CN113192441A - 一种太阳能自发光画面显示装置及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一体化的太阳能自发光画面显示装置及其制作方法，该装置包括画面显示本体和框体；所述的框体的内缘具有框槽，画面显示本体固定安装在框槽内；所述的画面显示本体包括透明彩色面板、透明导光层、光伏组件及光伏附件、太阳能侧光源；所述的透明彩色面板、透明导光层、光伏组件及光伏附件依次层叠设置；所述的太阳能侧光源环绕在光伏组件的周边。本发明的太阳能电池板隐藏在画面显示装置内部而又不影响太阳光照射到太阳能电池板进行发电，产生的电能用于画面显示装置的自发光。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能光伏、广告及装饰技术领域，尤其涉及一种太阳能自发光画面显示装置及其制作方法。
背景技术
太阳能是一种环保、可再生能源，符合碳达峰、碳中和发展要求，尤其是城市环境下，更适合光伏广告产业的发展。
赋予城市广告牌、标识牌、装饰艺术作品等产品光伏发电功能，不仅可以减少碳排放，还能够做到自发电、无需外接电力，减少广告投资成本，夜晚同样能够发挥广告功能，延长广告时间，不受无电力接入的限制，且能够做到可移动。
太阳能光伏电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。
太阳能光伏电池的传统结构从外往内由钢化玻璃、EVA胶膜、高转换效率的太阳能电池片、EVA胶膜和背板组成，采用铝合金边框固定。由于太阳能电池片多呈深蓝色或黑色，所以太阳能光伏电池也呈深色。
太阳能要进入城市，必须符合大众的审美需求，美观度是前提，如果不改变黑、丑、笨的本来面目，就无法在城市大批量推广。
公告号为CN206441490U的中国专利文献公开了一种全天候自发光标识牌，包括标识牌和框体，框体安装在标识牌上，标识牌包括多层结构，多层结构分别为导光板，发光板和背板，导光板的正面设有导光点，发光板设在导光板的背面，发光板的边缘安装了LED灯条，发光板的背面粘合了反射膜，背板设在发光板的背面，背板为镁铝板，框体的顶面安装具有防水功能的铝制密闭金属盒，铝制密闭金属盒的正面和顶面均安装了太阳能电池板，铝制密闭金属盒上还设有光线传感器。
该实用新型的全天候自发光标识牌，其太阳能电池板安装在框体顶部的铝制密闭金属盒的正面和顶面。太阳能电池板与标识牌分体设置，一方面增大了整个标识牌的整体体积；另一方面，太阳能电池板裸露在外，而太阳能电池板一般为黑色或蓝黑色，这影响了标识牌的整体美观度，与城市环境极不和谐。
如何将太阳能电池板隐藏在标识牌内部，做到美观而又不影响太阳光照射到太阳能电池板进行发电是目前亟需解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种太阳能自发光画面显示装置，太阳能电池板隐藏在画面显示装置内部而又不影响太阳光照射到太阳能电池板进行发电，产生的电能用于画面显示装置的自发光。
本发明的技术方案如下：
一种太阳能自发光画面显示装置，包括画面显示本体和框体；
所述的框体的内缘具有框槽，画面显示本体固定安装在框槽内；
所述的画面显示本体包括透明彩色面板、透明导光层、光伏组件及光伏附件、太阳能侧光源；
所述的透明彩色面板、透明导光层、光伏组件及光伏附件依次层叠设置；所述的太阳能侧光源环绕在光伏组件的周边。
本发明的太阳能自发光画面显示装置为一体化设置，深色的光伏组件隐藏在装置内部，而太阳光又能透过透明彩色面板、透明导光层照射到光伏组件上，不影响发电。光伏组件及光伏附件通过太阳光发电并储存电能，为画面显示装置提供照明能源。
本发明既缩小了画面显示装置的体积，又提高了画面显示装置的整体美观度。
所述的太阳能自发光画面显示装置可以是广告牌、标识牌或装饰画等。所述的太阳能自发光画面显示装置用于室外环境时，画面显示本体和框体之间需要密封、防水。
优选的，所述的透明彩色面板包括透明基材以及依次涂覆在透明基材一侧表面上的透明打底涂层、透明彩色图案层和透明白色背景涂层。
所述的透明基材为透明玻璃或透明塑料。要求耐久的产品采用光伏玻璃，需要经常更新的产品采用透明塑料。
透明打底涂层可选择现有配方，只要涂层透明度高，对玻璃及彩色涂层的附着力好即可。透明打底涂层具有高透光率，不影响发电效率。透明打底涂层有助于提高透明彩色图案层与透明基材之间的附着牢度及耐水性能等。
透明彩色图案层可以通过喷墨打印、丝网印刷、热转印、激光刻蚀等多种工艺生产。
白色背景涂层含有白色珠光粉，具有高透光率和遮盖黑底功能。
优选的，所述的透明白色背景涂层为白色珠光粉层。
优选的，以原料的重量份计，所述的白色珠光粉层包括45-65重量份光敏聚合物、30-45重量份光活性单体、1-5重量份光敏剂、1-15重量份白色珠光颜料、0-3重量份紫外光吸收剂、0-1重量份消泡剂。
白色珠光粉具有高透光并且能高效遮盖黑底的功能，因此，白色背景涂层既可以遮挡底层光伏组件的黑色，又能使太阳光透过照射到光伏组件上，即白色背景涂层使得光伏组件在几乎不影响透光率的同时呈现亮丽的视觉艺术效果。
所述光敏聚合物为耐黄变聚氨酯丙烯酸酯树脂、氟改性聚氨酯丙烯酸酯中的至少一种。如，广州五行材料科技有限公司的聚氨酯丙烯酸酯4500，官能度为6；沙多玛公司的聚氨酯丙烯酸酯CN966J75；湛新公司的聚氨酯丙烯酸酯EB270，官能度为2；长兴特殊材料(苏州)有限公司的氟改性聚氨酯丙烯酸酯61998，官能度为15；上海宝润化工有限公司的氟改性聚氨酯丙烯酸酯树脂7468，官能度为4。
所述光活性单体为异冰片丙烯酸酯、异冰片甲基丙烯酸酯、乙氧基化四氢呋喃丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧化1,6己二醇二丙烯酸酯，丙烯酰吗啉(ACMO)、甲基丙烯酸氧杂环丁烷酯、3,3,5-三甲基环己基丙烯酸酯和三环葵烷二甲醇二丙烯酸酯(EM2204)中的至少一种。
所述的光敏剂可选择常规市售光敏剂即可。优选的，所述的光敏剂为1-羟基环己基苯甲酮(184)、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(819)中的至少一种。
所述的白色珠光粉为白色合成云母、天然云母珠光粉，粒径为5-60微米，添加量为1-15％。优选的，所述的白色珠光粉为白色干涉类珠光粉，粒径为8-45微米，添加量为3-12％。
所述的透明导光层具有较高的透光率和光扩散功能，使太阳能侧光源发出的侧光均匀分布，从背面照亮透明彩色图案层。
优选的，所述的透明导光层为激光刻蚀的透明塑料板。
优选的，所述的透明导光层为通过丝网印刷在透明白色背景涂层表面的呈点状阵列的透明凸起导光图案。
优选的，所述的光伏组件为碲化镉光伏组件、CIGS光伏组件、钙钛矿光伏组件或晶硅光伏组件。
所述的光伏组件包括依次设置的光伏玻璃面板、第一透明胶膜、太阳能电池片、第二太阳能胶膜和光伏背板。光伏玻璃面板靠近透明导光层一侧。
优选的，所述的太阳能侧光源为环形LED灯带，环绕在光伏玻璃面板的周边。
LED灯带发出的光线从光伏玻璃面板侧面进入，通过透明导光层的导光作用，使其均匀分布，为透明彩色图案层提供背光。
所述的光伏附件包括储能电池、逆变器、连接电线、边框、密封胶等。白天，太阳光透过透明彩色面板、透明导光层，照射到光伏组件上，光伏组件将太阳光转化为电能存储在储能电池中。
优选的，所述的光伏附件还包括控制器和光线感应器；光线感应器用于感应环境光线；当环境光线昏暗时，光线感应器将信号传输给控制器，控制器打开太阳能侧光源；当环境光线明亮时，光线感应器将信号传输给控制器，控制器关闭太阳能侧光源。
本发明还提供了上述太阳能自发光画面显示装置的制作方法，包括：
(1)选择透明基材，在透明基材一侧表面涂布一层透明打底光油涂层，固化后得到透明打底涂层；
(2)在透明打底涂层表面印刷透明的彩色图案，固化后得到透明彩色图案层；
(3)在透明彩色图案层表面涂布白色背景涂层并进行固化、干燥；
(4)在白色背景涂层表面通过丝网印刷呈点状阵列排布的透明凸起导光图案，得到透明导光层；
经步骤(1)-(4)得到带有透明导光层的透明彩色面板；
(5)将光伏组件、光伏附件以及太阳能侧光源电连接后，与透明彩色面板叠合在一起，形成画面显示本体；将画面显示本体固定安装在框体上，形成太阳能自发光画面显示装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的太阳能自发光画面显示装置为一体化设置，深色的光伏组件隐藏在装置内部，而太阳光又能透过透明彩色面板、透明导光层照射到光伏组件上，光伏组件及光伏附件通过太阳光发电并储存电能，为画面显示装置提供照明能源。本发明既缩小了画面显示装置的体积，又提高了画面显示装置的整体美观度。
附图说明
图1为本发明太阳能自发光画面显示装置的截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
本发明的太阳能自发光画面显示装置包括画面显示本体和框体，框体的内缘具有框槽，画面显示本体安装固定在框槽内。如果太阳能自发光画面显示装置用于户外环境，画面显示本体和框体之间需要密封、防水。
如图1所示，画面显示本体包括透明彩色面板、透明导光层5、光伏组件及其附件、太阳能侧光源6。
透明彩色面板包括透明基材1、透明打底涂层2、透明彩色图案层3、透明白色背景涂层4。
透明基材1选用3.2毫米厚的光伏玻璃，在光伏玻璃一侧表面通过辊涂方式涂布一层透明光油，涂层厚度为5-15微米，形成透明打底涂层2；在透明打底涂层2表面通过喷墨打印透明的UV光固化彩色图案，形成透明彩色图案层3；在透明彩色图案层3表面通过丝网印刷或辊涂一层白色珠光粉层，形成白色背景涂层4，即生产出透明彩色面板。
白色背景涂层的设置，既可以遮挡底层光伏组件的黑色，又能使太阳光透过照射到光伏组件上，即白色背景涂层使得光伏组件在几乎不影响透光率的同时呈现亮丽的视觉艺术效果。
透明导光板5既可以是叠加在白色背景涂层4表面的一层透明的激光刻蚀导光板，也可以是通过丝网印刷在白色背景涂层4表面的呈点状阵列的凸起导光图案。
光伏组件白天吸收太阳光进行发电，并将电能储存于储能电池中，以备晚上输出电能照亮彩色面板中的彩色画面。光伏组件为碲化镉光伏组件、CIGS光伏组件、钙钛矿光伏组件或晶硅光伏组件。
光伏组件包括依次设置的光伏玻璃面板7、透明胶膜8、太阳能电池片9、太阳能胶膜8和光伏背板10。
光伏附件包括储能电池、逆变器、控制器、光线感应器、连接电线、边框、密封胶等。
太阳能侧光源6为环形LED灯带，环绕在光伏玻璃面板四周，LED灯带发出的光线从光伏玻璃面板侧面为画面显示装置提供背光照明。透明导光层中的导光颗粒具有光散射功能，使侧光均匀分布，从背面照亮广告画面，即使黑夜也能看清画面。
光伏附件中的光线感应器感应环境光线。当环境光线昏暗时，光线感应器将信号传输给控制器，控制器打开太阳能侧光源，照亮透明彩色图案层；当环境光线明亮时，光线感应器将信号传输给控制器，控制器关闭太阳能侧光源。
将上述透明彩色面板、透明导光层、LED灯带、光伏组件及附件等联结在一起，形成白天发电储能、晚上发光照明的自发光太阳能广告装饰画。
本发明的太阳能自发光画面显示装置可以是广告牌、标识牌、装饰画等。其生产工艺流程包括以下步骤：
步骤1、第一层选用一定厚度的透明基材；
步骤2、在透明基材表面满版涂布一层透明打底光油涂层，IR加热烘烤或UV光固化使透明涂层干燥；
步骤3、在透明涂层表面喷墨打印透明的彩色图案并干燥；
步骤4、在透明的彩色图案表面涂布一层白色背景涂层，IR加热烘烤或UV光固化使白色涂层干燥；
步骤5、在白色背景涂层表面丝网印刷点状阵列透明导光涂层，UV光固化，制得高透光彩色面板，并具有导光功能及遮盖电池片黑底功能。也可以用透明导光板代替导光涂层。
实例1
白色珠光背景涂层配方(原料质量百分比)：
将上述配方中除珠光粉之外的其余各组分搅拌、研磨均匀，再加入珠光粉搅拌均匀即制成白色珠光油墨，采用丝径45微米的200目丝网版在彩色图案表面印刷上述白色油墨，即得到厚度20微米白色珠光背景涂层，用450毫焦/平方厘米能量的UV光照射白色涂层，使之光固化，即制得带有白色珠光背景涂层的面板，测定透光率等理化指标，见附表1。
实例2
白色珠光背景涂层配方(原料质量百分比)：
将上述配方中除珠光粉之外的其余各组分搅拌、研磨均匀，再加入珠光粉搅拌均匀即制成白色珠光油墨，采用丝径45微米的200目丝网版在彩色图案表面印刷上述白色油墨，即得到厚度20微米白色珠光背景涂层，用450毫焦/平方厘米能量的UV光照射白色涂层，使之光固化，即制得带有白色珠光背景涂层的面板，测定透光率等理化指标，见附表1。
对比例1
白色钛白背景涂层配方(原料质量百分比)：
将上述配方中的各组分搅拌、研磨均匀，再加入珠光粉搅拌均匀即制成白色钛白油墨，采用丝径45微米的200目丝网版在彩色图案表面印刷上述白色油墨，即得到厚度20微米白色钛白背景涂层，用550毫焦/平方厘米能量的UV光照射白色涂层，使之光固化，即制得带有白色钛白背景涂层的面板，测定透光率等理化指标，见附表1。
对比例2
白色钛白/珠光混合背景涂层配方(原料质量百分比)：
将上述配方中除珠光粉之外的其余各组分搅拌、研磨均匀，再加入珠光粉搅拌均匀即制成白色钛白/珠光油墨，采用丝径45微米的200目丝网版在彩色图案表面印刷上述白色油墨，即得到厚度20微米白色钛白背景涂层，用550毫焦/平方厘米能量的UV光照射白色涂层，使之光固化，即制得带有白色钛白背景涂层的面板，测定透光率等理化指标，见表1。
表1白色背景涂层透光率
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 对比例1 | 对比例2 |
| 涂层外观 | 珠光白 | 珠光白 | 钛白色 | 钛白色 |
| 涂层厚度(微米) | 20 | 20 | 20 | 20 |
| 涂层透光率(％) | 78 | 82 | 12 | 21 |
| 遮盖黑底效果 | 优 | 优 | 最优 | 优 |
| 光电转换效率 | 高 | 高 | 很差 | 差 |
从上表1中可以看到，尽管钛白涂层遮盖电池黑底效果最佳，但透光率很低，无法让太阳光照射电池片发电，珠光白色背景涂层透光率远远大于钛白涂层，光电转换效率高。
以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能自发光画面显示装置，其特征在于，包括画面显示本体和框体；
所述的框体的内缘具有框槽，画面显示本体固定安装在框槽内；
所述的画面显示本体包括透明彩色面板、透明导光层、光伏组件及光伏附件、太阳能侧光源；
所述的透明彩色面板、透明导光层、光伏组件及光伏附件依次层叠设置；所述的太阳能侧光源环绕在光伏组件的周边。
2.根据权利要求1所述的太阳能自发光画面显示装置，其特征在于，所述的透明彩色面板包括透明基材以及依次涂覆在透明基材一侧表面上的透明打底涂层、透明彩色图案层和透明白色背景涂层。
3.根据权利要求2所述的太阳能自发光画面显示装置，其特征在于，所述的透明白色背景涂层为白色珠光粉层。
4.根据权利要求3所述的太阳能自发光画面显示装置，其特征在于，以原料的重量份计，所述的白色珠光粉层包括45-65重量份光敏聚合物、30-45重量份光活性单体、1-5重量份光敏剂、1-15重量份白色珠光颜料、0-3重量份紫外光吸收剂、0-1重量份消泡剂。
5.根据权利要求1所述的太阳能自发光画面显示装置，其特征在于，所述的透明导光层为激光刻蚀的透明塑料板；
或，所述的透明导光层为通过丝网印刷在透明白色背景涂层表面的呈点状阵列的透明凸起导光图案。
6.根据权利要求1所述的太阳能自发光画面显示装置，其特征在于，所述的光伏组件为碲化镉光伏组件、CIGS光伏组件、钙钛矿光伏组件或晶硅光伏组件。
7.根据权利要求1或6所述的太阳能自发光画面显示装置，其特征在于，所述的光伏组件包括依次设置的光伏玻璃面板、第一透明胶膜、太阳能电池片、第二太阳能胶膜和光伏背板；
光伏玻璃面板靠近透明导光层一侧。
8.根据权利要求7所述的太阳能自发光画面显示装置，其特征在于，所述的太阳能侧光源为环形LED灯带，环绕在光伏玻璃面板的周边。
9.根据权利要求1所述的太阳能自发光画面显示装置，其特征在于，所述的光伏附件包括控制器和光线感应器；光线感应器用于感应环境光线；
当环境光线昏暗时，光线感应器将信号传输给控制器，控制器打开太阳能侧光源；
当环境光线明亮时，光线感应器将信号传输给控制器，控制器关闭太阳能侧光源。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的太阳能自发光画面显示装置的制作方法，包括：
(1)选择透明基材，在透明基材一侧表面涂布一层透明打底光油涂层，固化后得到透明打底涂层；
(2)在透明打底涂层表面印刷透明的彩色图案，固化后得到透明彩色图案层；
(3)在透明彩色图案层表面涂布白色背景涂层并进行固化、干燥；
(4)在白色背景涂层表面通过丝网印刷呈点状阵列排布的透明凸起导光图案，得到透明导光层；
经步骤(1)-(4)得到带有透明导光层的透明彩色面板；
(5)将光伏组件、光伏附件以及太阳能侧光源电连接后，与透明彩色面板叠合在一起，形成画面显示本体；将画面显示本体固定安装在框体上，形成太阳能自发光画面显示装置。
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| CN202110427532.3A CN113192441A (zh) | 2021-04-21 | 2021-04-21 | 一种太阳能自发光画面显示装置及其制作方法 |
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| CN115602747A (zh) * | 2022-11-03 | 2023-01-13 | 新源劲吾（北京）科技有限公司（Cn） | 部分覆盖图案的光伏组件及其应用 |
| CN116825862A (zh) * | 2023-06-07 | 2023-09-29 | 新源劲吾(北京)科技有限公司 | 一种打印的彩色胶膜光伏板封装制作方法 |
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2021
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