具有离轴图像显示的光伏器件的制作方法

专利名称：具有离轴图像显示的光伏器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及光伏器件，并且更特别地涉及合并了集成显示元件的聚光光伏器件。
背景技术：
具有布置在衬底的范围上或分散在衬底的范围上的电活性部件的大型衬底可以用于多种电子系统中，例如，诸如平板液晶或OLED显示器件的成像器件，和/或数字射线照相板中。在平板太阳能电池中也可找到具有电活性部件的大型衬底。
聚光光伏(CPV)太阳能电池系统使用透镜或反射镜来使相对大的日光区域聚焦到相对小的太阳能电池上。太阳能电池将聚焦的日光转换成电功率。通过使日光光学会聚到较小区域中，可以使用具有更大转换性能的较少且较小的太阳能电池来以较低成本产生更高效的光伏系统。为了增加聚光光伏系统的性能或使其最大化，可以将CPV系统安装在使CPV系统光学装置与光源(通常为太阳)对准的跟踪系统上。为了减小重量和尺寸，可以将菲涅耳透镜与CPV系统一起使用。
聚光光伏系统通常被工业规模的发电公用事业使用，并且可能占用场地中的相当大的区域。这些系统的视觉外观可能在场地中占首要地位且过度显眼、丑陋或单调，导致公众对此类系统的抵抗。此外，可能难以在不与CPV系统的光收集能力相干扰或降低CPV系统效率的同时将被此类CPV系统占用或在其周围的空间用于其他目的。
利用基于地球和基于空间两者的图像捕捉来产生太阳能阵列的图像、以通过观察太阳能阵列和其部分的变化的热及其他特征图像来确定性能不佳或性能变化是已知的。然而，捕捉太阳能阵列的远程图像以确定其性能并未改善其外观或提供用于阵列的附加用途。
题为“Solar Panel”的美国专利申请公开号2007/0277810公开了一种具有面板正面和面板背面的太阳能面板，其中面板正面和面板背面包括在其之间具有间距的太阳能电池的阵列及包括视觉可辨别的特征的元件。至少正面能够将日光转换成电能。视觉可辨别的特征从面板正面是可见的，并且可以包括设计、色彩、图案、画面、广告、文本等。在一个实施例中，该特征位于阵列的太阳能电池之间，并且在另一实施例中，该特征可以包括一个或多个LED或IXD。
然而，此系统不能高效地收集日光并同时提供容易可见的可辨别特征，这是因为，通过在太阳能电池之间提供间距以使得面板背面上的特征可见，牺牲了至少某些效率。发明内容
应认识到的是，提供本发明内容是为了引入简化形式的概念的选择，下面在具体实施方式
中进一步描述了该概念。本发明内容既不意图识别本公开的关键特征或必需特征，也不意图限制本公开的范围。根据本发明的某些实施例，一种光伏和显示设备包括背板衬底、布置在背板衬底上的多个光伏元件、布置在背板衬底上在光伏元件之间的多个显示元件以及位于背板衬底、光伏元件以及显示元件上方的光学元件。该光学元件被配置成将沿着基本上平行于其光轴的方向传播的入射光引导得远离显示元件并使该入射光会聚到光伏元件上。该光学元件还被配置成沿着基本上不平行于该光学元件的光轴的方向引导从显示元件反射或发射的光。在某些实施例中，光学元件包括菲涅耳透镜、菲涅耳透镜阵列、透镜、小透镜阵列、平凸透镜、平凸透镜阵列、双凸透镜、双凸透镜阵列或交叉全景透镜阵列。在某些实施例中，将光伏元件和显示元件布置在背板衬底的共面平面上。在某些实施例中，光伏元件在沿着不平行于光轴的一个或多个方向看时基本上是不可见的。在某些实施例中，将光学元件配置成当沿着基本上平行于光轴的方向看时将光伏元件放大并且当沿着不平行于光轴的一个或多个方向看时将显示元件放大。在某些实施例中，在背板衬底上将光伏元件布置成阵列。光学元件可以包括透镜的阵列，并且每个透镜可以使基本上平行于其各自光轴的入射光会聚或聚焦到光伏元件中的相应的一个上。在某些实施例中，所述设备包括安装在背板衬底上的多个接收衬底。可以将光伏元件和/或显示元件中的一个或多个布置在每个接收衬底上。在某些实施例中，每个光伏元件邻近背板衬底上的显示元件中的一个或多个。例如，每个光伏元件可以邻近显示元件中的第一显示元件和第二显示元件。可以使显示元件中的第一显示元件与从相对于光轴的第一非零角度可见的第一图像相关联，并且可以使显示元件中的第二显示元件与在相对于光轴的不同的第二非零角度处可见的第二图像相关联。第一和第二非零角度可以是互为余角。将显示元件中的第一显示元件和第二显示元件布置在背板衬底上相对于光轴的不同位置处。在某些实施例中，每个光伏元件邻近显示元件中的两个或更多，其中，显示元件中的所述两个或更多具有与之相关联的不同色彩或图像。在某些实施例中，显示元件是无源反射器。例如，显示元件可以包括丙烯酸环氧混合物。在某些实施例中，显示元件是有源可控元件。 在某些实施例中，可以分别控制显示元件以发射光或不发射光。在某些实施例中，可以分别控制显示元件以吸收光或反射光。在某些实施例中，每个光伏元件邻近显示元件中的三个，其中，显示元件中的这三个被配置成分别提供三种不同色彩的光。例如，可以将显示元件中的这三个在空间上分组成全色像素。在某些实施例中，由光伏元件中的电路来控制显示元件。在某些实施例中，光伏元件和/或显示元件可以是可印刷小芯片。
在某些实施例中，所述设备可以是阵列的多个模块中的一个。可以将该阵列配置成跨所述多个模块显示单个图像，并且设备的显示元件可以提供该单个图像的一部分。
根据本发明的其他实施例，一种制造聚光光伏和显示设备的方法包括提供背板衬底、提供分布在背板衬底上的多个光伏元件、提供分布在背板衬底上在光伏元件之间的多个显示元件以及在背板衬底、光伏元件以及显示元件上方提供光学元件。该光学元件被配置成使沿着基本上平行于其光轴的方向传播的入射光会聚到光伏元件上并远离显示元件。该光学元件还被配置成沿着基本上不平行于光学元件的光轴的方向引导从显示元件反射或发射的光。
在某些实施例中，在背板衬底上提供所述多个光伏元件包括在晶片中形成所述多个光伏元件、从晶片释放光伏元件、将光伏元件粘附到印模、以及将光伏元件压印到背板衬底上。
在某些实施例中，在背板衬底上提供所述多个光伏元件包括在晶片中形成所述多个光伏元件、从晶片释放光伏元件、将光伏元件粘附至印模、将光伏元件压印到一个或多个接收衬底上以及将所述一个或多个接收衬底固定到背板衬底。
在某些实施例中,将光伏元件压印到一个或多个接收衬底上包括将光伏元件压印到单个接收衬底上以及将该单个接收衬底分成多个单独的接收衬底。可以将单独的接收衬底固定到背板衬底。
在某些实施例中，每个单独的接收衬底包括单个光伏电路，并且单独的接收衬底和单个光伏电路限定光伏元件中的一个。
根据本发明的其他实施例，一种聚光光伏和显不系统包括多个背板衬底、分布在每个背板衬底上的多个光伏元件、分布在每个背板衬底上位于光伏元件之间的多个显示元件以及位于每个背板衬底及其光伏元件和显示元件上方的各光学元件。各光学元件被配置成使沿着基本上平行于其光轴的方向传播的入射光会聚到光伏元件上并远离相应背板衬底的显示元件。各光学元件被配置成沿着基本上不平行于其光轴的方向引导从相应的背板衬底的显示元件反射或发射的光。
在某些实施例中，在公共支撑体上以阵列形式安装所述多个背板衬底，并将该阵列配置成跨所述多个背板衬底显示单个图像。例如，每个背板衬底的所述多个显示元件中的一个或多个可以限定单个图像的不同部分，并且当沿着基本上不平行于其光学元件的各自光轴的方向看时，所述单个图像的不同部分可以是可见的。另外或替换地，每个背板衬底的所述多个显示元件中的一个或多个可以限定单个图像的整体，并且根据对阵列的观看者视角(perspective)的差异，所述单个图像的不同部分在每个背板衬底上可以是可见的。
根据本发明的其他实施例，一种聚光光伏和显示设备包括背板衬底、被安装到背板衬底的一个或多个接收衬底、分布在每个接收衬底上的多个光伏元件；分布在背板衬底或每个接收衬底上位于光伏元件之间的多个显示元件，以及位于背板衬底、光伏元件和显示元件上方的光学元件。光学元件被配置成使沿着基本上平行于其光轴的方向传播的入射光会聚到光伏元件上并远离显示元件。光学元件还被配置成沿着基本上不平行于光学元件的光轴的方向引导从显示元件反射或发射的光。
根据本发明的其他实施例，一种聚光光伏和显示设备包括背板衬底、被安装到背板衬底的一个或多个接收衬底、位于每个接收衬底上以使得每个接收衬底具有单个光伏电路从而形成光伏元件的光伏电路、分布在背板衬底或接收衬底上位于光伏元件之间的多个显示元件以及位于背板衬底、光伏元件和显示元件上方的光学元件。光学元件被配置成使沿着基本上平行于其光轴的方向传播的入射光会聚到光伏元件上并远离显示元件。光学元件还被配置成沿着基本上不平行于光学元件的光轴的方向引导从显示元件反射或发射的光。根据本发明的其他实施例，一种聚光器型光伏器件包括具有相互并排地布置在衬底的表面上的光伏元件和至少一个显示元件的衬底以及位于衬底的表面上的光学元件。所述光学元件被配置成引导相对于其光轴在轴上传播的入射光远离所述至少一个显示元件且到光伏元件上，并相对于所述光轴离轴地引导从所述至少一个显示元件反射或发射的光。因此，本发明的实施例提供了在同一背板上的高性能、高效光伏器件和显示元件。在审阅以下附图和详细描述时，根据某些实施例的其他方法和/或设备将变得对于本领域的技术人员而言显而易见。意图在于将除上述实施例的任何和所有组合之外的所有此类附加实施例包括在本描述内、在本发明的范围内，并且受到所附权利要求的保护。


图1是图示出具有显示和光伏元件的本发明的实施例的截面 图2是图示出具有与每个光伏元件相关联的显示元件的本发明的实施例的截面；
图3是图示出具有位于光伏元件之间的两个显示元件的本发明的实施例的截面；
图4是图示出具有位于光伏元件之间的三个显示元件的本发明的实施例的截面；
图5是图示出具有单个显示元件且对应于图1的截面的本发明的实施例的顶视 图6是图示出具有与每个光伏元件相关联的显示元件且对应于图2的截面的本发明的实施例的顶视 图7是图示出具有三个显示元件的本发明的实施例的顶视 图8是图示出处于法线角度的本发明的实施例的外观的顶视 图9是图示出处于离轴角度的本发明的实施例的外观的顶视 图10是图示出根据本发明的实施例的具有位于背板衬底上的小芯片显示元件控制器的显示元件的阵列的立体 图11是图示出根据本发明的实施例的位于背板衬底上的光伏和显示元件小芯片的阵列的立体 图12是图示出包括可用于本发明的实施例的菲涅耳透镜阵列的光学元件的顶视图； 图13是图示出根据本发明的实施例的发射光线的图案的截面 图14是图示出根据本发明的实施例的从左侧看到的光发射体的图案的立体 图15是图示出根据本发明的实施例的从右侧看到的光发射体的图案的立体 图16是图示出安装在支撑体上的本发明的实施例的立体 图17A-17C是图示出根据本发明的实施例的制造设备的方法的流程 图18A是根据本发明的实施例的具有小透镜的光学元件的截面；
图18B是根据本发明的实施例的具有处于六角形密集排列阵列中的圆形小透镜的光学元件的顶视图； 图18C是根据本发明的实施例的具有处于规则矩形阵列中的正方形小透镜的光学元件的顶视图； 图19是根据本发明的实施例的具有平面化层的背板衬底的截面； 图20是根据本发明的实施例的聚光光伏和显示设备的阵列的顶视图； 图21A和21B是图示出根据本发明的实施例的制造设备的方法的流程图； 图22是根据本发明的实施例的具有接收衬底阵列的背板衬底的立体图；以及图23是根据本发明的替换实施例的具有包括光伏电路的接收衬底的阵列的背板衬底的立体图。
附图不是按比例绘制的，因为图的各个元素具有过大的尺寸变化从而不允许按比例描绘。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图来更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的实施例。然而，不应将本发明解释为局限于在本文中阐述的实施例。相反，提供这些实施例，以使得本公开将是透彻且完整的，并且将全面地向本领域的技术人员传达本发明的范围。在图中，为了清楚起见而将层和区域的厚度放大。相同的附图标记自始至终指代相似的元件。
应理解的是，当将诸如层、区域或衬底的元件称为是“在另一元件上”或“延伸到另一元件上”时，其可以是直接位于另一元件上或直接延伸到另一元件上，或者还可以存在中间元件。相反，当将元件称为是“直接在另一元件上”或“直接延伸到另一元件上”时，不存在中间元件。还将理解的是，当将元件称为是与另一元件“接触”或者“被连接至”或“被耦合至”另一元件时，其可以直接接触或者被连接至或被耦合至另一元件，或者可以存在中间元件。相反，当将元件称为是与另一元件“直接接触”或者“被直接连接至”或“被直接耦合至”另一元件时，不存在中间元件。
还将理解的是，虽然在本文中可以使用术语第一、第二等来描述各种元件，但这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用来将元件相互区别开。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，可以将第一元件称为第二元件，并且相似地，可以将第二元件称为第一元件。
此外，在本文中可以使用诸如“下方”或“下”或“底部”以及“上方”或“上”或“顶部”的相对术语来描述如在图中所示的一个元件相对于另一元件的关系。将理解的是，相对术语意图除涵盖图中所描绘的取向之外还涵盖设备的不同取向。例如，如果图中的一个图里的装置被翻转，被描述为在其他元件的“下”侧的元件则将被定向为在其他元件的“上”侦U。示例性术语“下”因此可以涵盖取决于图的特定取向的“下”和“上”这两个取向。相似地，如果图中的一个图里的装置被翻转，被描述为在其他元件的“以下”或“下面”的元件则将被定向为在其他元件“上面”。示例性术语“以下”或“下面”因此可以涵盖上面和下面这两个取向。
在本文中用于对发明的描述中的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的且并不意图是本发明的限制。如用于对本发明的描述和所附权利要求中的，单数形式的“一”、“一个”和“该”意图也包括复数形式，除非上下文明确地指示其它意思。还将理解的是，本文所使用的术语“和/或”指代且涵盖所列出的相关项目中的一个或多个的任何和所有可能组合。还将理解的是，术语“包括”和/或“包含”在用于本说明书中时指定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在或添加。在本文中参考作为本发明的理想化实施例(和中间结构)的示意性图示的截面图来描述本发明的实施例。同样地，还将预期作为例如制造技术和/或公差的结果的来自图示的形状的变化。因此，不应将本发明的实施例解释为局限于本文所示的区域的特定形状，而是将包括例如由制造引起的形状方面的偏差。换言之，图中所示的区域本质上是示意性地的，并且其形状并不意示出装置的区域的实际形状，并且并不意图限制本发明的范围。除非另外定义，在公开本发明的实施例时所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的意义，并且不一定局限于在描述本发明时所已知的特定定义。因此，这些术语可以包括在此类时间之后产生的等价术语。还将理解的是，应将诸如在通常使用的词典中所定义的那些术语的术语解释为具有与它们在本说明书中和在相关技术的上下文中的意义一致的意义，并且将不会以理想化或过度形式化的意义来解释，除非在本文中明确地这样定义。在本文中提到的所有公开物、专利申请、专利及其他参考被整体地通过弓I用结合到本文中。参考图1的截面，根据本发明的实施例的光伏和显示设备5包括背板衬底10、分布在背板衬底10上的多个光伏元件20、分布在背板衬底10上在光伏元件20之间的多个显示元件30以及位于背板衬底10、光伏元件20以及显示元件30上方的光学元件40。光学元件40被设计成将垂直入射光A引导到光伏元件20上，且光学元件40被设计成沿着远离法线的方向来引导从显示元件30反射或发射的光B。被固定到背板衬底10的盖50可以保护光伏和显示设备5。可以将光学元件40固定到盖50。入射光A和发射或反射光B穿过光学元件40。光伏元件20可以包括响应于入射辐射而产生电流的、直接安装在背板衬底10或中间结构(一个或多个)上的光伏电路，所述中间结构(一个或多个)被安装到背板衬底10。在任何情况下，光伏元件20分布在背板衬底10上且显示元件30分布在背板衬底10上位于光伏元件20之间。可以采用多个光学元件40且可以使其单独地与每个光伏元件20相关联。光伏元件20可以在背板衬底10上形成周期性或规则稀疏阵列，例如占用背板衬底面积的小于25%、背板衬底面积的小于10%或者甚至背板衬底面积的小于5%。被光伏兀件20覆盖的实际面积可以取决于光伏元件20中的光敏区域的尺寸、光学元件40的分辨能力和光学元件40与光伏元件20之间的距离以及其他制造工艺问题。在本发明的一个实施例中，光伏元件20和显示元件30在光学元件40的焦平面处。然而，在其他实施例中，可以在不对应于光学元件40的焦平面的公共平面上提供光伏元件20和显示元件30。如本文中所使用的，法线是与衬底基本上正交的角度，其为相对于衬底的表面约90度的角。例如，光线A是法向入射在光伏和显示设备5上的，因为其撞击光伏和显示设备5的角度为与盖50的表面和光学兀件40的背面成约90度。远离法线的方向是相对于衬底的表面并非为约90度的角度。例如，光线B以与盖50的表面或被固定到盖50的光学元件40的扁平背面44并非成约90度的角度离开光伏和显示设备5。光学元件40可以包括具有光轴的透镜或类透镜元件。因此，将基本上平行于光学元件40的光轴传播的光线视为‘轴上’光线(例如，光线A)，并且将基本上不平行于光学元件40的光轴传播的光线视为“离轴”(例如光线B)。
应认识到的是，光学元件和对准在任何实际系统中都是不完美的。这样，在本文中被描述为具有“基本上平行于”光学兀件40的光轴的方向的入射光可能不精确地平行于光轴传播，例如，入射光可能不以精确的90度撞击光伏和显不设备5。例如,在其中光学兀件40提供入射光的1100倍(I IOOx)会聚的某些实施例中，基本上平行于光轴的光可以包括与法线成±0.8°的光。另外，在其中光学元件40提供入射光的1000倍(IOOOx)会聚的其他实施例中，基本上平行于光轴的光可以包括与法线成±2°的光。
参考图8，处于法线角度的光伏和显示设备5的顶视图将给出分布在背板衬底10上的大光伏元件20’的阵列的外观，因为光学元件可以将处于法线角度的光伏元件放大。大光伏元件20’的阵列将显现为覆盖背板衬底10区域的大部分。将仅显现显示元件30’的相对较小的区域。换言之，光学兀件将垂直于背板衬底10的入射光重定向为远离显不兀件 30’。
与此相对照，参考图9，处于离轴角度的光伏和显示设备5的顶视图将给出显示元件的外观。显示元件30〃将显现为覆盖背板衬底10区域，使得光伏元件基本上是不可见的，或者不能在大部分离轴视角或距离处被看到。然而，在非常近的距离处，在某些实施例中，光伏元件的部分在某些离轴角度处可以是可见的。
光学元件40可以是被配置成使光会聚在光伏元件上的任何光学元件。例如，光学元件40可以是小透镜阵列或菲涅耳透镜42阵列。替换地，光学元件40可以是平凸透镜或平凸透镜阵列或者双凸透镜或双凸透镜阵列。光学元件40还可以包括一系列交叉全景透镜，其中，第一全景透镜和第二全景透镜是以正交方式布置的。如图1中所示的菲涅耳透镜42在期望透镜另外很大或者具有长焦距时是有用的，因为菲涅耳透镜具有减小的质量和厚度。图18A的截面图和图18B的顶视图示出具有小透镜46的阵列的光学元件40，其中垂直入射光被会聚在光伏元件20上。图18A是沿着图18B的线9截取的截面。菲涅耳透镜和小透镜的阵列可以由压印、模制、切割或蚀刻的聚合物片材制成。参考图12的顶视图，光学元件40包括菲涅耳透镜42的规则阵列。返回参考图1，可以以对应于透镜阵列的规则阵列来布置所述多个光伏元件20，使得例如阳光的垂直入射环境光A被相应的透镜42引导到阵列中的每个光伏元件20上。本发明的光伏和显示设备5是聚光光伏(CPV)系统，因为其使入射在相对较大区域(每个透镜42的范围)上的光会聚到相对较小的区域(光伏元件20的光敏部分的范围)上。
在本发明的各种实施例中，可以采用各种布置、类型和形状的透镜。如图12中所示，光学元件可以包括以规则矩形阵列布置的多个单独透镜，每个透镜的位置与相应光伏元件的位置对准或以其它方式与之相对应。透镜可以是公共衬底的一部分或安装在公共衬底上。替换地，如图18B中所示，光学元件可以包括以六边形密集排列阵列布置的多个单独透镜，每个透镜的位置对应于相应光伏元件的位置。可以采用透镜的其他布置，只要每个透镜的位置对应于相应光伏元件的位置、从而使得透镜将入射光会聚在相应光伏元件上即可。
透镜可以具有矩形周界(如图12和18C中所示)或圆形周界(如图18B中所示)。可以将透镜周界选择为增加入射光在光伏元件上的会聚或使其最大化。透镜可以是不同类型的。在图1-4、12和13中示出了菲涅耳透镜且在图18A中示出了平凸透镜的阵列。可以采用其他透镜类型，虽然通常优选正透镜以使光聚焦。取决于期望系统的约束和光学设计，可以采用两面凸、平凸、双凸、交叉全景、球面以及非球面透镜。根据图18C中所示的本发明的一个实施例，光学元件40可以包括平凸透镜47的规则矩形阵列。光伏元件20可以包括以诸如硅、砷化镓或其他II1-V化合物半导体的晶体半导体材料构造的光伏电路。光伏电路可以包括具有不同晶体结构、掺杂层以及半导体结的多个层。光伏元件20可以包括小芯片且可以包括控制电路以及光伏电路。小芯片可以是太小而不能使用常规手段来定位但像下面所述的那样被压印到背板衬底10上的小集成电路衬底。替换地，光伏元件20可以包括表面可安装集成电路。光伏元件可以单独包括集成电路或者可以包括下面这样的组件:该组件包括在集成电路中或在单独的非集成电路中的光伏电路、衬底和连接导线的组件。可以用粘合层12将光伏元件20粘附于背板衬底10，粘合层12在光伏元件20被定位于粘合层12和背板衬底10上之后被固化。显示元件30可以是同样地被粘附于背板衬底10的诸如小芯片的单独元件，或者可以包括在粘合层12或背板衬底10或它们两者之上构造的薄膜电路。背板衬底10可以是例如玻璃、金属或聚合物。同样地，盖50可以是例如透明玻璃或聚合物。由于可以将光伏元件20定位于背板衬底10上而不是直接形成在背板衬底10上，所以在本发明的一个实施例中，背板衬底10并不必须是光滑的或者提供气密封。根据本发明的多种实施例，可以以多种方式来实现显示元件30。在一个实施例中，显示元件30是如图1的截面和图5的顶视图中所示的单个无源反射层。无源反射层反射入射光且未被控制以改变其特性。在图5中显示的截面6对应于图1。单个反射层可以是单色的，例如绿色或黄褐色，其被选择为与诸如草或沙的光伏和显示设备的周围环境融合。替换地，所述单个反射层可以包括拼写出消息或描绘静态图像或场景或以其它方式向以离轴角度观看光伏和显示设备的观看者传送信息的色彩图案。在本发明的一个实施例中，无源反射层可以包括焊坝材料，例如丙烯酸环氧混合物。在这些情况下，将无源反射层视为提供多个显示元件30，因为可以将单个反射层图案化。因此，每个显示元件30可以是相同或不同的。无源反射层可以是漫射的，使得来自背板的反射可以在不同的角度被看到，或者可以是镜面的，使得通过光学元件40可以在不同的角度看到来自背板衬底上的不同位置的不同反射。可以例如通过丝网印刷、通过掩膜的喷涂或者通过手动上色来将漫射的和镜面的反射层图案化。可以首先对背板衬底10上色，并且然后为其提供光伏元件20。然后可以处理背板衬底10以提供电连接来收集由光伏元件20提供的电流。替换地，可以在光伏元件20被定位之后以及在光伏元件20被电连接之前或之后为背板衬底10提供无源反射层。可以使用在照相平版印刷技术中所使用的衬底处理方法来处理背板衬底10，以提供例如电连接、平面化层以及图案化金属层。在本发明的替换实施例中，显示元件可以是有源元件而不是无源元件。有源显示元件可以控制光的发射或吸收，使得有源显示元件控制显示元件发射光或不发射光或者吸收光或不吸收光。例如，在本发明的实施例中，可以使用液晶显示器、有机发光二极管显示器、无机发光二极管显示器和/或其他光源作为有源显示元件。可以将此类有源显示元件和/或附加光源用于例如设备5的夜间照明。可以使用在显示器制造行业中所使用的大型衬底照相平版印刷工艺来如光伏元件一样将显示元件电连接。显示元件可以直接形成在背板衬底上，或者可以形成在单独衬底上并且然后被施加于背板衬底并电连接到控制器。电互连可以直接形成在背板衬底(或形成于背板衬底上的层)上，或者其包括被连接到外部控制器的单独导线。
可以在光伏元件之间或周围提供多个不同的显示元件。参考图2的截面和图6的顶视图，不同的显示元件可以与每个光伏元件20相关联并定位于背板衬底10上的光伏元件20周围。图6的截面7对应于图2。在本发明的替换实施例(未示出)中，可以将关联的显示元件布置在光伏元件20之间；如显示器领域的技术人员将很容易认识到的，其他的布置是可能的。如图2和6中所示，三个不同的显示元件30R、30G和30B每个定位在不同的光伏元件20周围。图6图示出光伏元件20与显示元件30R、30G、30B之间的电连接和光伏元件30与外部连接或控制器(未示出)之间的电连接36。可以由不同光伏元件20中的电路来不同地控制这些不同的显示元件30R、30G、30B，以便以一定图案来发射或反射光从而向离轴观看者提供信息，例如可变文本、图像或图形。由光伏元件30中的电路控制的显示元件可以包括例如液晶或发光二极管。
在图3的截面和图7的顶视图中示出了显示元件30的另一布置。图7中所示的截面8对应于图3。显示元件30R、30G和30B被不同地布置在光伏元件20之间。参考图4，显示元件30R、30G和30B被以条纹形式布置在光伏元件20之间。这些及其他布置对于显示器领域的技术人员而言将是显而易见的。例如，可以使用两个、三个或更多不同的显示元件。
在本发明的一个实施例中，可以使用无源矩阵控制方法在外部控制显示元件。在本发明的替换实施例中，可以在背板衬底上提供附加电路以控制显示元件。如图10中所示，背板衬底10包括将入射日光转换成电功率的光伏元件20的阵列。控制电路32控制显示元件30R、30G和30B。显示元件控制电路32可以例如是位于背板衬底10上的薄膜电路或小芯片。显示元件30R、30G和30B可以是控制光的吸收的液晶元件或发射具有相同色彩(例如白色)或不同色彩(例如红色、绿色和蓝色)的光的有机发光二极管元件。每组显示元件30R、30G和30B可以形成全色显示器中的全色像素。在图10中，显示元件30R、30G和30B及光伏元件20在背板衬底10上形成多个二乘二阵列，但是其他布置是可能的。在本发明的一个实施例中，与全色像素组相比，光伏元件20是相对稀疏的，使得若干全色像素位于每个光伏元件20之间。
参考图11，显示元件可以是在晶体半导体中形成的无机发光二极管。在一个实施例中，所有无机发光二极管发射一个色彩(例如白色)的光。在另一实施例中，无机发光二极管31R、31G、31B在空间上被分组地布置以形成全色像素。发光二极管可以是小芯片，并且可以包括控制电路以控制无机发光二极管31R、31G和31B。在图11中，显示元件31R、31G和31B及光伏元件20在背板衬底10上形成多个二乘二阵列，但是其他布置是可能的。在本发明的一个实施例中，与全色像素组相比，光伏元件20是相对稀疏的，使得若干全色像素可以位于每个光伏元件20之间。
参考图13，在本发明的实施例中，可以以相对于背板衬底10法线的不同的离轴角度观看不同的图像。光学元件40可以包括例如菲涅耳透镜的透镜阵列，其被布置成使得每个透镜与一个光伏元件20相关联，从而使得垂直入射光线A被引导到光伏元件20上。与图13中的垂直入射光线A基本上平行地示出了透镜的光轴。从位于透镜的光轴的一侧上的显示元件发射或反射的光线X被光学元件40以相对于法线角度的第一角度引导。从位于透镜的光轴的另一侧上的类似距离处的显示元件发射或反射的光线Y被透镜以与第一角度互余的第二角度引导。发射或反射光线X和Y通过阵列中的每个显示元件30和相应透镜42而被形成。因此，在法线或光轴的左侧观看设备5的观看者将看到由显示元件30X发射的光线X，而在法线或光轴的右侧观看设备5的观看者将看到由显示元件30Y发射的光线Y。因此，显示元件30X可以提供对于在光轴的左侧观看设备5的观看者而言可见的第一图像的一部分，并且显示元件30Y可以提供对于在光轴的右侧观看设备5的观看者而言可见的第二图像的一部分。在某些实施例中，显示元件30X和/或30Y可以是无源或静态显示元件。在其他实施例中，显示元件30X和30Y可以是有源显示元件。通过与显示元件30Y不同地控制显示元件30X，可以沿着不同的方向显示不同的信息。例如，参考图14和15，可以用与图13的光线X和Y相对应的光线以相对于法线的互余的角度从同一设备5同时显示两个不同的图像。如图14中所示，用光线X (图13)来控制显示元件30X"不发射或反射光，同时控制显示元件30X’发射或反射光，从而在以第一角度看时形成字母‘L’。如图15中所示，用光线Y (图13)来控制显示元件30Y"不发射或反射光，同时控制显示元件30Y’发射或反射光，从而在以与第一角度互余的第二角度看时形成字母‘R’。虽然在图中未示出，但根据光学元件与显示元件之间的距离，可以以多个渐增的角度投射与单个菲涅耳透镜下面的每个光伏元件之间的被单独和/或不同地控制的显示元件相对应的多个不同图像。例如，将理解的是，可以在每个光伏元件20周围的各位置处包括附加的显示元件(每个与不同的图像相关联)，使得根据观看角度，不同图像中的每一个都是可见的。换言之，虽然在图14和15中参考两个不同的图像‘L’和‘R’被示出，但在某些实施例中当从各种角度看时，可以显示超过两个不同的图像。在某些实施例中，不同的图像可以对应于不同的图像帧，以随着观看者相对于设备5的视角的变化而提供运动的图像的外观。另外，虽然被示为相互直接相邻，但将理解的是，在某些实施例中可能存在提供在显示元件30X和30Y之间的间距和/或附加显示元件。参考图16，可以将本发明的光伏和显示设备5安装在支撑体60上。通过将光伏和显示设备5安装在支撑体60上，可以采用跟踪系统(未示出)来使光伏元件与处于法线角度的入射光对准以增加设备的效率。换言之，可以使用跟踪系统来对设备5进行定位，使得入射光基本上平行于将入射光聚焦到光伏元件上的光学元件的光轴。由于被跟踪系统在整个白天改变其取向以跟随太阳的位置，所以对于白天的大部分时间而言，处于单个位置处的观看者将在离轴角度处看到光伏和显示设备，并且将因此在大多数时间看到显示元件而不是光伏元件，从而从显示元件提供期望的效果。在替换布置中，光伏和显示设备可以具有固定的位置和取向。如果从离轴角度观看，可从该离轴角度看到显示元件。虽然在图16中仅不出了单个聚光光伏和显不设备,但对于熟悉光伏系统的人员而言将显而易见的是，可以使用多个设备来形成单独的模块5的更大的太阳能电池阵列，每个模块收集太阳能以产生电，如图20的顶视图中所示。通过使用多个设备，可以产生更多的功率。可以将多个设备安装到公共支撑体并采用公共跟踪器，或者每个设备可以具有独立的支撑体和跟踪设备。
在聚光光伏和显示设备的阵列中，根据本发明的另一实施例，可以一起采用所述多个聚光光伏和显示设备上的多个显示元件来形成单个图像，使得每个聚光光伏和显示设备中的所述多个显示元件显示图像的一部分，例如，如图20中所示。图20图示出以矩形矩阵布置的聚光光伏和显示设备5的阵列。每个聚光光伏和显示设备5包括多个显示元件30。每个设备5的显示元件30可以定义单个图像的像素或其他部分，使得当一起看时，来自阵列的所有聚光光伏和显示设备5的所有显示元件30形成单个图像。替换地，每个聚光光伏和显示设备可以显示单独的图像，所述单独的图像或者是同一图像或者是不同的图像。在其中每个显示设备5的显示元件30定义同一图像的实施例中，可以由每个设备5基于对阵列的观看者视角的差异来提供该同一图像的不同部分。在另一布置中，所述多个聚光光伏和显示设备可以一起显示图像的一部分。
背板衬底可以由各种材料制成，包括金属、玻璃以及聚合物。可以使用在平板显示行业中使用的照相平版印刷工艺来制造在背板衬底上形成的层，例如聚合物平面化层。同样地，可以使用照相平版印刷图案化方法(例如，利用通过掩膜被暴露并且然后被有差别地蚀刻的照片可固化树脂)或由喷墨微型分配器以图案形式沉积的可固化墨来形成图案化金属层，该图案化金属层形成金属导线，该金属导线将光伏和显示元件相互电互连或将其电互连至外部连接器或控制器件。
根据制造工艺的需要和本发明的各种实施例，可以按照不同的顺序来执行形成本发明的各种元件的步骤。例如，可以在光伏元件之前或之后提供显示元件。可以在平面化层之下或之上在不同的构造阶段进行电互连的形成。
参考图17A-17C，在本发明的实施例中，可以采用使用印模来将诸如小集成电路芯片的有源部件从半导体晶片转移至背板衬底的印刷工艺。在此类工艺中，在步骤100中提供晶片，并且在晶片上形成牺牲层。然后在牺牲层上形成活性层。晶片可以是半导体，例如晶体硅、砷化镓或另外的II1-V化合物半导体。可以使用在照相平版印刷技术中所使用的方法来沉积和处理这些材料和层。
在牺牲层和活性层被沉积在晶片上之后，可以例如使用微加工铸造制造工艺，在步骤105中处理晶片以在活性层中或其上形成光伏电路。可以添加附加材料层以及其他材料，诸如金属、氧化物、氮化物以及在集成电路中使用的其他材料。每个光伏元件可以是完整的半导体集成电路小芯片，并且可以包括例如具有晶体管、电容器、电阻器、导线、发光二极管或光伏元件的电子或电-光电路。所述光伏元件可以具有不同的尺寸，例如，1000平方微米或10，000平方微米、100，000平方微米或I平方毫米或更大，并且可以具有可变的纵横比，例如2:1、5:1或10:1。光伏元件可以具有5-20微米、20-50微米或50-100微米的厚度。
然后在步骤110中例如通过用氢氟酸蚀刻来去除牺牲层以将光伏元件从晶片释放，使得光伏元件通过可折断的系链连接至晶片。
在步骤115中提供背板衬底并用粘合层120涂敷。提供例如由聚二甲硅氧烷(PDMS)制成且具有与每个光伏元件的位置、尺寸和形状匹配的突起的印模，并且然后在步骤125中抵靠着所释放的光伏元件的顶侧对准地压紧印模，以使系链折断并将光伏元件粘附于印模突起。然后在步骤130中从晶片去除印模和光伏元件。在步骤135中通过抵靠着背板衬底压紧有源部件来使光伏元件与背板衬底对准并粘附于背板衬底。可以将可固化粘合剂定位于背板衬底与有源部件之间以帮助将光伏元件粘附于背板衬底。如上文所讨论的，在本发明中可以使用各种显示元件。参考图17B，在一个实施例中，显示元件可以是无机发光二极管小芯片，或者可以由在半导体衬底中形成的小芯片电路来控制。在步骤140中提供半导体晶片，并且在步骤145中在晶片中形成显示元件小芯片，并且在步骤150中将其从晶片释放，如上所述。在步骤155中使形状和尺寸被确定为与显示元件小芯片匹配的印模与晶片对准并抵靠着晶片压紧该印模，并且在步骤160中将印模与显示元件小芯片一起从晶片去除。在步骤165中，抵靠着粘合层压紧印模和显示元件小芯片，并且将显示元件小芯片粘附于背板衬底。然后在步骤170中使粘合层固化。
制造、去除和粘附显示元件小芯片的过程与针对光伏元件所述的过程类似。可以在提供背板衬底并用粘合层涂敷其之前、与之同时地或在其之后进行形成显示元件小芯片和光伏元件的步骤。在一个方法中，与背板衬底分开地制造光伏元件和显示元件小芯片。然后用粘合剂来涂敷背板衬底，并且然后将光伏元件和显示元件小芯片压印到粘合层上。
还参考图19，在步骤175中，可以例如通过用例如包括可固化树脂的平面化层14来涂敷背板衬底、显示元件小芯片以及光伏元件，来将背板衬底10平面化以保护显示元件30和光伏元件20。如果必要，可以在步骤180中在平面化层14中形成通孔16，以在显示元件小芯片30和光伏元件20上开出电触点38。还可以形成通孔以在需要时暴露光学元件，例如光伏元件上的光敏区域或显示元件上的发光区域(图19中未示出)。电触点38允许显示元件小芯片30和光伏元件20被例如外部控制器(未示出)电控制。然后在步骤185中在平面化层和通孔上涂敷一层导电金属，并且然后在步骤190中将该层导电金属图案化以形成到显示元件小芯片30和光伏元件20的电连接36。根据显示元件的类型及其他设计因素，可以提供附加层，例如如果将由显示元件小芯片来控制有机发光二极管或液晶显示器。
如果显示元件和光伏元件两者都形成在小芯片中，则它们可以形成在公共晶片上，并且可被施加于公共层中，这取决于显示元件和光伏元件的材料和处理要求。
在步骤195中制造光学元件，如在步骤200中盖的情况一样。可以在步骤205中将该光学元件粘附到盖。在步骤210中使盖和光学元件与背板衬底对准并将它们粘附到背板衬底，以完成光伏和显示设备。可以与显示器和光伏元件和背板衬底分开地制造盖和光学元件。可以使用附加功率和控制器件来操作设备。
可以使用来自显示器、集成电路、发光二极管、液晶、有机发光二极管和/或照相平版印刷技术的处理步骤、材料以及电路设计来构造和控制设备。
在本发明的替换实施例中，光伏元件是可表面安装的集成电路，其被表面安装到背板衬底。此类可表面安装的集成电路可以略大于上述小芯片。在另一替换实施例中，将光伏集成电路安装在接收衬底上，从而形成光伏元件，该光伏元件继而被对准地固定到背板衬底。每个光伏元件还可以包括光学元件或显示元件。替换地，每个接收衬底可以包括多个光伏集成电路。
在图21A和21B的流程图中图示出了根据本发明的替换实施例的制造设备的方法。参考图21A，在步骤300中提供背板衬底，在步骤305中提供接收衬底，在步骤310中提供半导体晶片并在步骤315中提供光学元件。
可以独立地且按照任何顺序来进行这些步骤。一旦提供了晶片(步骤310)，则在步骤320中在晶片中形成光伏电路并且然后将其释放，例如，如上文针对图17A的步骤100至110所述的。在步骤325中将显示元件施加于接收衬底、背板衬底或它们两者。此步骤可以独立于晶片处理而进行。其还可以在下面的步骤350、355或360之后进行。如上所述，显示元件可以是完全无源元件，诸如反射层，或者它们可以是可控元件。可以在背板或接收衬底上将无源元件图案化。背板和接收衬底可以以不同的方式被图案化，或者它们具有不同的显示元件。在步骤330中用粘合层来涂敷接收衬底。抵靠着晶片上的光伏元件压紧印模(步骤335)，在步骤340中从晶片去除印模，并且在步骤345中抵靠着接收衬底上的粘合层压紧印模和光伏元件。这些步骤类似于图17A-17C的那些步骤，例外的是光伏元件被粘附于接收衬底而不是背板衬底。可以在步骤350中使粘合层固化以将光伏元件固定到接收衬底并去除印模。在本发明的一个实施例中，将多个光伏电路压印到单个大接收衬底上。然后将所述单个大接收衬底划分(例如通过划线和折断)成各个接收衬底(可选步骤355)。每个接收衬底可以具有位于其上的一个或多个光伏电路。如果只有一个光伏电路位于每个接收衬底上，则每个接收衬底和光伏电路形成单独的光伏元件。然后将接收衬底安装到背板(在步骤360中)并与控制显示元件以及从光伏元件收集电流所需的任何电连接相连。在步骤365中可以使光学元件对准并固定到背板。如显示元件的集成(步骤325)的情况一样，可以在各种工艺阶段进行光学元件的集成，例如在安装接收衬底(步骤355)之前或者在安装显示元件(步骤325)之前。在一个实施例中，将多个接收衬底安装在背板衬底上，并且将多个光伏元件粘附于每个接收衬底。接收衬底可以包括显示元件，并且可以覆盖背板衬底的相当大的部分。替换地，接收衬底可以仅覆盖背板衬底的较小部分，并且可以直接在背板衬底上形成显示元件。在任一情况下，光伏元件被分布在背板衬底上。可以在接收衬底或背板衬底或者接收衬底和背板衬底这两者上形成显示元件。图22图示出具有被固定到背板衬底10的接收衬底阵列11的背板衬底10，每个接收衬底包括多个显示元件30和光伏元件(未示出)。在图23中所示的替换实施例中，背板衬底10包括被固定到背板衬底10的接收衬底11的阵列，每个接收衬底11包括单个光伏电路21，例如光伏集成电路小芯片。如从这些实施例显而易见的，光伏元件可以包括在集成电路中的光伏电路或安装在接收衬底上的光伏电路，该接收衬底继而被安装在背板衬底上。所述方法提供具有减少数目的层和工艺步骤的高性能背板衬底的优点。用于这些材料的处理技术通常采用高热和反应性化学制品。然而，通过采用不对有源部件或背板衬底材料施加压力的转移技术，与薄膜晶体管制造工艺相比，可以使用更良性的环境条件。因此本发明具有优点，该优点在于，可以采用通常不能容忍极端处理条件(例如，热、化学或机械工艺)的柔性衬底(例如聚合物衬底)用于背板衬底。此外，已经证明晶体硅衬底具有强机械性质，并且在小尺寸中，可以是相对柔软的且能够容忍机械应力。对于5微米、10微米、20微米、50微米或者甚至100微米厚度的衬底而言尤其是如此。与薄膜制造方法相比，使用密集板上组装(densely populated)的有源衬底并将有源部件转移至仅要求位于其上的有源部件稀疏阵列的背板衬底使得不浪费或要求背板衬底上的有源层材料。本发明还在转移用晶体半导体材料制造的、具有比薄膜有源部件高得多的性能的有源部件时是有用的。此外，大大地降低了对在本发明中有用的背板衬底的平坦性、平滑性、化学稳定性以及热稳定性要求，因为粘附和转移过程并未显著地受到背板衬底材料性质的限制。由于对昂贵材料(例如有源衬底)的高利用率和对背板衬底的降低的材料和处理要求，制造和材料成本得以降低。根据本发明的实施例的光伏和显示设备在同一背板上提供了高性能且高效的光伏设备和可见显示元件。可以使用显示元件来改善设备的视觉外观、对设备进行伪装和/或传送信息。通信可以是被动且固定的，或者是主动的且是受控的以随时间而变。可以沿着不同的方向引导不同的通信。已经参考本发明的特定实施例详细地描述了本发明，但将理解的是，在本发明的精神和范围内可以实现变更和修改。
权利要求
1.一种聚光光伏和显不设备，包括: 背板衬底； 多个光伏元件，其分布在背板衬底上； 多个显示元件，其分布在背板衬底上在光伏元件之间；以及 光学元件，其位于背板衬底、光伏元件以及显示元件上方，其中: 所述光学元件被配置成使沿着基本上平行于其光轴的方向传播的入射光会聚到光伏元件上；以及 所述光学元件被配置成沿着基本上不平行于其光轴的方向引导从显示元件反射或发射的光。
2.权利要求1的设备，其中，光学元件包括菲涅耳透镜、菲涅耳透镜阵列、透镜、小透镜阵列、平凸透镜、平凸透镜阵列、双凸透镜、双凸透镜阵列或交叉全景透镜阵列。
3.权利要求1的设备，其中，所述光伏元件和显示元件被布置在背板衬底的共面表面上。
4.权利要求1的设备，其中，所述光伏元件在沿着基本上不平行于所述光轴的一个或多个方向看时基本上是不可见的。
5.权利要求4的设备，其中，所述光学元件被配置成当沿着基本上平行于所述光轴的方向看时将光伏元件放大，并且当沿着基本上不平行于所述光轴的一个或多个方向看时将显示元件放大。
6.权利要求1的设备，其中，所述光伏元件以阵列的形式被布置在背板衬底上。
7.权利要求6的设备，其中，所述光学元件包括透镜阵列，并且其中，透镜中的每一个使基本上平行于其各自光轴的入射光聚焦到光伏元件中的相应的一个上。
8.权利要求1的设备，还包括: 安装在背板衬底上的多个接收衬底， 其中，所述光伏元件和/或所述显示元件中的一个或多个被布置在所述接收衬底的每个上。
9.权利要求1的设备，其中，每个光伏元件邻近背板衬底上的显示元件中的一个或多个。
10.权利要求9的设备，其中，每个光伏元件邻近显示元件中的第一显示元件和第二显示元件，其中，显示元件中的第一显示元件与第一图像相关联，其中，显示元件中的第二显示元件与第二图像相 关联，并且其中，第一和第二图像从相对于所述光轴的不同非零角度是可见的。
11.权利要求10的设备，其中，显示元件中的第一和第二显示元件被布置在背板衬底上相对于所述光轴的不同位置处。
12.权利要求1的设备，其中，所述显示元件是无源反射器。
13.权利要求12的设备，其中，所述显示元件包括丙烯酸环氧混合物。
14.权利要求1的设备，其中，所述显示元件是有源可控元件。
15.权利要求14的设备，其中，所述显示元件能够被分别地控制以发射光或不发射光。
16.权利要求14的设备，其中，所述显示元件能够被分别地控制以吸收光或反射光。
17.权利要求14的设备,其中，每个光伏元件邻近所述显示元件中的三个显示元件,所述显示元件中的所述三个显示元件被配置成分别提供三种不同色彩的光。
18.权利要求17的设备，其中，所述显示元件中的所述三个显示元件在空间上被分组成全色像素。
19.权利要求14的设备，其中，所述显示元件由光伏元件中的电路来控制。
20.权利要求1的设备，其中，所述光伏元件和/或所述显示元件包括可印刷小芯片。
21.权利要求1的设备，其中，所述设备包括阵列的多个模块中的一个，所述阵列被配置成跨所述多个模块显示单个图像，并且其中，所述设备的所述显示元件提供该单个图像的一部分。
22.一种制造聚光光伏和显示设备的方法，该方法包括: 提供背板衬底； 提供分布在背板衬底上的多个光伏元件； 提供分布在背板衬底上在所述光伏元件之间的多个显示元件；以及 在背板衬底、光伏元件以及显示元件上方提供光学元件，其中: 所述光学元件被配置成使 沿着基本上平行于其光轴的方向传播的入射光会聚到光伏元件上；以及 所述光学元件被配置成沿着基本上不平行于所述光学元件的光轴的方向引导从显示元件反射或发射的光。
23.权利要求22的方法，其中，在背板衬底上提供所述多个光伏元件包括； 在晶片中形成所述多个光伏元件； 将光伏元件从晶片释放； 将光伏元件粘附于印模；以及 将光伏元件压印到背板衬底上。
24.权利要求22的方法，其中，在背板衬底上提供所述多个光伏元件包括； 在晶片中形成所述多个光伏元件； 将光伏元件从晶片释放； 将光伏元件粘附于印模； 将光伏元件压印到一个或多个接收衬底上；以及 将所述一个或多个接收衬底固定到背板衬底。
25.权利要求24的方法，其中，将光伏元件压印到一个或多个接收衬底上包括: 将光伏元件压印到单个接收衬底上；以及 将该单个接收衬底折断成多个单独的接收衬底， 其中，固定所述一个或多个接收衬底包括将所述单独的接收衬底固定到背板衬底。
26.权利要求25的方法，其中，每个单独的接收衬底包括单个光伏电路，并且其中，该单独的接收衬底和该单个光伏电路限定所述光伏元件中的一个。
27.—种聚光光伏和显不系统,包括: 多个背板衬底； 多个光伏元件，其分布在每个背板衬底上； 多个显示元件，其分布在每个背板衬底上在光伏元件之间；以及 相应的光学元件，其位于每个背板衬底及其光伏元件和显示元件上方，其中:所述相应的光学元件被配置成使沿着基本上平行于其光轴的方向传播的入射光会聚到光伏元件上；以及 所述相应的光学元件被配置成沿着基本上不平行于该光学元件的光轴的方向引导从显示元件反射或发射的光。
28.权利要求27的系统，其中，所述多个背板衬底被以阵列形式安装在公共支撑体上，并且其中，所述阵列被配置成跨所述多个背板衬底显示单个图像。
29.权利要求28的系统，其中，每个背板衬底的所述多个显示元件中的一个或多个限定该单个图像的不同部分，当沿着基本上不平行于其光学元件的各自的光轴的方向看时，所述单个图像的不同部分是可见的。
30.权利要求28的系统，其中，每个背板衬底的所述多个显示元件中的一个或多个限定该单个图像的整体，并且其中，所述单个图像的不同部分由每个背板衬底基于对所述阵列的观看者视角的差异来提供。
31.一种聚光光伏和显不设备，包括: 背板衬底； 一个或多个接收衬底，其安装在背板衬底上； 多个光伏元件，其分布在所述一个或多个接收衬底中的每一个上； 多个显示元件，其分布在背板衬底或所述一个或多个接收 衬底上，位于所述光伏元件之间；以及 光学元件，其位于背板衬底、光伏元件以及显示元件上方，其中: 所述光学元件被配置成使沿着基本上平行于其光轴的方向传播的入射光会聚到光伏元件上并远离显示元件；以及 所述光学元件被配置成沿着基本上不平行于该光学元件的光轴的方向引导从显示元件反射或发射的光。
32.—种聚光光伏和显不设备,包括: 背板衬底； 一个或多个接收衬底，其安装在背板衬底上； 光伏电路，其位于每个接收衬底上，使得每个接收衬底具有单个光伏电路、从而形成光伏元件； 多个显示元件，其分布在背板衬底或所述一个或多个接收衬底上，位于所述光伏元件之间；以及 光学元件，其位于背板衬底、光伏元件以及显示元件上方，其中: 所述光学元件被配置成使沿着基本上平行于其光轴的方向传播的入射光会聚到光伏元件上并远离显示元件；以及 所述光学元件被配置成沿着基本上不平行于该光学元件的光轴的方向引导从显示元件反射或发射的光。
33.一种光伏器件,包括: 衬底，其包括相互并排地布置在所述衬底的表面上的光伏元件和至少一个显示元件；以及 光学元件，其位于所述衬底的所述表面上方，且被配置成引导相对于其光轴在轴上传播的入射光远离所述至少一个显示元件且到所述光伏元件上，并相对于所述光轴离轴地引导从所述至少一个显示元 件反射或发射的光。
全文摘要
一种聚光光伏和显示设备包括背板衬底、分布在背板衬底上的多个光伏元件、分布在背板衬底上在光伏元件之间的多个显示元件以及位于背板衬底、光伏元件以及显示元件上方的光学元件。所述光学元件被配置成使沿着基本上平行于其光轴的方向传播的入射光会聚到光伏元件上。光学元件还被配置成沿着基本上不平行于光学元件的光轴的方向引导从显示元件反射或发射的光。还讨论了相关制造方法和包括该设备的阵列。
文档编号G09F13/00GK103155176SQ201180039007
公开日2013年6月12日 申请日期2011年6月7日 优先权日2010年6月7日
发明者M.梅特尔, J.卡, S.布罗 申请人:森普留斯公司