CN2730982Y - 太阳能瓷砖 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种利用太阳光发电的瓷砖，并且它在现场可自由组合进行施工，因此具有通用性。它具备如下特征：在陶瓷工业用无机坯土的表面，涂布玻璃质涂料剂，烧结形成瓷砖的基底；具有n型硅层－i型硅层－p型硅层结构或p型硅层－i型硅层－n型硅层结构的硅层；在上述硅层的上下面设计有透明导电膜；通过上面所述的透明导电膜对在上述硅层产生的电加以利用而成为供电部件。其玻璃质涂料剂是磷·硅酸盐玻璃或硼·硅酸盐玻璃。透明导电膜是二氧化锡以及/或者二氧化铟。并且，为防止太阳光的反射，在上述透明导电膜的上面形成含有氧化钛和氧化硅的防反射保护膜。

Description

太阳能瓷砖

技术领域

本实用新型涉及通过组装能将光能转换为电能的发电电极并能利用太阳光发电的瓷砖。

技术背景

利用太阳光发电的太阳能电池在发电电极上应用单晶硅、多晶硅元件或者无定形硅元件，其成本、发电效率都能得到改善。而且，在一般家庭中，把太阳能电池设置在墙壁或房顶，由于能节约电费，所以得到了广泛普及。安装多个发电电极并使其保持板状，在专利2003-506884中，已对太阳能瓷砖组合体做了展示。这种太阳能瓷砖组合体包括，含有电接线柱1的可拆卸的外侧板，以及含有电接线柱2的内侧支持结构。电接线柱1和电接线柱2之间的电连接是通过外侧板及内侧支持结构的接合而实现的，发电电极被设置在外侧板上。可是，在施工现场象这样的太阳能瓷砖组合体，要想配合施工面的形状进行施工是很难的，而且不能成为建筑物的建材。即总的来说，普通的可利用太阳光发电的太阳能电池板虽然能够规格化，可被安装于建筑物上，但有时会影响建筑物的外观，安装的部位也受到一定的限制。

参考文献1：专利2003-506884号公报

实用新型的内容

实用新型想要解决的问题：

本实用新型是在上述问题点的基础上完成的，并且在瓷砖上设置了发电功能。而且，象太阳能电池板一样，与安装设置的瓷砖不同，在现场可自由组合进行施工，因此具有通用性。

解决问题的方法：

本实用新型太阳能瓷砖具有以下特征：在陶瓷工业用无机坯土的表面，涂布玻璃质涂料剂，烧结形成瓷砖的基底；在上述瓷砖基底的表面设计有能进行光电转换的发电电极层；在上述发电电极层的上下表面设计有透明导电膜；通过上面所述的透明导电膜，可将在上述发电电极层上产生的电流加以利用的供电部件。另外，还具有如下特征：上述发电电极层是一层具有n型硅层-i型硅层-p型硅层结构或p型硅层-i型硅层-n型硅层结构的硅层；上述玻璃质涂料剂是磷·硅酸盐玻璃或硼·硅酸盐玻璃；导电膜是二氧化锡以及/或者二氧化铟；而且，为防止太阳光的反射，在透明导电膜上形成一层含有氧化钛和氧化硅的防反射保护膜；上述供电部件是连接上述透明导电膜的导线或导电接头。

实用新型的效果

由于在瓷砖基底的表面设有把光能转化为电能的发电电极层(具有n型硅层-i型硅层-p型硅层结构或p型硅层-i型硅层-n型硅层结构的硅层)和设在发电电极层上下两面的透明导电膜，以及供电部件。因此，上述瓷砖是一种具有发电功能的瓷砖。

另外，由于玻璃质涂料剂原料采用磷·硅酸盐玻璃或硼·硅酸盐玻璃，透明导电膜采用二氧化锡以及/或者二氧化铟二者的复合体，因此通过透明导电膜，能够在发电电极上得到效率较高的电流。

防反射保护膜保护透明导电膜，而且因为能防止太阳光的反射，所以硅层能够高效率地将光能转换为电能。

具备发电功能的瓷砖，构成建筑物的建材，成为建筑物的一部分，因此变成一种不会影响建筑物外观的发电装置。

具备发电功能的瓷砖，可以制成合适的尺寸，在贴瓷砖的施工现场，可以自由地组装施工。

在阳光的曝光面施工的瓷砖，用供电部件(导电接头或导线)把各个瓷砖之间连起来，可以提供必要的电力。

附图的简要说明

图1是太阳能瓷砖截面的说明图。

图2是在建筑物的壁面上施工的太阳能瓷砖示意图。

符号说明

1 瓷砖片

2 玻璃质涂料层

3 3a、3b透明导电膜

4 n型硅层

5 i型硅层

6 p型硅层

7 7a、7b导线

8 防反射保护膜

10 太阳能瓷砖

实现实用新型的最佳实施例

在瓷砖的坯体上，涂布一层由磷·硅酸盐玻璃材料制成的玻璃质涂料剂作为基底。在其上面，是夹在两层透明导电膜(二氧化锡以及/或者二氧化铟)之间的能将光能转变为电能的发电电极层；在最上面形成一层防反射保护膜。从而得到了可获得高效电能的太阳能瓷砖。

实施例1

图1是本实用新型的太阳能瓷砖10的截面说明图。这种太阳能瓷砖10是，其基底由瓷砖片1和在其表面形成的玻璃质涂料剂层2构成。在基底的上面，第一层为透明导电膜3a，然后作为发电电极层的硅层(n型硅层4、i型硅层5、p型硅层6)，最上面一层为透明导电膜3b，并且涂布防反射保护膜8，整体厚度为4～13mm左右。这个厚度是瓷砖基底的厚度，因为在其上形成的透明导电膜(3a、3b)、硅层(4、5、6)、防反射保护膜8的各层均为厚度极薄的薄层。

瓷砖基底是在瓷砖坯体的表面涂布玻璃质涂料剂，将其在1150℃±50℃下烧结而成；瓷砖坯体是把陶瓷工业用无机坯土在高压下压制而成。陶瓷工业用坯土，是由天然出产的砂石·粘土组成的，用球磨机把坯土粉碎，再将泥浆状研磨料用喷雾干燥器进行喷雾干燥；瓷砖坯体是，把这种陶瓷工业用坯土放入模具中，在约150～300Kg/cm²的压力下压制而成。通常，制造瓷砖的时候，要在瓷砖坯体的表面喷釉(由长石、石灰、粘土、颜料的泥浆组成)再烧结而成。但是，在本实用新型中，不喷如上所述的釉，而是在瓷砖坯体的表面喷磷·硅酸盐玻璃或硼·硅酸盐玻璃，再烧结而成。

如上所述，在制成的瓷砖基底的上面，由SnO₂·In₂O₃组成的厚度为1～4μm的透明导电膜3a是用喷射法、喷雾法等形成的。而且，采用等离子体CVD装置、高频(RF)喷溅装置，能形成n、i、p型等各种类型硅层(非晶半导体层)。这种等离子体CVD装置是，能够在基底上形成硅的薄层，将高频电流连接于正负极之间能产生等离子体的装置。另外，用喷射法，喷射纳米无定形硅粒子，也能形成n、i、p型等各种类型的硅层。例如，通过气体管道提供硅烷(SiH₄)和磷化氢(PH₃)气体以等离子体形式分解，从而形成n型的硅薄层。同样的，i型硅层是，由气体管道提供的硅烷(SiH₄)所形成，p型硅层是由硅烷(SiH₄)、甲烷(CH₄)、(B₂H₆)、氢气(H₂)形成的。而且，在硅层的上面，形成由SnO₂·In₂O₃组成的厚度为1～4μm的透明导电膜3b，防反射保护膜8是在上述透明导电膜3b的上面形成的。导线7是通过在透明导电膜(3a、3b)上用电子束装置等设置电极而连接起来的。

防反射保护膜8，保护透明导电膜，而且能够防止太阳光的反射，含有9.2Vol％的氧化钛和氧化硅。顺便说一下，氧化钛是不透明粒子，但让氢氧化钛的溶胶溶液在粒径50nm以下结晶，并使其分散所形成的防反射保护膜8整体变得十分透明。这种防反射保护膜8，是用喷雾装置喷雾形成的，其喷雾液的组成是，含有9.2Vol％上述氧化钛和氧化硅，喷雾剂(2-乙基-1-己醇)40Vol％，溶剂(丁基醋酸盐或酯)20Vol％，流平剂(异丙醇)30.8Vol％。

图2表示的是在建筑物上施工太阳能瓷砖10的一部分，并通过导线7(7a或7b)与紧邻的太阳能瓷砖10相连。如图所示，在用砂浆或混凝土形成的建筑物壁面上，各贴一块瓷砖，壁面成为规定输出的太阳能发电系统的输出部件。输出的电压与被连接的太阳能瓷砖10的块数成比例，通过给充电电池充电，平时就可以获得必要的电力。太阳能瓷砖10的发电能力为，如1块瓷砖的尺寸是10cm×10cm时，约为1.3W。

连接太阳能瓷砖10的供电部件，不局限于上述的导线7，也可以是埋藏(隐藏)瓷砖之间接头的接头剂(图略)。这时，可形成具有导电性的上述接头剂，如在硅橡胶中混入10％到20％的银粉即可。据此，将导电性接头剂施工于接头的时候，就将紧邻的太阳能瓷砖10以电的形式连接起来。在建筑物的壁面进行瓷砖的施工时，预先连贴好瓷砖，制造一体化的板材，把这种板材固定在壁面。从而也可以提高施工效率。

产业上利用的可能性

可以施工太阳能瓷砖的场所是：普通的瓷砖能够施工的场所，太阳能瓷砖也可以进行施工；比较适合在建筑物的壁面上施工。但是，不局限于建筑物的壁面，房顶、路面等能够获得阳光的地方都可以进行施工。

Claims (6)

1.一种瓷砖，其特征在于：在陶瓷工业用无机坯土的表面，涂布玻璃质涂料剂，烧结形成瓷砖的基底；在上述瓷砖基底的表面设计有能进行光电转换的发电电极层；在上述发电电极层的上下表面设计有透明导电膜；通过上面所述的透明导电膜，可将在上述发电电极层上产生的电流加以利用的供电部件。

2.根据权利要求1中所述的太阳能瓷砖，其特征在于：所述的发电电极层具有n型硅层-i型硅层-p型硅层结构或p型硅层-i型硅层-n型硅层结构的硅层。

3.根据权利要求1或2中所述的太阳能瓷砖，其特征在于：所述的玻璃质涂料剂是磷·硅酸盐玻璃或硼·硅酸盐玻璃。

4.根据权利要求1至3中任意一个所述的太阳能瓷砖，其特征在于：所述的透明导电膜是二氧化锡以及/或者二氧化铟。

5.根据权利要求1至4中任意一个所述的太阳能瓷砖，其特征在于：为防止太阳光的反射，在上述透明导电膜的上面形成含有氧化钛和氧化硅的防反射保护膜。

6.根据权利要求1至5中任意一个所述的太阳能瓷砖，其特征在于：所述的供电部件是连接上述透明导电膜的导线或导电接头。

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