本实用新型涉及一种太阳能光伏装置及其封装结构,特别是涉及一种可发光显示的太阳能光伏装置及其封装结构。
背景技术:
太阳能是大自然中取之不尽、用之不竭的再生能源,与使用化石燃料制造能源相比是更为环保的洁净能源,使用过程也不会产生任何污染。太阳能电池的研究是再生能源中受众人期待的一个方向,而发展太阳能初期遭遇到的问题是光电转换效率不高和造价昂贵,不过使用高分子材料所开发的有机太阳能电池因为制造简单、造价便宜且具备材质轻盈、可挠曲等特性而逐渐受到业界与学术界的瞩目。
太阳能虽然是目前相对环保、洁净的应用能源,但在太阳能光电应用领域中,因为每日的日照时间有限,加上太阳能电池必须使用到较大的空间进行设置,若要能有效将太阳能作为辅助能源,势必需要针对太阳能电池板的能源转换效率进行优化,强化单位太阳能板的光电转换能源产出,才能发挥实际的效用。
请参阅图1,现有的太阳能电池中的每一个光电转换单元100’主要包括下导电层101’、电子传递层102’、主动层103’、电洞传递层104’及上导电层105’,而相邻的光电转换单元12可通过上导电层105’彼此电性连接串联。于实际应用中,太阳能电池大多做的很薄、大面积且可挠曲以利采光,不过即便如此,以目前的光电转化效率仍偏低。除此之外,现代电子产品越来越多样化,且功能不断在扩张,若想要在现有的太阳能电池中增加其他功能,则需要重行考虑新的设计方案。
技术实现要素:
本实用新型所要解决的技术问题在于,针对现有技术的不足提供一种能满足现代电子产品的多功能性与便利性需求的可发光显示的太阳能光伏装置及其封装结构。
为了解决上述的技术问题,本实用新型所采用的一种技术方案是:一种可发光显示的太阳能光伏装置,其中,所述可发光显示的太阳能光伏装置包括:一透光性基板;多个太阳能光伏电池单元,设置于所述透光性基板上;以及多个有机发光二极管单元,设置于所述透光性基板上。
进一步地,所述透光性基板具有一光电转换区域及一位于所述光电转换区域一侧的发光区域,多个所述太阳能光伏电池单元设置于所述光电转换区域上,且多个所述有机发光二极管单元设置于所述发光区域上。
进一步地,多个所述太阳能光伏电池单元与多个所述有机发光二极管单元呈交错排列。
进一步地,每一所述太阳能光伏电池单元包括:一第一下导电层,设置于所述透光性基板上;一第一电子传递层,设置于所述第一下导电层上;一主动层,设置于所述第一电子传递层上;一第一电洞传递层,设置于所述主动层上;以及一第一上导电层,设置于所述第一电洞传递层上。
进一步地,每一所述有机发光二极管单元包括:一第二下导电层,设置于所述透光性基板上;一第二电子传递层,设置于所述第二下导电层上;一有机发光层,设置于所述第二电子传递层上;一第二电洞传递层,设置于所述有机发光层上;以及一第二上导电层,设置于所述第二电洞传递层上。
进一步地,所述可发光显示的太阳能光伏装置还包括一光学硬化层,所述光学硬化层设置于所述透光性基板与多个所述太阳能光伏电池单元及多个所述有机发光二极管单元之间。
进一步地,所述光学硬化层的厚度介于1微米至5微米之间。
进一步地,所述透光性基板是一透明塑料基板或一玻璃基板。
根据本实用新型的另一实施方式,还公开了一种可发光显示的太阳能光伏装置的封装结构,其中,所述可发光显示的太阳能光伏装置的封装结构包括:一可发光显示的太阳能光伏装置,具有一上表面及一相对于所述上表面的下表面,其中,所述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;一封合胶体,围绕所述可发光显示的太阳能光伏装置;一第一保护层,通过所述封合胶体结合于所述可发光显示的太阳能光伏装置的所述上表面;以及一第二保护层,通过所述封合胶体结合于所述可发光显示的太阳能光伏装置的所述下表面。
进一步地,所述透光性基板具有一光电转换区域及一位于所述光电转换区域一侧的发光区域,多个所述太阳能光伏电池单元设置于所述光电转换区域上,且多个所述有机发光二极管单元设置于所述发光区域上。
进一步地,多个所述太阳能光伏电池单元与多个所述有机发光二极管单元呈交错排列。
进一步地,每一所述太阳能光伏电池单元包括:一第一下导电层,设置于所述透光性基板上;一第一电子传递层,设置于所述第一下导电层上;一主动层,设置于所述第一电子传递层上;一第一电洞传递层,设置于所述主动层上;以及一第一上导电层,设置于所述第一电洞传递层上。
进一步地,每一所述有机发光二极管单元包括:一第二下导电层,设置于所述透光性基板上;一第二电子传递层,设置于所述第二下导电层上;一有机发光层,设置于所述第二电子传递层上;一第二电洞传递层,设置于所述有机发光层上;以及一第二上导电层,设置于所述第二电洞传递层上。
进一步地,所述可发光显示的太阳能光伏装置还包括一光学硬化层,所述光学硬化层设置于所述透光性基板与多个所述太阳能光伏电池单元及多个所述有机发光二极管单元之间。
进一步地,所述光学硬化层的厚度介于1微米至5微米之间。
进一步地,所述透光性基板是一透明塑料基板或一玻璃基板。
本实用新型的有益效果在于,本实用新型实施例所提供的具有反射效果的可发光显示的太阳能光伏装置,其通过“透光性基板具有一光电转换区域及一位于光电转换区域一侧的发光区域,多个太阳能光伏电池单元设置于光电转换区域上,且多个有机发光二极管单元设置于发光区域上”或“多个太阳能光伏电池单元与多个有机发光二极管单元设置于透光性基板上,且呈交错排列”的设计,可兼具集电与发光显示功能,从而满足现代电子产品强调完整性、多功能化与微型化等设计趋势。
为使能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容,请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图,然而所提供的附图仅用于提供参考与说明,并非用来对本实用新型加以限制。
附图说明
图1为现有技术的光电组件的剖视图(一)。
图2为现有技术的光电组件的剖视图(二)。
图3为本实用新型的具有反射效果的光电组件封装结构的剖视图 (一)。
图4为本实用新型的具有反射效果的光电组件封装结构的剖视图 (二)。
图5为本实用新型的具有反射效果的光电组件封装结构的剖视图 (三)。
图6为本实用新型的具有反射效果的光电组件封装结构的剖视图 (四)。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本实用新型所公开有关“可发光显示的太阳能光伏装置”的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本实用新型的优点与效果。本实用新型可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用,本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用,在不悖离本实用新型的精神下进行各种修饰与变更。另外,本实用新型的附图仅为简单示意说明,并非依实际尺寸的描绘,予以声明。以下的实施方式将进一步详细说明本实用新型的相关技术内容,但所公开的内容并非用以限制本实用新型的技术范围。
应理解,虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种组件或信号等,但此等组件或信号不应受此等术语限制。此等术语乃用以区分一组件与另一组件,或者一信号与另一信号。另外,如本文中所使用,术语“或”视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一者或多者的所有组合。
[第一实施例]
请一并参阅图2及图3,本实用新型第一实施例提供一种可发光显示的太阳能光伏装置1a,其主要包括一透光性基板11与设置于透光性基板 11上的多个太阳能光伏电池单元12以及多个有机发光二极管单元13。值得说明的是,因现代电子产品均强调多功能性,故本实用新型特别将有机发光二极管单元13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新颖的应用装置。
本实施例中,透光性基板11具有一光电转换区域111及一位于光电转换区域111一侧的发光区域112,太阳能光伏电池单元12位于光电转换区域111,有机发光二极管单元13则位于发光区域112;于实际应用中,透光性基板11与外界环境接触的面可以让光线进入,太阳能光伏电池单元12可以将光能转换成电能,有机发光二极管单元13可通过太阳能光伏电池单元12所提供的电能达到发光照明或信息显示(如显示环境温、湿度信息)的效果。
透光性基板11可采用透明塑料基板或玻璃基板,而透明塑料基板的材料可选自于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、聚氨酯(PU)或压克力等。于实际应用中,透光性基板11 的形状和尺寸并无特别限制,可视产品需求而定。
每一太阳能光伏电池单元12包括一第一下导电层121、一第一电子传递层122、一主动层123、一第一电洞传递层124以及一第一上导电层 125,其中第一下导电层121设置于透光性基板11上,电子传递层122设置于第一下导电层121上,主动层123设置于第一电子传递层122上,第一电洞传递层124设置于主动层123上,第一上导电层125设置于第一电洞传递层124上。相邻的太阳能光伏电池单元12通过一沟槽T相互隔离,并通过第一上导电层125互电性连接。
每一有机发光二极管单元13包括一第二下导电层131、一第二电子传递层132、一有机发光层133、一第二电洞传递层134以及一第二上导电层135,其中第二下导电层131设置于透光性基板11上,第二电洞传递层134设置于第二下导电层131上,有机发光层133设置于第二电子传递层132上,第二电洞传递层134设置于有机发光层133上,第二上导电层 135设置于第二电洞传递层134上。相邻的有机发光二极管单元13通过一沟槽T相互隔离,并通过第二上导电层135互电性连接。
更进一步地说,第一下导电层121及第二下导电层131可采用有机导体材料或无机导体材料,并通过激光蚀刻(laser trimming)或蒸镀 (evaporating)而形成,以作为太阳能光伏电池单元12及有机发光二极管单元13的电极及线路。于实际应用中,所述有机导体材料可选自于聚3,4- 乙撑二氧噻吩(PEDOT)、纳米碳管、纳米银或其组合(即两种或两种以上的组合),所述无机导体材料可选自于金属(如纳米银)或金属氧化物 (如ITO、ATO等),但第一下导电层121及第二下导电层131的材料并不以上述材料为限。
第一电子传递层122及第二电子传递层132可采用有助于电子的注入和传输的材料(如ZnO、TiO2等),并通过涂覆(Coating)和烘干或蒸镀而形成;主动层123可采用有助于电子电洞重新结合的材料,并通过涂覆和烘干而形成;有机发光层133可采用共轭性高分子聚合物,并通过涂覆和烘干而形成;第一电洞传递层124及第二电洞传递层134可采用有助于电洞的注入和传输的材料(如PEDOT、MoO3、V2O5等),并通过涂覆和烘干或蒸镀而形成。
第一上导电层125及第二上导电层135可采用导电银胶,并通过网印 (screen printing)或以金属铝或银蒸镀而形成,其中第一上导电层125可依照设定好的图案成型于相对应的太阳能光伏电池单元12的第一电洞传递层124上,用以与另一太阳能光伏电池单元12的第一下导电层121电性连接;具体地说,相邻的两个太阳能光伏电池单元12之间,任一太阳能光伏电池单元12的第一上导电层125是沿第一电洞传递层124的表面延伸,并顺着沟槽T的侧壁和底壁而接触到另一太阳能光伏电池单元12 的第一下导电层121,以达到电性连接串联的效果。
类似地,第二上导电层135可依照设定好的图案成型于相对应的有机发光二极管单元13的第二电洞传递层134上,用以与另一有机发光二极管单元13的第二下导电层131电性连接;具体地说,相邻的两个有机发光二极管单元13之间,任一有机发光二极管单元13的第二上导电层135 是第二电洞传递层134的表面延伸,并顺着沟槽T的侧壁和底壁而接触到另一有机发光二极管单元13的第二下导电层131,以达到电性连接串联的效果。
值得说明的是,由于第一和第二下导电层121、131、第一和第二电子传递层122、132、第一和第二电洞传递层124、134及第一和第二上导电层125、135均可采用同时适用于太阳能光伏电池单元12及有机发光二极管单元13的材料,因此可在同一制造步骤中完成以提高生产效能。
请再参阅图2,为了提高可发光显示的太阳能光伏装置1a的机械强度,可进一步于透光性基板11与太阳能光伏电池单元12及有机发光二极管单元13之间设置一光学硬化层14,其材料可选自于压克力、环氧树脂、二氧化硅或其组合。
[第二实施例]
请参阅图4及图5,为本实用新型第二实施例的可发光显示的太阳能光伏装置的结构示意图。如图所示,本实施例与第一实施例的主要差异在于:可发光显示的太阳能光伏装置1b中的太阳能光伏电池单元12与有机发光二极管单元13的排布方式不同,具体地说,多个太阳能光伏电池单元12与多个有机发光二极管单元13是呈交错排列设置。
[第三实施例]
请参阅图6,本实用新型第三实施例提供一种可发光显示的太阳能光伏装置的封装结构Z,其包括一可发光显示的太阳能光伏装置1a或1b、一封合胶体2、一第一保护层3以及一第二保护层4,其中封合胶体2围绕可发光显示的太阳能光伏装置1a设置,第一保护层3通过封合胶体2 结合于可发光显示的太阳能光伏装置1a的上表面,第二保护层4通过封合胶体2结合于可发光显示的太阳能光伏装置1a的下表面。由此,封合胶体2可与第一和第二保护层3、4共同将可发光显示的太阳能光伏装置 1a完整包覆,而仅让导电层的引线(图中未显示)外露,以提升组件可靠性,包括耐热、耐低温、抗湿、耐候等特性。关于可发光显示的太阳能光伏装置1a的技术细节可参考第一实施例所述内容,于此不再详细赘述。
更进一步地说,封合胶体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,并以密闭式连续结构的形式围绕可发光显示的太阳能光伏装置1a的外围边缘。第一和第二保护层3、4各可以是一透明塑料保护层或一玻璃保护层,其中所述透明塑料可选自于聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)、聚乙烯(PE)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、聚氨酯(PU) 或压克力,但不限于此。
[实施例的效果]
本实用新型实施例所提供的具有反射效果的可发光显示的太阳能光伏装置,其可通过“透光性基板具有一光电转换区域及一位于光电转换区域一侧的发光区域,多个太阳能光伏电池单元设置于光电转换区域上,且多个有机发光二极管单元设置于发光区域上”或“多个太阳能光伏电池单元与多个有机发光二极管单元设置于透光性基板上,且呈交错排列”的设计,可兼具集电与发光显示功能,从而满足现代电子产品强调完整性、多功能化与微型化等设计趋势。
再者,本实用新型实施例所提供的具有反射效果的可发光显示的太阳能光伏装置中,由于第一和第二下导电层、第一和第二电子传递层、第一和第二电洞传递层及第一和第二上导电层均可采用同时适用于太阳能光伏电池单元及有机发光二极管单元的材料,因此可在同一制造步骤中完成以提高生产效能。
以上所公开的内容仅为本实用新型的优选可行实施例,并非因此局限本实用新型的权利要求的保护范围,故凡运用本实用新型说明书及附图内容所做的等效技术变化,均包含于本实用新型的权利要求的保护范围内。