CN203745759U - 太阳能光学模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供太阳能光学模块，包括具有光穿透性的透明结构，接收外在光源并产生电场的穿透式太阳能电池，设置于所述透明结构和穿透式太阳能电池之间的光调机构。其中，所述光调机构通过电场改变其内部结构来调节穿透其自身的光穿透量。该太阳能光学模块通过光调机构的调节光穿透量，使得该光学模块既可以保护使用者隐私，也可以具有良好的透视性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种新型能源领域，具体涉及太阳能光学模块。
背景技术
现如今，越来越多的企业开始追求环保，环保意识也逐渐开始进入人们的思想。现代社会，环保与太阳能新能源领域密不可分，太阳能电池的运用越来越受到重视，尤其将太阳能电池与建材或玻璃做整合应用的太阳能光学模块(building-integrated photovoltaic，简称BIPV)更是符合目前节能潮流的需要。
太阳能光学模块利用光电转换原理，将不同薄膜沉积于基板上，这些薄膜大致上依序为前电极层(front electrode layer)，光吸收层(photovoltaic layer)与背电极层(back electrode layer)，所述光吸收层的材质决定所述太阳能光学模块的透光率和对光热的反射作用。
目前一般现有的太阳能光学模块，有透光型太阳能光学模块(see throughBIPV)及不透光型太阳能光学模块(opaque BIPV)两种类型，此两种实际应用在建材上各有缺点。透光型太阳能光学模块透视效果强，相对而言缺乏保护使用者隐私的作用，仅能减轻对光热能的部分绝缘反射作用。而不透光型太阳能光学模块则牺牲了玻璃的穿透特性，与传统玻璃相比透视效果较低，故不能做为观景用途。
上述两种太阳能光学模块无法同时满足既保护使用者稳私、又具有较好的透视与调节日照等效果，从而降低了太阳能光学模块的实用性，因此太阳能光学模块亟待加以改良。
发明内容
本实用新型提供太阳能光学模块，以解决现有太阳能光学模块上述的问题。
本实用新型提供太阳能光学模块，包括具有光穿透性的透明结构，接收外在光源并产生电场的穿透式太阳能电池，设置于所述透明结构和穿透式太阳能电池之间的光调机构。其中，所述光调机构通过电场改变其内部结构来调节穿透其自身的光穿透量。
优选地，所述光调机构包含至少一个电控光开关层；所述电控光开关层具有复数个可控制排列方式的微粒。
优选地，所述电控开关层是聚合物分散液晶层。
可选地，所述聚合物分散液晶层包含液晶分子和/或染料分子。
优选地，所述穿透式太阳能电池为所述光调机构提供电场。
可选地，还包括电场控制装置，所述电场控制装置控制所述穿透式太阳能电池为所述光调机构提供电场。
可选地，所述电场控制装置上具有调控按钮，该调控按钮将所述光调机构的光穿透量调整为固定值。
优选地，所述电场控制装置包括储能装置，所述储能装置储存穿透式太阳能电池的电能，并在所述穿透式太阳能电池提供的电场不足以改变光调机构的内部结构时，向所述光调机构提供电场。
可选地，所述光调机构为分子液晶膜和玻璃结合。
可选地，所述光调机构上设置至少一个信号感应开关，该信号感应开关为所述穿透式太阳能电池为该光调机构提供的电场的开关。
可选地，所述信号感应开关包括人工开关、声控开关、光控开关、温控开关、遥控开关或者远程网络控制开关的一种或者多种。
可选地，所述透明结构为玻璃。
可选地，所述穿透式太阳能电池设置有镀膜材料层；所述镀膜材料层为非晶硅、非晶硅与微晶硅、碲化镉、铜铟镓硒或有机敏料中的一种，或者为多种上述物质的组合。
与现有技术相比，本实用新型其中一个方面具有以下优点：本实用新型提供一种太阳能光学模块，包括：具有光穿透性的透明结构；接收外在光源并产生电场的穿透式太阳能电池；设置于透明结构和穿透式太阳能电池之间的光调机构，其中，所述光调机构通过电场改变其内部结构来调节穿透其自身结构的光穿透量。该太阳能光学模块通过光调机构的调节光穿透量，使得该光学模块既可以保护使用者隐私，也可以具有良好的透视性。
本实用另一方面还新型提供一种太阳能光学模块的优选方案，该太阳能光学模块还包括控制所述穿透式太阳能电池为所述光调机构提供电场的电场控制装置，该电场控制装置可以控制作用于该光调机构的电场。根据照明需求，通过电场控制装置上设定的调控按钮调控光穿透量，使该太阳能光学模块可以根据外界光源强度不同调节不同的透光率，达到节约环保的功效。
附图说明
图1是本实用新型太阳能光学模块的结构示意图；
图2是本实用新型太阳能光学模块另一种结构示意图。
其中，10、外在光源，11、透明结构，12、光调机构，13、穿透式太阳能电池，28、电控制装置、121、聚合物分散液晶层，122、微粒。
具体实施方式
本实用新型提供太阳能光学模块，该太阳能光学模块可以根据需要调节其自身的光穿透量，具有极强的实用性。该光学模块可以应用在建材上，作为观景用可提高其光穿透量，达到较好的透视效果，作为住宅建材用可降低其光穿透量，进而降低透视效果，保护使用者的隐私。
以下对太阳能光学模块的结构进行详细的描述。
图1是太阳能光学模块的结构示意图。如图1所示，该太阳能光学模块包括透明结构11、太阳能电池和光调机构12。该光调机构12设置与所述透明结构11与太阳能电池之间。
所述透明结构11具有光穿透性。该透明结构11可以为具有光穿透性的玻璃材质。
所述太阳能电池为穿透式太阳能电池13，该穿透式太阳能电池13用于接收外在光源10并产生一个与之相对应的电场。与普通太阳能电池不同的是该穿透式太阳能电池13的基板和导电层均为透光材质的，光透过该穿透式太阳能电池13可以延伸至所述透明结构11。
上述穿透式太阳能电池13为裸露在空气中，容易受到空气的腐蚀，所以在穿透式太阳能电池13的外表面增加镀膜材料层，该镀膜材料层并无特殊限制，可以为非晶硅、非晶硅与微晶硅、碲化镉、铜铟镓硒或有机敏料中的一种，或者为其中的两种组合，或者为上述物质的多种组合。所述镀膜材料层具有较强的抗腐蚀性，且膜层均匀，附着力强，有助于增加穿透式太阳能电池13的使用寿命。
所述光调机构12设置与所述透明结构11和穿透式太阳能电池13之间，该光调机构12通过穿透式太阳能电池13产生的电场改变其自身内部的结构，从而穿过其自身的光穿透量。
该光调机构12的材质可以为采用分子液晶膜和玻璃结合。该液晶分子膜包括至少一个电控开关层，该电控开关层包含有复数个可控制排列方式的微粒122，该微粒122在电场的作用可以具有不同的排列方式。所述电控开关层根据作用于其自身的电场的大小调节其自身光穿透量，该电控开关层可以为聚合物分散液晶层(Polymer Dispersed Liquid Crystal，PDLC)121。
具体地，在聚合物分散液晶层121体系中，相列相液晶以微米尺寸的液滴均匀分散在固态有机聚合物基体内，在不加电压下，每一个小液滴的光轴呈择优取向，而所有液晶微粒的光轴呈无序取向状态。由于液晶是强的光学和介电各向异性的材料，其有效折射率与基体的折射率不匹配，且相差较大，入射光线可被强烈散射而呈不透明或半透明乳白态。施加外电场时，相列液晶分子光轴方向统一沿电场方向，液晶微粒的寻常折射率与基体的折射率达到了一定程度的匹配，光线可透过基体而呈透明或半透明态。除去外电场，液晶微粒在基体弹性能的作用下又恢复到最初的散射状态，因此，聚合物分散液晶膜在电场的作用下具有电控光开关特性。
所述穿透式太阳能电池13可以为所述微粒122的排列提供电场。根据该穿透式太阳能电池13提供电场的大小调节微粒122的排列方式，进而可遮蔽或者容许适当的外在光源10穿透该光调机构12，使穿过该太阳能光学模块的光穿透量具有可调性。
在所述光调机构12上还可以设置至少一个信号感应开关，该信号感应开关是所述穿透式太阳能电池13提供给光调机构12的电场的开关。具体地，所述信号感应开关包括人工开关、声控开关、光控开关、温控开关、遥控开关或者远程网络控制开关的一种或者两种的组合，或者多种的组合。所述信号感应开关控制该光调机构12在通电时所述太阳能光学模块为透明状，在断电时所述太阳能光学模块为白膜雾状，并可当投影机背景使用。
需要说明的是，所述聚合物分散液晶层121包含液晶分子，还可以包含染料分子，增加染料分子可以使该光调机构12具有多种色彩效果，所述太阳能光学模块可以用作屏幕或者展示设备等用途。
所述太阳能光学模块的具体应用可以举例示之。当外在光源10明亮时，所述穿透式太阳能电池13接收外在光源10的光，并将其转换为与之对应的电场，所述光调机构12的聚合物分散液晶层121接收该电场，并根据电场的强度大小调整微粒122的排列方式，屏蔽部分的光线并让适量光线穿透至室内，使使用者不至于感到刺眼和不适；反之，若外在光源10不足时，所述聚合物分散液晶层121可以根据电场重新调整微粒122的排列方式，让大量光线穿透至室内，降低开启室内照明设备的需要以达到节能的功效。因此所述太阳能光学模块不但有具有传统玻璃的特点，也可以作为建材的装潢观景用，同时可调节室温和室内亮度，节省不必要能源浪费，并兼具类似自动窗帘可透明、半透明和不透明的效果。
为了使该太阳能光学模块更具可控性，本实用新型提供该太阳能光学模块的一个优选方案。通过增加特殊模块增加该太阳能光学模块光穿透量的可控性。
图2是太阳能光学模块的另一种结构示意图。如图2所示，该太阳能光学模块包括透明结构11、穿透式太阳能电池13、光调机构12和电控制装置28。
所述透明结构11具有光穿透性。该透明结构11可以为具有光穿透性的玻璃材质。
所述穿透式太阳能电池13用于接收外在光源10并产生一个与之相对应的电场。与普通太阳能电池不同的是该穿透式太阳能电池13的基板和导电层均为透光材质的，光透过该穿透式太阳能电池13可以延伸至所述透明结构11。
上述穿透式太阳能电池13为裸露在空气中，容易受到空气的腐蚀，所以在穿透式太阳能电池13的外表面增加镀膜材料层，该镀膜材料层并无特殊限制，可以为非晶硅、非晶硅与微晶硅、碲化镉、铜铟镓硒或有机敏料中的一种，或者为其中的两种组合，或者为上述物质的多种组合。所述镀膜材料层具有较强的抗腐蚀性，且膜层均匀，附着力强，有助于增加穿透式太阳能电池13的使用寿命。
所述光调机构12设置与所述透明结构11和穿透式太阳能电池13之间，该光调机构12通过穿透式太阳能电池13产生的电场改变其自身内部的结构，从而穿过其自身的光穿透量。
该光调机构12的材质可以为采用分子液晶膜和玻璃结合。该液晶分子膜包括至少一个电控开关层，该电控开关层包含有复数个可控制排列方式的微粒122，该微粒122在电场的作用可以具有不同的排列方式。所述电控开关层根据作用于其自身的电场的大小调节其自身光穿透量，该电控开关层可以为聚合物分散液晶层(Polymer Dispersed Liquid Crystal，PDLC)121。
具体地，在聚合物分散液晶层121体系中，相列相液晶以微米尺寸的液滴均匀分散在固态有机聚合物基体内，在不加电压下，每一个小液滴的光轴呈择优取向，而所有微粒的光轴呈无序取向状态。由于液晶是强的光学和介电各向异性的材料，其有效折射率与基体的折射率不匹配，且相差较大，入射光线可被强烈散射而呈不透明或半透明乳白态。施加外电场时，相列液晶分子光轴方向统一沿电场方向，液晶微粒的寻常折射率与基体的折射率达到了一定程度的匹配，光线可透过基体而呈透明或半透明态。除去外电场，液晶微粒在基体弹性能的作用下又恢复到最初的散射状态，因此，聚合物分散液晶膜在电场的作用下具有电控光开关特性。
需要说明的是，所述聚合物分散液晶层121包含液晶分子，还可以包含染料分子，增加染料分子可以使该光调机构12具有多种色彩效果，所述太阳能光学模块可以用作屏幕或者展示设备等用途。
所述电控制装置28用以接收穿透式太阳能电池13所提供的电场，并可适当的控制电场传递至光调机构12。
具体地，所述电控制装置28可以接收所述穿透式太阳能电池13利用外在光源10产生的电场，并可控制的将部分或者全部电场作用于所述聚合物分散液晶层121，调整该聚合物分散液晶层121的微粒122的排列方式，进而可遮蔽或者容许适当的外在光源10穿透该光调机构12，使穿过该太阳能光学模块的光穿透量不但具有可调性，还具有可控制性。
为了使该太阳能光学模块具有更好的可控制性，可以增加调控按钮，该调控按钮设置于所述电场控制装置28上，该调控按钮28将所述光调机构12的光穿透量调整为固定值。具体地，该调控按钮可以适当的电场作用于所述光调机构12，使用者可以透过该调控按钮自行设定调整室内光线的明暗，达到使用者易于操作的功效，也可以预先设定特定的室内照明需求，随着外在光源10的明亮程度，自动化地调节光调机构12的光穿透量使其与室内照明相匹配，达到节能环保的最佳功效。
在所述光调机构12上还可以设置至少一个信号感应开关，该信号感应开关为所述穿透式太阳能电池13为该光调机构12提供的电场的开关。具体地，所述信号感应开关包括人工开关、声控开关、光控开关、温控开关、遥控开关或者远程网络控制开关的一种或者两种的组合，或者多种的组合。所述信号感应开关控制该光调机构12在通电时所述太阳能光学模块为透明状，在断电时所述太阳能光学模块为白膜雾状，并可当投影机背景使用。
为了更加完善所述太阳能光学模块的功能，使该太阳能光学模块当外在电源10提供的电场不足以改变光调机构12的内部结构时，还可以具有光穿透量的可调节性。
具体地，所述电场控制装置28包括储能装置，所述储能装置储存穿透式太阳能电池13的电能，并在所述穿透式太阳能电池13提供的电场不足以改变光调机构12的内部结构时，向所述光调机构12提供电场。
需要说明的是，所述储能装置可以储存穿透式太阳能电池13的电能，当穿透式太阳能电池13无法适时提供电场或者提供的电场不足时，则该储能装置储存的电能可做为备用电场，进而直接控制光调机构12。使用者可以透过电控制装置28的储能装置自行设定调整室内光线的明暗，达到使用者易于操作的功效，也可以预先设定特定的室内照明需求，随着外在光源10的明亮程度，自动化地调节光调机构12的光穿透量使其与室内照明设备相匹配，达到节能环保的功效。
以上对本实用新型提供的太阳能光学模块的实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，上述实施例的内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (13)
1.太阳能光学模块，其特征在于，包括：
具有光穿透性的透明结构；
接收外在光源并产生电场的穿透式太阳能电池；
设置于所述透明结构和穿透式太阳能电池之间的光调机构；
其中，所述光调机构通过电场改变其内部结构来调节穿透其自身的光穿透量。
2.根据权利要求1所述的太阳能光学模块，其特征在于，所述光调机构包含至少一个电控光开关层；所述电控光开关层具有复数个可控制排列方式的微粒。
3.根据权利要求2所述的太阳能光学模块，其特征在于，所述电控开关层是聚合物分散液晶层。
4.根据权利要求3所述的太阳能光学模块，其特征在于，所述聚合物分散液晶层包含液晶分子和/或染料分子。
5.根据权利要求1所述的太阳能光学模块，其特征在于，所述穿透式太阳能电池为所述光调机构提供电场。
6.根据权利要求5所述的太阳能光学模块，其特征在于，还包括电场控制装置；所述电场控制装置控制所述穿透式太阳能电池为所述光调机构提供电场。
7.根据权利要求6所述的太阳能光学模块，其特征在于，所述电场控制装置上具有调控按钮，该调控按钮将所述光调机构的光穿透量调整为固定值。
8.根据权利要求6所述的太阳能光学模块，其特征在于，所述电场控制装置包括储能装置，所述储能装置储存穿透式太阳能电池的电能，并在所述穿透式太阳能电池提供的电场不足以改变光调机构的内部结构时，向所述光调机构提供电场。
9.根据权利要求1所述的太阳能光学模块，其特征在于，所述光调机构为分子液晶膜和玻璃结合。
10.根据权利要求1所述的太阳能光学模块，其特征在于，所述光调机构上设置至少一个信号感应开关，该信号感应开关为所述穿透式太阳能电池为该光调机构提供的电场的开关。
11.根据权利要求10所述的太阳能光学模块，其特征在于，所述信号感应 开关包括人工开关、声控开关、光控开关、温控开关、遥控开关或者远程网络控制开关的一种或者多种。
12.根据权利要求1所述的太阳能光学模块，其特征在于，所述透明结构为玻璃。
13.根据权利要求1所述的太阳能光学模块，其特征在于，所述穿透式太阳能电池设置有镀膜材料层；所述镀膜材料层为非晶硅、非晶硅与微晶硅、碲化镉、铜铟镓硒或有机敏料中的一种。
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Cited By (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Effective date of registration: 20210106 Address after: 101400 Yanqi Street, Yanqi Economic Development Zone, Huairou District, Beijing Patentee after: Beijing Huihong Technology Co.,Ltd. Address before: 362000 Jiangnan high tech park, South Ring Road, Licheng District, Quanzhou City, Fujian Province Patentee before: APOLLO PRECISION (FUJIAN) Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20211104 Address after: No.31 Yanqi street, Yanqi Economic Development Zone, Huairou District, Beijing Patentee after: Dongjun new energy Co.,Ltd. Address before: 101400 Yanqi Street, Yanqi Economic Development Zone, Huairou District, Beijing Patentee before: Beijing Huihong Technology Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140730 |
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| CX01 | Expiry of patent term |