CN102479831A - 图样可调式或可设计的薄膜太阳能电池 - Google Patents

Abstract

本发明是有关一种图样可调式或可设计的薄膜太阳能电池，包括透光基板；上电极层；光伏层以及下电极层；上电极层配置于透光基板上，其中上电极层为透光电极；光伏层配置于上电极层；下电极层配置于光伏层上，其中下电极层具有可调或可设计的图样，并利用下电极层的图样达到美观、行销与防窃等目的。

Description

图样可调式或可设计的薄膜太阳能电池

技术领域

本发明涉及太阳能电池，且特别是有关于一种藉由调整与设计图样而具有美观、行销与防窃效果的薄膜太阳能电池。

背景技术

随着环保意识抬头，节能减碳的概念逐渐受众人所重视，再生能源的开发与利用成为世界各国积极投入发展的重点。再生能源当中，由于太阳光随处可得，且不像其他能源会对地球产生污染(如：石化能源、核能)，因此可将太阳光转换成电能的太阳能电池是目前看好的明星产业。

太阳能电池若可具有大面积的照光面积，便可产生相对大量且可供使用的电能。因此有许多厂商希冀将“绿能建筑”的概念融入太阳能电池中，即在建筑物曝晒太阳最多之处铺设太阳能电池，藉以利用太阳能电池所产生的电能来弥补建筑物内所耗费的电能。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种图样可调式或可设计的薄膜太阳能电池，使其具有美观、行销与防窃的效果。

为了实现上述目的，依据本发明提出的一种图样可调式或可设计的薄膜太阳能电池，包括透光基板、上电极层、光伏层与下电极层；上电极层配置于透光基板上，其中上电极层为透光电极；光伏层配置于上电极层上；下电极层配置于光伏层上，其中下电极层具有可调或可设计的图样。

本发明还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的图样可调式或可设计的薄膜太阳能电池，其中所述的下电极层还包括导电层与薄膜图样层，其中薄膜图样层具有可供设计者调整或设计的图样，且导电层位于光伏层与薄膜图样层之间。

前述的图样可调式或可设计的薄膜太阳能电池，其中所述的导电层为透光导电层。

前述的图样可调式或可设计的薄膜太阳能电池，其中所述的薄膜图样层可根据上述的图样而分为多个颜色区域，并将同一颜色的颜色区域的薄膜图样层涂布相同的颜色金属。

前述的图样可调式或可设计的薄膜太阳能电池，其中所述的下电极层可依据上述的图样将下电极层分为多个颜色区域，并将同一颜色的颜色区域的下电极层涂布相同的颜色金属。

前述的图样可调式或可设计的薄膜太阳能电池，其中所述的图样可为图形商标、图形标示或公司名称。

前述的图样可调式或可设计的薄膜太阳能电池，其还包括温度导向光学层，配置于光伏层与下电极层之间。温度导向光学层对于红外光的透光度随温度而变，且当温度导向光学层的温度提升至特定范围时，温度导向光学层对于红外光的透光度将会降低。

前述的图样可调式或可设计的薄膜太阳能电池，其中所述的温度导向光学层的材料为二氧化钒。

前述的图样可调式或可设计的薄膜太阳能电池，其中所述的光伏层包括N型半导体层与P型半导体层，且N型半导体层与P型半导体层依序配置于上电极层与下电极层之间。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明的图样可调式或可设计的薄膜太阳能电池，在下电极层中具备可供调整与可设计的图样，除可藉由从透光基板射入的入射光线来维持光伏层的运作，亦可让使用者欣赏位于薄膜太阳能电池中多样化的图样，或是可将商品辨识码镶嵌于薄膜太阳能电池的下电极层中，从而可达到外型美观、商业宣传、品牌打造或防窃等目的。另外，亦可以增加温度导向光学层，使其依据目前的温度而调整红外光波段的太阳光通过薄膜太阳能电池的透光度，藉以控制建筑物的采光与温室的温度等，从而可降低空调设备的使用率，藉以减少电费的花费。

另外，本发明除了可应用于建筑物的窗户或屋顶上藉以强化美观、商业行销之外，亦可应用于需要较多绿光或蓝绿混光的农业或花卉产业当中。换言之，本发明的智能型薄膜太阳能电池在产业利用上可提供极为巨大的贡献。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一实施例的图样可调式或可设计的薄膜太阳能电池的剖视示意图。

图2是本发明另一实施例的图样可调式或可设计的薄膜太阳能电池的剖视示意图。

10、20：薄膜太阳能电池        100、150：透光基板

110：上电极层                 120：光伏层

123：N型半导体层           125：P型半导体层

130：下电极层              135：导电层

140：薄膜图样层            L：入射光线

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的图样可调式或可设计的薄膜太阳能电池其具体实施方式、步骤、结构、特征及其功效详细说明。

请参阅图1所示，是本发明一实施例的图样可调式或可设计的薄膜太阳能电池10的剖视示意图。本发明一实施例的薄膜太阳能电池10包括透光基板100、上电极层110、光伏层120、下电极层130与透光基板150。

上述的透光基板100的材料例如是采用玻璃基板，其中入射光线L可由此透光基板100进入薄膜太阳能电池10，如图1所示。上述的上电极层110配置于透光基板100上，其中本实施例所指的上电极层110为靠近入射光线L方向的电极层，且上电极层110为透光电极，其材料可以采用透光导电氧化物。上述的透光导电氧化物可以是铟锡氧化物(indium tin oxide，ITO)、氧化铝锌(Al doped ZnO，AZO)、铟锌氧化物(indium zinc oxide，IZO)或其他透光导电材料。

请继续参考图1，上述的光伏层120配置于上电极层110上。在本实施例中，薄膜太阳能电池10的光伏层120若为单接面(single junction)的形态时，光伏层120可包括N型半导体层123与P型半导体层125，其中N型半导体层123与P型半导体层125可依序配置于上电极层110与下电极层140之间。详细而言，N型半导体层123的材料可采用非晶硅或微晶硅，而N型半导体层123中所掺杂的材料例如是选自元素周期表中VA族元素的群组，可为氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)或铋(Bi)等元素。另外，P型半导体层125的材料例如为非晶硅或微晶硅，而P型半导体层125中所掺杂的材料例如是选自元素周期表中IIIA族元素的群组，可为硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)或铊(Tl)等元素。

上述仅为举例说明，本发明不限于此。在其他可能的实施例中，薄膜太阳能电池10的光伏层120也可采用双接面(double junction)或三接面(triple junction)的光伏结构。换言之，本实施例的薄膜太阳能电池10可以是非晶硅薄膜太阳能电池、微晶硅薄膜太阳能电池、堆叠式(tandem)薄膜太阳能电池或三层式(triple)硅薄膜太阳能电池。值得一提的是，在图1中的光伏层120亦可包括有一高温非晶硅本质层(intrinsic layer)，其中高温非晶硅本质层(未绘示)可配置于N型半导体层123与P型半导体层125之间，以增强此薄膜太阳能电池10的光电转换效率，如图1所示。

请继续参考图1，下电极层130配置于光伏层120上，并且下电极层130具有可供设计者调整或可供设计的图样。此处所指的图样在本实施例中可为图形商标、图形标示或公司名称，但在其他实施例中亦可将视觉美观显示的花纹、图式、商品辨识码等设计于其上，藉以达成美观、行销与防窃等目的，因此本发明不应以此为限。以下将提出两种使下电极层130具有图样的实施方式，其中一种实施方式是配置一薄膜图样层140于一导电层与透光基板150之间，而形成如图1所绘示的下电极层130；另一种的实施方式则是可利用具有多种颜色的金属来组成如图2所绘示的下电极层130，以使下电极层130具有电极导电的功能外，同时亦具有多样化的图样。在此须注意的是，上述发明实施例仅为多种实施方式的举例，本发明不应以下电极层130如何具有图样的方式而受到限制。

在薄膜太阳能电池10中，下电极层130可包括有上述的导电层135与薄膜图样层140。下电极层130可依据设计者所提供的图样将薄膜图样层140分为多个颜色区域，并将相同颜色区域的薄膜图样层涂布上同样的颜色金属，藉以依据设计者所需的图样作调整与设计。本实施例所述具有颜色的金属可以是镍、银、金或铝等具有颜色的金属元素，从而可使薄膜颜色层140得以产生金色、银色、葡萄色或茶色等颜色，以组合成使用者所需的图样。此外，导电层135在本实施例中位于光伏层120与薄膜图样层140之间，以使下电极层130具有电极的功能。在本实施例中，导电层135可以是透光导电层，以使从透光基板100望向薄膜太阳能电池10的观赏者、或是从透光基板150望向薄膜太阳能电池10的观赏者都能够看见薄膜图样层140上的图样，藉以达成美观与行销等目的。在其他实施例中，导电层135亦可以是不透光导电层，当观赏者从透光基板100望向薄膜太阳能电池10时便无法看见薄膜图样层140上的图样，仅能从透光基板150望向薄膜太阳能电池10时才能看见，藉此可把图样资讯(例如商品辨识码)设置于薄膜太阳能电池10的下电极层130中，使其在遭窃时易于辨明物品归属，从而达到防窃的功能。

请继续参照图1，基板150用以保护与黏合薄膜太阳能电池10。在本实施例中，基板150可为一透光基板，而在其他实施例中亦可为反射基板，但以能显示下电极层130所具有的图样为主，基板150并非本发明实施例的重点，不应以此为限。

在此提出另一实施例，请参照图2。图2为本发明另一实施例的图样可调式或可设计的薄膜太阳能电池20的剖视示意图。本实施例与上述实施例相似，因此相同动作方式与说明不再赘述。其不同之处在于薄膜太阳能电池20的下电极层130本身并不具备薄膜图样层140，而可直接依据使用者或设计者所需的图样而将下电极层130分为多个颜色区域，并将相同颜色区域的下电极层130涂布同样的颜色金属，藉以形成图样，并且使下电极层130同样具有导电电极的功用。

此外，本实施例的薄膜太阳能电池20还包括温度导向光学层160，其配置于光伏层120与下电极层130之间，其可使通过此薄膜太阳能电池20的红外光透光度随着目前温度T而自动变更。举例来说，当温度过高时，通过薄膜太阳能电池20的红外光的透光度便会降低，藉以增加阻挡红外光通过薄膜太阳能电池20的比例。如此一来，若温室的建材采用本实施例的薄膜太阳能电池20时，便可在外部环境为高温时而避免温室内的温度过高。相反地，当外部环境的温度较低时，通过薄膜太阳能电池20的红外光的比例将会提升，如此可让较多的入射光线L的红外光得以穿透，如此一来，若温室的建材采用本实施例的薄膜太阳能电池20时，便可使温室内部的环境温度较容易提升。在本实施例中，温度导向光学层160的材料可为二氧化钒，或者可为氧元素与钒元素的化合物。

值得一提的是，在一实施例中，上述薄膜太阳能电池10亦可配置有上述的温度导向光学层(未绘示)而同样具有薄膜太阳能电池20所提及的优点，在此便不再赘述。

综上所述，本发明的实施例在下电极层中具备可供调整与可设计的图样，除可藉由从透光基板射入的光线以维持光伏层的运作，亦可让使用者欣赏位于薄膜太阳能电池中多样化的图样，或是可将商品辨识码镶嵌于薄膜太阳能电池的下电极层中，从而可达到外型美观、商业宣传、品牌打造或防窃等目的。另外，在实施例中亦可以增加温度导向光学层，使其依据目前的温度而调整红外光波段的太阳光通过薄膜太阳能电池的透光度，藉以控制建筑物的采光与温室的温度等，从而可降低空调设备的使用率，藉以减少电费的花费。

另外，本发明的实施例除了可应用于建筑物的窗户或屋顶上藉以强化美观、商业行销之外，亦可应用于需要较多绿光或蓝绿混光的农业或花卉产业当中。换言之，本发明的实施例的智能型薄膜太阳能电池在产业利用上可提供极为巨大的贡献。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然并非用以限定本发明实施的范围，依据本发明的权利要求书及说明内容所作的简单的等效变化与修饰，仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种图样可调式或可设计的薄膜太阳能电池，其特征在于包括：

一透光基板；

一上电极层，配置于该透光基板上，其中该上电极层为一透光电极；

一光伏层，配置于该上电极层上；以及

一下电极层，配置于该光伏层上，其中该下电极层具有可调式或可设计的一图样。

2.如权利要求1所述的图样可调式或可设计的薄膜太阳能电池，其特征在于其中所述的下电极层还包括一导电层与一薄膜图样层，且该薄膜图样层具有可调或可设计的该图样。

3.如权利要求2所述的图样可调式或可设计的薄膜太阳能电池，其特征在于其中所述的导电层位于该光伏层与该薄膜图样层之间。

4.如权利要求2所述的图样可调式或可设计的薄膜太阳能电池，其特征在于其中所述的导电层为透光导电层。

5.如权利要求2所述的图样可调式或可设计的薄膜太阳能电池，其特征在于其中所述的薄膜图样层依据该图样分为多个颜色区域，并且将同一颜色的该些颜色区域的薄膜图样层涂布一颜色金属。

6.如权利要求1所述的图样可调式或可设计的薄膜太阳能电池，其特征在于其中所述的下电极层依据该图样分为多个颜色区域，并且将同一颜色的该些颜色区域的下电极层涂布一颜色金属。

7.如权利要求1所述的图样可调式或可设计的薄膜太阳能电池，其特征在于其中所述的图样为一图形商标、一图形标示或一公司名称。

8.如权利要求1所述的图样可调式或可设计的薄膜太阳能电池，其特征在于其还包括：

一温度导向光学层，配置于该光伏层与该下电极层之间，该温度导向光学层对一红外光的透光度随一温度而变，其中当该温度导向光学层的该温度提升至一特定范围时，该温度导向光学层对该红外光的透光度会降低。

9.如权利要求8所述的图样可调式或可设计的薄膜太阳能电池，其特征在于其中所述的温度导向光学层的材料为二氧化钒。

10.如权利要求1所述的图样可调式或可设计的薄膜太阳能电池，其特征在于其中所述的光伏层包括一N型半导体层与一P型半导体层，依序配置于该上电极层与该下电极层之间。

Images