区域分割线刻蚀形成的LED灯珠区域、太阳将能电池区域，包括电池区域两侧的电池正负电极焊带区域和LED正负焊线区域，电池区域通过电池正负极焊带输出连接控制器内蓄电池储能，控制器输出连接LED，构成太阳能光电玻璃内自行供电系统，所说的分割线刻蚀是激光刻蚀。
[0006]其技术特征在于所说的太阳能电池是薄膜太阳能电池融合LED的承载体，还包括在太阳能电池的背电极上还依次层叠胶膜和内层玻璃，控制器装在内层玻璃外壁的控制盒内。电池正负电极焊带分布在电池分节线形成的电池区域内，LED正负焊线区域是LED正负焊线落入的LED灯珠区域。由LED灯珠串联或并联或串并联形成的LED灯珠区域分布在区域分割线内，电池区域和LED灯珠区域匹配呈多组间隔分布在电池背电极上。太阳能电池区域包括多组由电池分节线刻蚀形成电池内联式连接，其电池正负极分别接正负极焊带汇流。电池电极焊带与LED区域在背电极的重叠区域，均由绝缘片放置在电池正负极焊带与LED区域之间绝缘。
[0007]技术特征电池正电极焊带和电池负电极焊带的输出端，分别接入控制盒内控制板的正负极输入端给蓄电池充电，控制板的输出端接LED灯珠。电池区域和LED灯珠区域之间有绝缘隔离沟槽，由分割线刻蚀穿透背电极膜层、光电转膜层、前电极膜层形成。太阳能电池背电极面上分布的多种分割线，包括纵向和横向分布的分割线穿透电池背电极整个膜层，形成太阳能电池的绝缘边。由分割线刻蚀形成的多个LED区域，LED灯珠是焊接或贴敷在LED区域，通过焊线连接LED灯珠，控制器控制文字或文字加各种图形组成的显示图案。
[0008]技术特征太阳能电池背电极面上布区域分割线能刻蚀穿透LED区域和电池区域之间的整个背电极膜层形成绝缘隔离沟槽。
[0009]本发明的制造方法，以太阳能电池为载体融合LED构成，在薄膜太阳能电池的背电极上用激光刻蚀区域分割线形成各种区域，包括太阳能电池区域、LED区域和LED焊线区域，还包括用激光刻蚀分节线形成前电极层、光电转换层、背电极层，由控制器内控制板接储能电池，控制板接LED灯珠区域构成太阳能光电玻璃内部自行供电系统。用激光刻蚀区域分割线穿透两个区域电池背电极之间背电极层、光电转换层及前电极层形成绝缘隔离沟槽。LED区域用导电胶黏贴LED灯珠及电极焊线引入线。太阳能电池上依次层叠胶膜和内层玻璃，控制器装在内层玻璃外壁的控制盒内。
[0010]实施效果
实施本发明突破了光电玻璃一直以来依赖外接电源装置供电，用汇流带、导电膜替代传统布线，使整体结构变得简单，从机理上突破了技术瓶颈，利用核心技术薄膜太阳能电池融合LED，制造出功能强大的新型材料，优选光伏建筑一体化，传媒显示领域的需要。经济效益显著，节省了大量劳动力和生产成本。
[0011]本发明所说的薄膜太阳能电池，以基片类型可分为硬基底和软基地，软基底采用不锈钢带和铜带、聚酰亚胺材料，在其上制备薄膜太阳能电池膜层，主要包括前电极、光电转换和背电极。薄膜太阳能电池不透，可以通过激光刻划成透光型或半透光型。
[0012]本发明可以在薄膜太阳能电池外面(光照面或受光面)用胶膜粘结透明玻璃，制成三层或三层以上的夹层玻璃。
[0013]本发明可以通过以下方法来实现:
O前电极膜层分节线:沉积前电极膜层，刻蚀前电极膜层的电池分节线；
2)光电转化层分节线:在前电极膜层上沉积光电转换层，刻蚀光电转化层的电池分节线；
3)背电极分节线:在光电转换层上沉积背电极层，刻蚀背电极的电池分节线:
4)区域分割线:刻蚀LED区域和电池区域之间绝缘的区域分割线，该区域分割线刻穿贯通背电极层、光电转换层及前电极层；
5)LED电路:在光电器件区域刻蚀LED电路；
6)电极引出线:在太阳能电池区域的正负电极汇流带的输出端焊电极引出线；
7)灯珠电极引入线:在LED区域黏贴LED灯珠后，焊接灯珠电极引入线；
8)高温层压:太阳能电池、胶膜、背板玻璃依次叠放，将电池电极焊带的输出端和LED电极焊线的输入端引出到内层玻璃的外面；
9)控制盒:层压后，将电池电极焊带输出端和LED电极焊线输入端引入到控制盒内的控制电路板上连接，将控制盒粘结固定在内层玻璃上。
[0014]在步骤I)中，可以用激光预先刻蚀前电极层的区域分割线，该区域分割线位置与步骤4)的区域分割线位置相同。
[0015]在步骤4)中，区域分割线可以和电池分节线平行或垂直。
[0016]在步骤7)中，LED灯珠的灯头可以朝向太阳能电池，也可以朝向内层玻璃。
[0017]若需要对太阳能电池进行透光处理，可在步骤4)之后，在太阳能电池区域内进行透光刻蚀。
【附图说明】
[0018]图1.是本发明的整体结构示意图和实施例1图。
[0019]薄膜太阳能电池1、胶膜2、内层玻璃3依次叠放，控制盒4在内层玻璃3的外表面上，在薄膜太阳能电池I的背电极层上粘有LED灯珠7，电池正极焊带5和电池负极焊带5’又称汇流带，分别焊接在太阳能电池I的正负极上，将太阳能电池I的电能汇流后输出到控制盒的控制板401将电能储存在蓄电池402内，通过控制板401控制蓄电池402输出端接LED灯珠7两管脚分别连接的LED正极焊线6和LED负极焊线6’。绝缘片8放置在电池正极焊带5和电池负极焊带5’下方的LED区域。电池正极焊带5和电池负极焊带5’输出端以及LED正极焊线6和LED负极焊线6’输人端分别接入控制盒4内控制板401给蓄电池402充电，由控制板401输出端接LED灯珠7输入工作电源。
[0020]图1A.是图1中F部分局部放大，放大了电池区域内的电池正极焊带5区域和LED区域内LED正电极焊线6区域，以及绝缘片8放置在电池正极焊带5和电池负极焊带5’下方的LED区域。
[0021]图1B是图1中背电极层的区域划分示意图。
[0022]图1C是本发明的工作原理框图。
[0023]图中LED区域:Al、A2、A3、A4、A5、A6。太阳能电池区域B1:包含有B2、B3、B4区域，B2是太阳能电池正极焊带5焊接区域，B3是太阳能电池负极焊带5’焊接区域，在B2、B3区域中间的B4是太阳能电池的电池单元区域，Cl是LED正极焊线6焊接区域，C2是LED负极焊线6’焊接区域。
[0024]Al、A3、A5区域内的LED灯珠7并联连接，A2、A4、A6区域内的LED灯珠7串联连接。
[0025]太阳能电池分节线101将太阳能电池刻蚀成内联式连接，在LED区域内电池分节线101断开；
纵向边缘绝缘刻线105和横向边缘绝缘刻线105’刻穿整个膜层，形成太阳能电池周边的绝缘边；
区域分割线102刻穿电池整个膜层，将LED区域和太阳能电池区域绝缘；
LED焊线区域分割线104刻穿整个膜层，将LED电极焊线区域和太阳能电池电极焊带区域绝缘，在LED区域内LED焊线区域分割线104断开。
[0026]图2.是图1中太阳能电池I的背面膜层LED并联结构示意图。
[0027]图2中，太阳能电池I在衬底1-4上，依次镀前电极层1-1、光电转换层1-2、背电极层1-3，位于电池最边缘的纵向边缘绝缘刻线105和横向边缘绝缘刻线105’在同一位置刻穿前电极层1-1、光电转换层1-2和背电极层1-3，靠近两边的横向边缘绝缘刻线105’内侦J有LED焊线区域分割线104，在LED焊线区域分割线104内侧有数条电池分节线101，在纵向布置的每一组LED灯珠7的区域有两条纵向的LED区域分割线102，区域分割线102和电池分节线101成垂直状态，在两条纵向LED区域分割线102的中间平行一条LED正负极分割线103，LED灯珠7的正负极分别焊接在区域分割线102的两侧，每组LED灯珠7呈并联连接，纵向边缘绝缘刻线105、横向边缘绝缘刻线105’、LED焊线区域分割线104、LED区域分割线102和LED正负极分割线103均在同一位置刻穿前电极层1_1、光电转换层1_2和背电极层1-3。
[0028]图3是图1中太阳能电池I的背面膜层LED串联结构示意图。
[0029]图3中，同图2相比，在LED区域分割线102的中间垂直有数条LED正负极分割线103，有数组LED灯珠7，每组LED灯珠7呈串联连接。
[0030]图4是图1中太阳能电池I的背面膜层LED横向并联结构示意图。
[0031]图4中，同图2相比，在横向布置的每一组LED灯珠7的区域有两条横向的LED区域分割线102，区域分割线102和电池分节线101成平行状态，在两条横向的区域分割线102的中间平行一条LED正负极分割线103，LED灯珠7的正负极分别焊接在LED正负极分割线103的两侧，有数组LED灯珠7，每组LED灯珠7呈横向并联连接。
[0032]图5是图1中太阳能电池I的背面膜层第四种结构示意图。
[0033]图5中，同图4相比，在LED区域分割线102的中间垂直有数条LED正负极分割线103，有数组LED灯珠7，每组LED灯珠7呈横向串联连接。
[0034]图6是本发明实施例1的背电极层及LED灯珠显示排布与焊线示意图。
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