专利名称：具有超高亲水性的太阳能板自洁结构及其制法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有超高亲水性的太阳能板自洁结构及其制法，其 兼具直接利用太阳能中的紫外线产生超高亲水性、结构简单而成本低，可 直接加设于市面的太阳能装置，及具有清洗装置可加强清洁太阳能电池 模块等优点及功效。
背景技术：
参阅图1及图2，现有太阳能装置是于一太阳能电池模块81上设置 一透光隔层82，如此，在使用过程中，散布于空气中的污渍71(例如大 气中的水气、油气、灰尘等)即会沉积于该透光隔层82上，不会弄脏太 阳能电池模块81。
然而，以太阳电池先前技术而言，目前大家都着重于太阳电池本身 结构及电池的效率，但是却忽略了太阳电池使用一段长时间之后，会因 为大气中的水气、油气、灰尘及其他有机污染物使得太阳电池表面沉积 脏污，而影响到光线的穿透率及光电转换效率。
太阳能电池长时间曝晒在大气环境中，而大气环境中含有许多水气、 油气及灰尘等，将逐渐会沉积在太阳电池表面上，这些表面的脏污会阻 碍部分的阳光，进而影响到光线的入射透光率，结果导致太阳电池发电 效率降低。
其次，在雨天过后所残留在表面的水滴，或是露水，通常会在太阳 电池表面上停留一段时间，直到自然蒸发为止。在完全蒸发前，若水滴 或露水接触到油气、脏污或是灰尘，最后仍会残留在太阳电池表面上， 形成固态的圈状的水渍(沿水滴边缘的形状)、污垢，使太阳电池发电效 率降低。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺 陷，而提供一种具有超高亲水性的太阳能板自洁结构及其制法，其可直接利用太阳能中的紫外线产生超高亲水性，具有结构简单而成本低的优 点，且可直接加设于市面的太阳能装置，具有清洗装置可加强清洁太阳能 电池模块。
本发明具有超高亲水性的太阳能板自洁结构是
一种具有超高亲水性的太阳能板自洁结构，其特征在于，包括一 透光隔层，至少具有一入光表面及一出光表面，该出光表面邻近一太阳 能电池模块； 一固态的二氧化钛层，是位于该入光表面上，该二氧化钛 层具有一介于0. 1 " m至2 ii m间的镀膜厚度，且该二氧化钛层经一预定 强度的紫外光照射预定时间后会由一诱发前状态转变成一诱发后状态； 在该诱发前状态时，该二氧化钛层表面的诱发前接触角是介于40度至50 度之间，而在该诱发后状态时，该二氧化钛层表面的诱发后接触角是介 于0度至10度之间，借此，利用紫外光的诱发而成为超高亲水状态，达 到具有防雾、抗水滴、表面自洁的效果。
前述的具有超高亲水性的太阳能板自洁结构，其中又包括 一掺杂 层，是设于该二氧化钛层与该入光表面之间，该掺杂层为二氧化硅，其 厚度是介于0. 01 li m 0. 025 u m之间；该掺杂层是用以调整复合薄膜触 媒转换特性；且该掺杂层与该二氧化钛层的厚度比是介于1:40 1:10之 间； 一清洗装置，用以产生清水，以去除具有预定倾斜角的太阳能电池 模块上的二氧化钛层表面上的污垢；该二氧化钛层设于该入光表面上的 方式，是选自电子枪蒸镀、直流动力溅镀、射频动力溅镀其中之一。
前述的具有超高亲水性的太阳能板自洁结构，其中二氧化钛层是以 相对低气压溅镀沉积于该入光表面而形成R-Ti02;所述二氧化钛层的厚 度是介于0.2um 0.4um之间；所述紫外光的预定强度为1 u W/cm2以 上，且所述紫外光的波长范围是介于100nm至400nm之间。
前述的具有超高亲水性的太阳能板自洁结构，其中二氧化钛层是以 相对高气压溅镀沉积于该入光表面而形成A-Ti02;所述二氧化钛层的厚 度是介于0.2um 0.4um之间；所述紫外光的预定强度为1 " W/cm2以 上，且所述紫外光的波长范围是介于100nm至400nm之间。
前述的具有超高亲水性的太阳能板自洁结构，其中相对高气压值是 介于0. 1 15Pa之间。前述的具有超高亲水性的太阳能板自洁结构，其中相对高气压值是
介于l 3Pa之间。
本发明具有超高亲水性的太阳能板自洁结构的制法是 一种具有超高亲水性的太阳能板自洁结构的制法，其特征在于，其包
括下列步骤
一. 准备步骤准备一透光隔层，该透光隔层至少具有一入光表面 及一出光表面；该出光表面是邻近一太阳能电池模块；
二. 二氧化钛层产生步骤于该透光隔层的入光表面上设置一厚度
介于O. ltiin至2 "m间的二氧化钛层；
三. 完成步骤于该透光隔层上形成具有超高亲水性的二氧化钛层，
其中，设于该透光隔层上的二氧化钛层是经一预定强度为luW/cm2以上， 且波长范围介于lOOnm至400nm间的紫外光照射预定时间后，即由一诱 发前状态转变成一诱发后状态；于该诱发前状态时，该二氧化钛层表面 的诱发前接触角是介于40度至50度之间，而在该诱发后状态时，该二 氧化钛层表面的诱发后接触角是介于0度至10度之间，借此，可利用紫 外光的诱发而成为超高亲水状态，达到使该太阳能电池模块产生防雾、 抗水滴、表面自洁的效果。
前述的具有超高亲水性的太阳能板自洁结构的制法，其中二氧化钛 层与该入光表面之间又包括一掺杂层，该掺杂层为二氧化硅，其厚度介 于0. 01 li m 0. 025 U m之间；该掺杂层是用以调整复合薄膜触媒转换特 性；且该掺杂层与该二氧化钛层的厚度比介于1:40 1:10之间；所述二 氧化钛层产生该入光表面上的方式，是选自电子枪蒸镀、直流动力溅镀、 射频动力溅镀其中的一种。
前述的具有超高亲水性的太阳能板自洁结构的制法，其中准备步骤 中，该透光隔层的温度是控制于25(TC 400。C之间；所述二氧化钛层产 生步骤中，所述二氧化钛层是以相对低气压溅镀沉积于该入光表面而形 成R-Ti02;所述完成步骤中，所述二氧化钛层的厚度是介于0.2um 0.4 um之间。
前述的具有超高亲水性的太阳能板自洁结构的制法，其中准备步骤 中，该透光隔层的温度是控制于25(TC 40(TC之间；所述二氧化钛层产生步骤中，所述二氧化钛层是以相对高气压溅镀沉积于该入光表面而形
成A-Ti02;所述完成步骤中，所述二氧化钛层的厚度是介于0.2um 0.4 ti m之间。
前述的具有超高亲水性的太阳能板自洁结构的制法，其中相对高气 压值是介于O. 1 15Pa之间。
前述的具有超高亲水性的太阳能板自洁结构的制法，其中相对高气 压值是介于1 3Pa之间。
本发明的有益效果是，其可直接利用太阳能中的紫外线产生超高亲 水性，具有结构简单而成本低的优点，且可直接加设于市面的太阳能装置， 具有清洗装置可加强清洁太阳能电池模块。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是现有太阳能板的示意图
图2是图1所示太阳能板的局部放大剖视图
图3是本发明的第一实施例的放大剖视图
图4是本发明的制法的流程示意图
图5是本发明的二氧化钛诱发前后的化学式示意图
图6是本发明的二氧化钛诱发后的放大剖视示意图
图7是本发明的第二实施例的放大剖视图
图8是本发明的实际装置的示意图
图9是图8所示装置的侧面暨加装清洗装置的示意图
图10是本发明的第三实施例的示意图
图中标号说明
11入光表面 20 二氧化钛层 40清洗装置 51准备步骤 53完成步骤 81、 91太阳能电池模块 e 2诱发后接触角
10、 82透光隔层 12出光表面 30掺杂层 41清水
52 二氧化钛层产生步骤 71污渍
e1诱发前接触角e 3预定倾斜角
具体实施例方式
本发明为一种具有超高亲水性的太阳能板自洁结构及其制法。关于 结构部分如图3所示，其包括
一透光隔层10，至少具有一入光表面11及一出光表面12，该出光
表面12邻近一太阳能电池模块91;
一固态的二氧化钛层20，是位于该入光表面11上，该二氧化钛层 20(Ti02)具有一介于0. 1 u m至2u m之间的镀膜厚度，且该二氧化钛层 20经一预定强度的紫外光照射预定时间后会由一诱发前状态转变成一诱 发后状态(如图5所示的化学变化过程)；于该诱发前状态时(参阅图3)， 该二氧化钛层20表面的诱发前接触角6 1是介于40度至50度之间(实际 上大约为43.0。)，而在诱发后状态时(如图6所示)，该二氧化钛层20 表面的诱发后接触角9 2是介于0度至10度之间(实际上大约为2. 7° )， 借此，可利用紫外光的诱发而成为超高亲水状态，达到防雾、抗水滴、 表面自洁的效果。
实际上，该透光隔层IO是选自可挠性基板、玻璃基板其中之一。 该二氧化钛层20的最佳厚度是介于0. 2 u m 0. 4 u m之间。 关于该二氧化钛层20的成份，当该二氧化钛层20以0. 1 15Pa间 的相对高气压溅镀沉积于该入光表面11上，是形成A-Ti02(即锐钛矿， 英文为Anatase);当该二氧化钛层20以相对低气压溅镀沉积于该入光表 面11上，则形成R-Ti02(即金红石，英文为Rutile)。由于本发明的制 程是在真空状态下进行，本文中所称的相对高气压与相对低气压均指与 真空状态的相对关系，而非与一般的大气压力比较，特此说明。A-Ti02 膜层的光触媒与亲水性能通常超过R-Ti02薄膜，其最佳制程压力值是介 于1 3Pa之间。
该二氧化钛层20设于该入光表面11上的方式，是选自电子枪蒸镀、 直流动力(DC-power)溅镀、射频动力(RF-power)溅镀其中的一种。
该紫外光的预定强度为luW/cm2以上，且该紫外光的波长范围是介 于100nm至400nm之间。
参阅图7，本发明的具有超高亲水性的太阳能板自洁结构又包括一掺杂层30，是设于该二氧化钛层20与该入光表面11之间，该掺 杂层30为二氧化硅；其用以调整复合薄膜触媒转换特性；且该掺杂层30 与该二氧化钛层20的厚度比是介于1:40 1:10之间，该掺杂层30的最 佳厚度范围是介于0. 01 y m 0. 025 " m之间。
一清洗装置40，用以产生清水41(参阅图①，以去除具有预定倾斜 角e 3的太阳能电池模块91 (如图8所示)上的二氧化钛层20表面上的污 垢。
假设已装设有太阳能电池模块91，但未设置本发明的具有超高亲水 性的太阳能板自洁结构，则可将本发明的具有二氧化钛层20的透光隔层 10其出光表面12设于该太阳能电池模块91上(参阅图10)，即可使预先 设置的太阳能电池模块91在吸收阳光中的紫外线后，也能产生超高亲水 状态，达到防雾、抗水滴、表面自洁的效果。
如图4所示，关于本发明的一种具有超高亲水性的太阳能板自洁结 构的制法，包括
一. 准备步骤51:准备一透光隔层IO(如图3所示)，该透光隔层IO 至少具有一入光表面ll及一出光表面12;该出光表面12是邻近一太阳
能电池模块91;
二. 二氧化钛层产生步骤52:于该透光隔层10的入光表面11上设
置一厚度介于0. 1 u m至2 u m间的二氧化钛层20;
三. 完成步骤53:于该透光隔层10上形成具有超高亲水性的二氧化 钛层20，该二氧化钛层20经一预定强度的紫外光照射预定时间后会由一 诱发前状态转变成一诱发后状态(如图5所示的化学变化过程)；在该诱 发前状态时，该二氧化钛层20表面的诱发前接触角e 1是介于40度至 50度之间，而在该诱发后状态时，该二氧化钛层20表面的诱发后接触角 e2是介于0度至10度之间，借此，可利用紫外光的诱发而成为超高亲 水状态，达到使该太阳能电池模块91产生防雾、抗水滴、表面自洁的效 果。
实际上，在该准备步骤51中，该透光隔层10的温度是控制于250 °C 400 °C之间为较佳的加工温度。
在该二氧化钛层产生步骤52中，当该二氧化钛层20以相对高气压(例如气压值介于0. 1 15Pa之间)溅镀沉积于该入光表面11上，则形成 A-Ti02。当该二氧化钛层20以相对低气压溅镀沉积于该入光表面11上， 则形成R-Ti02。 A-Ti02膜层的光触媒与亲水性能通常超过R-Ti02薄膜， 其最佳制程压力值是介于1 3Pa之间。
该二氧化钛层20产生于该入光表面11上的方式，是选自电子枪蒸 镀、直流动力(DC-power)溅镀、射频动力(RF-power)溅镀其中的一种。
该紫外光的预定强度为luW/cm2以上，且该紫外光的波长范围是介 于100nm至400nm之间。
如图7所示，该二氧化钛层20与该入光表面11之间又包括一掺杂 层30，该掺杂层30为二氧化硅，其厚度是介于0. 01 y m 0. 025 p m之间， 该掺杂层30用以调整复合薄膜触媒转换特性。且该掺杂层30与该二氧 化钛层20的厚度比是介于1:40 1:10之间。
在完成步骤53中，该二氧化钛层20的最佳厚度是介于0. 2 ix m 0. 4 p m之间。
本发明的优点及功效可归纳如下
1、 直接利用太阳能中的紫外线产生超高亲水性。本发明直接利用太 阳能中的紫外线照射二氧化钛，即可使二氧化钛产生超高亲水性，达到 使太阳能板产生自洁的目的。
2、 结构简单而成本低。本发明仅是在一透光隔层上设置一层二氧化 钛层，结构相当简单，设置过程相当容易，故，成本低。
3、 可直接加设于市面的太阳能装置。本发明是将二氧化钛设置于一 透光隔层上的独立结构，故，可将独立结构直接加设于市面现有的太阳 能装置上，广泛适用于各式具有太阳能板的太阳能装置。
4、 具有清洗装置可加强清洁太阳能电池模块。本发明设有清洗装置， 可在预定时间对太阳能电池模块进行冲洗，加强清洁太阳能电池模块， 延长其使用寿命，使其发挥极佳的太阳能吸收作用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形 式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单 修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1. 一种具有超高亲水性的太阳能板自洁结构，其特征在于，包括一透光隔层，至少具有一入光表面及一出光表面，该出光表面邻近一太阳能电池模块；一固态的二氧化钛层，是位于该入光表面上，该二氧化钛层具有一介于0.1μm至2μm间的镀膜厚度，且该二氧化钛层经一预定强度的紫外光照射预定时间后会由一诱发前状态转变成一诱发后状态；在该诱发前状态时，该二氧化钛层表面的诱发前接触角是介于40度至50度之间，而在该诱发后状态时，该二氧化钛层表面的诱发后接触角是介于0度至10度之间，借此，利用紫外光的诱发而成为超高亲水状态。
2 .根据权利要求1所述的具有超高亲水性的太阳能板自洁结构， 其特征在于，又包括一掺杂层，是设于该二氧化钛层与该入光表面之间，该掺杂层为二 氧化硅，其厚度是介于0.01um 0.025"m之间；该掺杂层是用以调整 复合薄膜触媒转换特性；且该掺杂层与该二氧化钛层的厚度比是介于 1:40 1:10之间；一清洗装置，用以产生清水，以去除具有预定倾斜角的太阳能电池 模块上的二氧化钛层表面上的污垢；该二氧化钛层设于该入光表面上的方式，是选自电子枪蒸镀、直流动力溅镀、射频动力溅镀其中之一。
3 .根据权利要求1所述的具有超高亲水性的太阳能板自洁结构， 其特征在于-所述二氧化钛层是以相对低气压溅镀沉积于该入光表面而形成 R-Ti02;所述二氧化钛层的厚度是介于0. 2 y m 0. m之间； 所述紫外光的预定强度为l"W/cm2以上，且所述紫外光的波长范围 是介于100nm至400nm之间。
4 .根据权利要求1所述的具有超高亲水性的太阳能板自洁结构， 其特征在于所述二氧化钛层是以相对高气压溅镀沉积于该入光表面而形成A-Ti02;所述二氧化钛层的厚度是介于0. 2 u m 0. 4 li m之间； 所述紫外光的预定强度为lix W/cm2以上，且所述紫外光的波长范围 是介于100nm至400歷之间。
5 .根据权利要求4所述的具有超高亲水性的太阳能板自洁结构， 其特征在于所述相对高气压值是介于0. 1 15Pa之间。
6 .根据权利要求5所述的具有超高亲水性的太阳能板自洁结构， 其特征在于所述相对高气压值是介于1 3Pa之间。
7. —种具有超高亲水性的太阳能板自洁结构的制法，其特征在于， 其包括下列步骤一. 准备步骤准备一透光隔层，该透光隔层至少具有一入光表面 及一出光表面；该出光表面是邻近一太阳能电池模块；二. 二氧化钛层产生步骤于该透光隔层的入光表面上设置一厚度 介于O. ltim至2 iim间的二氧化钛层；三. 完成步骤于该透光隔层上形成具有超高亲水性的二氧化钛层，其中，设于该透光隔层上的二氧化钛层是经一预定强度为1liW/cm2以上， 且波长范围介于100nm至400nm间的紫外光照射预定时间后，即由一诱 发前状态转变成一诱发后状态；于该诱发前状态时，该二氧化钛层表面的诱发前接触角是介于40度 至50度之间，而在该诱发后状态时，该二氧化钛层表面的诱发后接触角 是介于0度至10度之间，借此，可利用紫外光的诱发而成为超高亲水状 态。
8 .根据权利要求7所述的具有超高亲水性的太阳能板自洁结构的 制法，其特征在于所述二氧化钛层与该入光表面之间又包括一掺杂层，该掺杂层为二 氧化硅，其厚度介于0.01ym 0.025um之间；该掺杂层是用以调整复 合薄膜触媒转换特性；且该掺杂层与该二氧化钛层的厚度比介于1:40 1:10之间；所述二氧化钛层产生该入光表面上的方式，是选自电子枪蒸镀、直流动力溅镀、射频动力溅镀其中的一种。
9 .根据权利要求7所述的具有超高亲水性的太阳能板自洁结构的制法，其特征在于所述准备步骤中，该透光隔层的温度是控制于25(TC 400。C之间；所述二氧化钛层产生步骤中，所述二氧化钛层是以相对低气压溅镀沉积于该入光表面而形成R-Ti02;所述完成步骤中，所述二氧化钛层的厚度是介于0. 2 u m 0. 4 u m之间。
10.根据权利要求7所述的具有超高亲水性的太阳能板自洁结构的制法，其特征在于所述准备步骤中，该透光隔层的温度是控制于25(TC 40(TC之间； 所述二氧化钛层产生步骤中，所述二氧化钛层是以相对高气压溅镀 沉积于该入光表面而形成A-Ti02;所述完成步骤中，所述二氧化钛层的厚度是介于0. 2 u m 0. 4 u m之间。
11.根据权利要求l O所述的具有超高亲水性的太阳能板自洁结 构的制法，其特征在于所述相对高气压值是介于O. 1 15Pa之间。
12.根据权利要求l l所述的具有超高亲水性的太阳能板自洁结 构的制法，其特征在于所述相对高气压值是介于l 3Pa之间。
全文摘要
一种具有超高亲水性的太阳能板自洁结构及其制法，其制法部分包括准备步骤；二氧化钛层产生步骤及完成步骤；借此在一透光隔层的入光面上形成二氧化钛层，此二氧化钛层在经一紫外光照射前是呈该诱发前状态，其表面的诱发前接触角介于40度至50度，而在紫外光照射后呈诱发后状态，其表面的诱发后接触角是小于0度至10度；如此达到利用紫外光的诱发而成为超高亲水状态；故，本发明兼具直接利用太阳能中的紫外线产生超高亲水性、结构简单而成本低、可直接加设于市面的太阳能装置，及具有清洗装置可加强清洁太阳能电池模块等优点及功效。
文档编号H01L31/048GK101533865SQ200810084630
公开日2009年9月16日 申请日期2008年3月14日 优先权日2008年3月14日
发明者简永杰, 谢逸弘 申请人:东捷科技股份有限公司