太阳能光伏平面发光装置的制作方法

文档序号:15175701发布日期:2018-08-14 18:24阅读:212来源:国知局

本实用新型是有关于一种太阳能光伏平面发光装置,特别是有关于一种结合电能储存功能的太阳能光伏平面发光装置。



背景技术:

按,太阳能光伏电池(Photovoltaic,PV)的研究是再生能源中备受众人期待的主力之一,虽然现今市面上已商业化的多数产品仍以硅(Silicon,Si)为其主要材料,不过太阳能光伏电池因其制程简单、造价便宜、材质轻盈,以及可挠性等特性已广受产业界与学术界的瞩目;目前太阳能光伏电池的制程多是以涂布(coating)为制备太阳能电池薄膜的技术手段,其优点在于能够使得制备的薄膜具有较佳的平整性与均匀性,而后续所研发的卷对卷(roll-to-roll,R2R)制程亦具有大面积制备有机太阳能电池的潜力,例如:关于可挠性显示器(flexible display)的制备即为一例,卷对卷(R2R)制程可在较低成本下生产可挠性显示器,以符合其可塑性高、重量轻,以及耐冲击等优点。

太阳能虽然是目前相对环保且洁净的应用能源,但在太阳能光电应用领域中,由于每日的日照时间有限,加上太阳能电池必须使用较大的空间进行设置,若要有效率地将太阳能作为辅助能源,势必需要将太阳能电池的光电转换效率进行优化,藉由强化单位太阳能电池的产出以有效发挥实际的效用;参考习知技术于中国台湾2016年10月28日申请的“可发光显示的太阳能光伏装置及其封装结构”公告第M538245号新型专利,即用以解决上述的问题,此专利的可发光显示的太阳能光伏装置包括一透光性基板、多个设置于所述透光性基板上的太阳能光伏电池单元及多个设置于所述透光性基板上的有机发光二极管单元;藉此,可提供更多元化的应用方式;此专利主要将光伏电池与平面发光装置(例如:有机发光二极管)整合于太阳能光伏装置中,以制成兼具集电与发光显示功能的应用装置;然而,为使该装置的应用更为便利,并有效增加照明或显示功能的效益,则储电效果的提升绝对是必然;因此,如何藉由创新的设计,有效提高太阳能光伏电池光电转换效率,并进行电力的收集与储存,是太阳能光伏电池的相关产业的开发业者与相关研究人员需持续努力克服与解决的课题。



技术实现要素:

本实用新型所解决的技术问题即在提供一种太阳能光伏平面发光装置,其目的在于提供一种结合电能储存功能的太阳能光伏平面发光装置,主要藉由光伏复合单元、发光单元,以及储电单元三者结合的硬体设计,有效提高太阳能光伏电池光电转换效率,并进行电力的收集与储存,确实达到提升太阳能光伏电池于发光照明与讯息显示功能的效益、结构设计平整化,以及高产能低成本等主要优势。

本实用新型所采用的技术手段如下所述。

提出一种太阳能光伏平面发光装置,至少包括有一光伏复合单元、一发光单元,以及一储电单元;发光单元与光伏复合单元电性连接;储电单元分别与光伏复合单元、发光单元电性连接。

在本实用新型的一个实施例中,光伏复合单元与发光单元分别藉由一基板而与储电单元分隔。

在本实用新型的一个实施例中,光伏复合单元设置于一第一基板的一侧,而储电单元相对光伏复合单元而设置于第一基板的另一侧。

在本实用新型的一个实施例中,发光单元设置于一第二基板的一侧,而储电单元相对发光单元而设置于第二基板的另一侧。

在本实用新型的一个实施例中,光伏复合单元与发光单元交错设置于一第三基板的一侧,而储电单元相对光伏复合单元与发光单元而设置于第三基板的另一侧。

在本实用新型的一个实施例中,光伏复合单元为有机太阳能电池或钙钛矿太阳能电池等其中的一种装置。

在本实用新型的一个实施例中,光伏复合单元至少由一第一下导电层、一第一电子传导层、一第一主动层,一第一电洞传导层,以及一第一上导电层所叠置而成。

在本实用新型的一个实施例中,第一下导电层、电子传导层、主动层,以及电洞传导层的厚度小于10微米。

在本实用新型的一个实施例中,第一上导电层厚度小于100微米。

在本实用新型的一个实施例中,光伏复合单元可进一步分别设置有一电子注入层与一电洞注入层。

在本实用新型的一个实施例中,发光单元为平面光源、有机发光二极管、聚合物发光二极管、发光二极管或钙钛矿结构发光装置等其中的一种装置。

在本实用新型的一个实施例中,发光单元的厚度小于2毫米。

在本实用新型的一个实施例中,发光单元至少由一第二下导电层、一第二电子传导层、一第二主动层,一第二电洞传导层,以及一第二上导电层所叠置而成。

在本实用新型的一个实施例中,储电单元为薄膜式充电电池或薄膜式电容等其中的一种装置。

在本实用新型的一个实施例中,薄膜式电容为薄膜超电容。

在本实用新型的一个实施例中,储电单元的厚度小于2毫米。

在本实用新型的一个实施例中,太阳能光伏平面发光装置可进一步覆盖有一封胶。

在本实用新型的一个实施例中,一上保护板与一下保护板分别藉由封胶而覆盖于太阳能光伏平面发光装置的上端部与下端部。

本实用新型所产生的技术效果:本实用新型的太阳能光伏平面发光装置主要藉由光伏复合单元、发光单元,以及储电单元三者结合的硬体设计,有效提高太阳能光伏电池光电转换效率,并进行电力的收集与储存,确实达到提升太阳能光伏电池于发光照明与讯息显示功能的效益、结构设计平整化,以及高产能低成本等主要优势。

附图说明

图1:本实用新型太阳能光伏平面发光装置的装置组成方块图。

图2:本实用新型太阳能光伏平面发光装置其一较佳实施例的组件堆叠示意图。

图3:本实用新型太阳能光伏平面发光装置其二较佳实施例的组件堆叠示意图。

图4:本实用新型太阳能光伏平面发光装置其一较佳实施例的光伏复合单元组成示意图。

图5:本实用新型太阳能光伏平面发光装置其一较佳实施例的发光单元组成示意图。

图6:本实用新型太阳能光伏平面发光装置其一较佳实施例的完整结构示意图。

图7:本实用新型太阳能光伏平面发光装置其三较佳实施例的封胶与保护板设置示意图。

图号说明:

1 太阳能光伏平面发光装置 11 光伏复合单元

110 第一下导电层 111 第一电子传导层

112 第一主动层 113 第一电洞传导层

114 第一上导电层 12 发光单元

120 第二下导电层 121 第二电子传导层

122 第二主动层 123 第二电洞传导层

124 第二上导电层 13 储电单元

14 基板 141 第一基板

142 第二基板 143 第三基板

2 封胶 3 上保护板

4 下保护板。

具体实施方式

首先,请参阅图1所示,为本实用新型太阳能光伏平面发光装置的装置组成方块图,其中本实用新型的太阳能光伏平面发光装置1至少包括有:一光伏复合单元11;此外,该光伏复合单元11为有机太阳能电池或钙钛矿太阳能电池等其中的一种装置;该光伏复合单元11藉由光电转换方式提供该太阳能光伏平面发光装置1所需的电能;一发光单元12,与该光伏复合单元11电性连接;此外,该发光单元12为平面光源、有机发光二极管、聚合物发光二极管、发光二极管或钙钛矿结构发光装置等其中的一种装置;此外,该发光单元12的厚度小于2毫米(millimeter,mm);厚度小于2mm的发光单元12电性连接该光伏复合单元11,该发光单元12接收该光伏复合单元11所提供的电能以进行照明或显示资讯(如显示环境的温度或湿度等环境讯息)等功能;以及一储电单元13,分别与该光伏复合单元11、该发光单元12电性连接;此外,该储电单元13为薄膜式充电电池或薄膜式电容等其中的一种装置,其中该该薄膜式电容较佳为薄膜超电容;再者,该储电单元13的厚度小于2毫米;此外,该光伏复合单元11与该发光单元12分别藉由一基板14而与该储电单元13分隔;厚度小于2mm的储电单元13分别电性连接该光伏复合单元11与该发光单元12,该储电单元13用以储存该光伏复合单元11的电能以提供该发光单元12用电的所需;此外,该光伏复合单元11与该发光单元12分别藉由一基板14而与该储电单元13分隔。

此外,该光伏复合单元11设置于一第一基板141的一侧,而该储电单元13相对该光伏复合单元11而设置于该第一基板141的另一侧;再者,该发光单元12设置于一第二基板142的一侧,而该储电单元13相对该发光单元12而设置于该第二基板142的另一侧;请一并参阅图2所示,为本实用新型太阳能光伏平面发光装置其一较佳实施例的组件堆叠示意图,其中该光伏复合单元11与该储电单元13由该第一基板141隔绝,而该发光单元12与该储电单元13由该第二基板142隔绝,亦即该储电单元13的二侧分别设置有该第一基板141与该第二基板142,而该第一基板141与该第二基板142相对于该储电单元13的另一侧则分别设置有该光伏复合单元11与该发光单元12,其中该光伏复合单元11藉由光电转换效应生成的电能可直接提供给该发光单元12的照明或显示资讯使用,亦可储存于该储电单元13内部在供给该发光单元12使用。

再者,该光伏复合单元11与该发光单元12交错设置于一第三基板143的一侧,而该储电单元13相对该光伏复合单元11与该发光单元12而设置于该第三基板143的另一侧;请参阅图3所示,为本实用新型太阳能光伏平面发光装置其二较佳实施例的组件堆叠示意图,其中该光伏复合单元11与该发光单元12交错设置于该第三基板143的一侧,而该储电单元13设置于该第三基板143的另一侧,而该光伏复合单元11藉由光电转换效应生成的电能可直接提供给该发光单元12的照明或显示资讯使用,亦可储存于该储电单元13内部在供给该发光单元12使用。

此外,该光伏复合单元11至少由一第一下导电层110、一第一电子传导层111、一第一主动层112、一第一电洞传导层113,以及一第一上导电层114所叠置而成;再者,该第一下导电层110、第一电子传导层111、该第一主动层112,以及该第一电洞传导层113的厚度小于10微米(micrometer,um) ,及该第一上导电层114 厚度小于100微米(micrometer,um);此外,该光伏复合单元11可进一步分别设置有一电子注入层(图标未标示)与一电洞注入层(图示未标示);请一并参阅图4所示,为本实用新型太阳能光伏平面发光装置其一较佳实施例的光伏复合单元组成示意图,其中以本实用新型其一较佳实施例的结构为例,该光伏复合单元11以该第一下导电层110、第一电子传导层111、该第一主动层112、该第一电洞传导层113,以及该第一上导电层114,依序由该第一基板141往上堆叠而成,其中该第一下导电层110 可采有机(如奈米碳管、PEDOT等)或无机导体材料(如ITO、Ag等)的材料,且使用涂布(coating)暨烘干或蒸镀的方式涂布于该第一基板141上而形成,以提供构成电路电性连接之用;该第一电子传导层111可采有助于电子的注入和传导的材料(如ZnO、TiO2等),且使用涂布(coating)暨烘干或蒸镀的方式形成于该第一上导电层114上;该第一主动层112可采用有助于电子电洞对重新结合的材料,并使用涂布暨烘干的方式形成于该第一电子传导层111上;该第一电洞传导层113则可采用有助于电洞注入和传输的材料(如PEDOT、MnO3、V2O5等),并使用涂布暨烘干或蒸镀的方式形成于该第一主动层112上;该第一上导电层114 可采有机(如奈米碳管、PEDOT等)或无机导体材料(如ITO、Ag等)的材料,且使用涂布(coating)暨烘干或蒸镀的方式形成于该该第一电洞传导层113上并与第一下导电层110电性连接,并以提供构成电路连接之用;再者,该光伏复合单元11分别设置有该电子注入层与该电洞注入层。

再者,该发光单元12至少由一第二下导电层120、一第二电子传导层121、一第二主动层122,一第二电洞传导层123所叠置而成,以及一第二上导电层124;请一并参阅图5与图6所示,为本实用新型太阳能光伏平面发光装置其一较佳实施例的发光单元组成示意图,以及完整结构示意图,其中以本实用新型其一较佳实施例的结构为例,该发光单元12以该第二下导电层120、该第二电子传导层121、该第二主动层122,该第二电洞传导层123,以及一第二上导电层124依序由该第二基板142往下堆叠而成,其中该第二下导电层120 可采有机(如奈米碳管、PEDOT等)或无机导体材料(如ITO、Ag等)的材料,且使用涂布(coating)暨烘干或蒸镀的方式,涂布于该形成于第二基板142上,以提供构成电路电性连接之用;该第二电子传导层121可采有助于电子的注入和传导的材料(如ZnO、TiO2等),且使用涂布暨烘干或蒸镀的方式形成于该第二下导电层120上;该第二主动层122可采用有助于电子电洞对重新结合的材料,并使用涂布暨烘干的方式形成于该第二电子传导层121上;该第二电洞传导层123则可采用有助于电洞注入和传输的材料(如PEDOT、MnO3、V2O5等),并使用涂布暨烘干或蒸镀的方式形成于该第二主动层122上;该第二上导电层124 可采有机(如奈米碳管、PEDOT等)或无机导体材料(如ITO、Ag等) 的材料,且使用涂布(coating)暨烘干或蒸镀的方式形成于该第二电洞传导层123并与该第二下导电层120电性连接,并以提供构成电路连接之用。

此外,该太阳能光伏平面发光装置1可进一步覆盖有一封胶2;再者,一上保护板3与一下保护板4分别藉由该封胶2而覆盖于该太阳能光伏平面发光装置1的上端部与下端部;请参阅图7所示,为本实用新型太阳能光伏平面发光装置其三较佳实施例的封胶与保护板设置示意图,其中以本实用新型其一较佳实施例的结构为例,该封胶2完整覆盖该太阳能光伏平面发光装置1,而该上保护板3藉由该封胶2而设置于该该太阳能光伏平面发光装置1的上端部,该下保护板4亦藉由该封胶2而设置于该太阳能光伏平面发光装置1的下端部;藉此,该封胶2、该上保护板3,以及该下保护板4可将本实用新型的太阳能光伏平面发光装置1完整覆盖,有效提升组件可靠度(Reliability),包括耐热、耐低温、抗湿或耐候等特性;更进一步的说,该封胶2可采用热敏性封合树脂材料或紫外光敏感性封合树脂材料,并以密闭式连锁结构的形式围绕该太阳能光伏平面发光装置1的外围边缘,而该上保护板3与该下保护板4各可以是透明塑料保护层或玻璃保护层,其中该透明塑料保护层可以是聚乙烯对苯二甲酸脂PET、聚乙烯PE、聚酰亚胺PI、聚酰胺PA、聚氨脂PU或压克力其中之一。

由上述的实施说明可知,本实用新型与现有技术与产品相较的下,本实用新型具有以下优点:本实用新型的太阳能光伏平面发光装置主要藉由光伏复合单元、发光单元,以及储电单元三者结合的硬体设计,有效提高太阳能光伏电池光电转换效率,并进行电力的收集与储存,确实达到提升太阳能光伏电池于发光照明与讯息显示功能的效益、结构设计平整化,以及高产能低成本等主要优势。

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