TW201310673A - 卸裝自如型之發電裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明係一種裝卸自如型之發電裝置，其課題為提供可輕鬆地變更設置位置，可有效果地使用太陽能電池而發電之裝卸自如型之發電裝置。解決手段為具備薄片狀之太陽能電池與對於設置場所的安裝對象物而言作為裝卸自如此薄膜狀太陽能電池之裝卸手段的發電裝置，其中，上述裝卸手段則由具有發現凡得瓦爾力而作為可反覆貼著之裝卸面的黏著薄膜，或開啟‧關閉連接於夾持在2個絕緣層之間的吸附電極之電源，於至少一方的絕緣層表面自如地發現靜電吸附力而形成裝卸面之靜電吸盤所成之裝卸自如型之發電裝置。
Description
本發明係有關使用太陽能電池之發電裝置，詳細係有關對於設置場所的安裝對象物可裝卸自如地安裝之發電裝置。
受到變換效率的提昇或成本的降低等，聚集注目於太陽能電池。其中，近年來，伴隨著對於清淨能源的關心，亦進行有對於個人住宅或大樓外壁，窗等設置太陽能電池，在建物的設備等使用發電之電力的情況。
例如，對於專利文獻1係記載有以於建物的玻璃窗室內側，使用透明黏著劑而貼上薄膜狀之色素增感太陽能電池，或於室內側的窗框內安裝可伸縮的伸縮棒，於此吊掛太陽能電池者，安全且簡單地設置太陽能電池於建物的玻璃窗。但，一旦以黏著劑貼上太陽能電池於玻璃窗時，要移動太陽能電池於其他的場所而設置情況係為困難。另外，即使使用伸縮棒而吊掛太陽能電池之情況，因必須選擇可安裝伸縮棒的場所之故，實際上係限制了設置場所。
另外，對於專利文獻2係記載有以於滾簾主體之窗側面上貼上薄膜狀之太陽能電池者，利用建物的窗簾而設置太陽能電池，以進入到窗戶的太陽直射日光進行發電的裝置。但在未具備滾簾的窗戶中係必須重新安裝此，無法輕鬆地設置太陽能電池。
更且對於專利文獻3係記載有在可作為拉門面的光散亂度之調整或色度變化之拉門中，經由太陽能電池進行使用於其控制之電力。但，在此亦對於拉門而言固定太陽能電池，無法輕鬆地使其設置場所移動。
〔專利文獻1〕日本特開2009-167665號公報
〔專利文獻2〕日本特開2008-42142號公報
〔專利文獻3〕日本特開2000-54749號公報
因此，本發明者們係對於可自由地選擇太陽能電池之設置場所，並且，作為自如地安裝與卸下於安裝對象物，可輕鬆地變更設置位置之發電裝置做銳意檢討的結果，由使用發現凡得瓦爾力之黏著薄膜，或發現靜電吸附力之靜電吸盤，將此任一作為裝卸手段而設置於薄膜狀之太陽能電池者，開發對於場所之安裝對象物而言成為裝卸自如之發電裝置，完成本發明。
隨之，本發明之目的係可提供可輕鬆地變更設置位置，可有效果地使用太陽能電池而發電之裝卸自如型之發電裝置。
即，本發明係具備薄膜狀之太陽能電池與對於設置場所的安裝對象物而言作為裝卸自如此薄膜狀太陽能電池之裝卸手段的發電裝置，其中，上述裝卸手段則由具有發現凡得瓦爾力而作為可反覆貼著之裝卸面的黏著薄膜，或開啟‧關閉連接於夾持在2個絕緣層之間的吸附電極之電源，於至少一方的絕緣層表面自如地發現靜電吸附力而形成裝卸面之靜電吸盤所成之裝卸自如型之發電裝置。
在此發明中，作為設置於太陽能電池之裝卸手段之一，作為呈使用具有發現凡得瓦爾力(分子間力)而作為可反覆貼著之裝卸面之黏著薄膜。此黏著薄膜係認為於表面，形成有如具有次微米等級之高縱橫比之纖維構造之細微的突起，經由非常弱的分子間力而發現黏著力。作為形成如此之黏著薄膜的材料，係例如可舉出聚矽氧樹脂，聚醯胺，苯乙烯-丁二烯橡膠，氯磺化聚乙烯橡膠，丙烯腈丁二烯橡膠，乙烯丙烯橡膠，聚氯丁二烯橡膠，丁二烯橡膠，氟素橡膠，異丁烯異戊二烯橡膠，胺酯橡膠等。
在本發明中，或作為設置於太陽能電池之裝卸手段，作為呈使用開啟‧關閉連接於夾持在2個絕緣層之間的吸附電極之電源，於至少一方的絕緣層表面自如地發現靜電吸附力而形成裝卸面之靜電吸盤。其中作為吸附電極係具有正電極及負電極之雙極型，或作為吸附電極而僅具有正(負)電極而將負(正)極側接地之單極型亦可，但可不選擇設置場所之安裝對象物之材質而任意地安裝，且從在
發現更強力之靜電吸附力上而為有利之情等，理想係利用例如正電極及負電極相互不同地排列而發現凡得瓦爾力之雙極型為佳。另外，對於靜電吸盤係呈作為可供給以及遮斷電力至吸附電極地設置開啟‧關閉用之電源開關，而可容易地切換連接於吸附電極之電源亦可。
對於形成上述靜電吸盤之絕緣層，係作為合成樹脂製或陶瓷製之情況則為一般，對應於發電裝置之設置場所，使用合成樹脂，以及使用陶瓷，或者將吸附電極作為交界而對於其方使用合成樹脂之同時，將另一方作為陶瓷亦可。例如，作為在建物內安裝於窗戶或牆壁，以及在汽車車內安裝於窗戶或頂棚等，對於在大氣環境比較安定的室內主要使用發電裝置之情況，係使用合成樹脂為佳，另外，作為在建物外安裝於牆壁或窗戶，以及安裝於汽車或電車等的屋頂或外裝等，對於在曝曬風雨之屋外主要使用發電裝置之情況，係使用陶瓷為佳，更且，作為對應於使用環境而以合成樹脂形成絕緣層之一方同時，將另一方以陶瓷形成亦可。或者，對於未根據設置場所，安裝對象物產生彎曲，以及折彎之情況，係將絕緣層，以具有聚醯亞胺，PET(聚對苯二甲酸乙二酯)，PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)等之可撓性的樹脂薄片而形成最佳。
將如此靜電吸盤作為裝卸手段之情況，其厚度係經由發電裝置之設置場所等而加以適宜選擇之構成，但從處理或耐久性的觀點，理想係亦含有吸附電極之靜電吸盤的厚度為0.02mm以上0.2mm以下為佳，更理想為形成為0.05
mm以上0.1mm以下之薄片狀或薄板狀之構成為佳。
另外，將靜電吸盤作為裝卸手段之情況，作為呈於發電裝置具備升壓電路，將以太陽能電池發電之電力的一部分進行升壓，供給至靜電吸盤之吸附電極而發現靜電吸附力亦可。此時，為了作為呈對於夜間或雨天等之太陽能電池的發電機能降低之間亦可持續設置發電裝置，作為呈具備將以太陽能電池所發電之電力進行蓄電之電池或大容量電容等之蓄電手段為佳。
對於在本發明所使用之薄膜狀的太陽能電池，係如為可將光能量變換為電性能量而發電之構成，並無特別加以限制，而可使用公知的構成。其中，從方便於形成為薄膜狀而亦可彎曲來使用等之觀點，除了色素增感型之太陽能電池或非晶質矽薄膜太陽能電池之外，於發電層具有將銅(Cu)，銦(In)，鎵(Ga)及硒(Se)作為原料之化合物半導體之CIGS薄膜太陽能電池等為最佳。
並且，例如對於在建物外安裝發電裝置於窗戶或牆壁等，以及安裝於汽車等之屋頂或外裝等在屋外利用太陽光的情況，或安裝發電裝置於建物內的牆壁而利用室內的螢光燈的光等之情況，係由呈作為於與薄膜狀太陽能電池之受光面相反側，使用黏著劑或兩面膠帶等而設置上述裝卸手段，將其裝卸面朝向建物的外壁等之安裝對象物而安裝者，可在裝卸手段之背面側(與安裝對象物之相反側)太陽能電池收光而發電。此時，陽光照射的方向改變而欲使發電裝置之設置場所移動時係由用手剝離黏著薄膜，以及
遮斷供給至靜電吸盤之吸附電極的電力，暫且將發電裝置從安裝對象物拆除，再安裝其他處者，可輕鬆地使發電裝置之設置場所移動。
另一方面，例如對於將發電裝置，安裝於建物、汽車、電車等的窗戶或棚頂等，利用從窗戶等射入的光而在室內使其發電之情況，係由呈薄膜狀太陽能電池之受光面側的外緣部而設置裝卸手段，將其裝卸面從室內側安裝於如窗戶等之透明的安裝對象物者，可從裝卸手段側(安裝對象物側)，太陽能電池受光而發電。
另外，呈作為圍繞薄膜狀太陽能電池之外周地配置裝卸手段而將裝卸面作為與太陽能電池同一平面，將保持薄片貼著於其背面側而將太陽能電池與裝卸手段作為一體，將其裝卸面從室內側安裝於如窗戶等之透明的安裝對象物，以從安裝對象物側受光的光，太陽能電池進行發電亦可。
更且，呈作為由將形成裝卸手段之黏著薄膜作為透明的材料，以及將絕緣層作為由聚醯亞胺等之透明樹脂所成之同時，將吸附電極作為如ITO或氧化鋅之透明導電膜等而以透明的材料形成靜電吸盤，將此貼合於薄膜型太陽能電池之受光面側者，將其裝卸面從室內側安裝於如窗戶等之透明的安裝對象物，以從安裝對象物側受光的光，太陽能電池進行發電亦可。
在如上述以從安裝對象物側受光的光進行發電之情況，例如亦可輕鬆地移動經由白天的時間帶而設置發電裝置
的窗戶，以及可僅在欲使用時而暫時性地安裝於窗戶，輕鬆地使其發電者。
對於以發電裝置進行發電之電力，例如呈作為將可連接於外部負荷的連接端子設置於太陽能電池，而利用於建物之設備或車內設備等亦可，而蓄電於蓄電池等其他場所使用電力亦可。
本發明之發電裝置係由將發現凡得瓦爾力而作為可反覆之貼著之黏著薄膜，或可自如地發現靜電吸附力之靜電吸盤做為裝卸手段設置於太陽能電池者，成為可對於安裝對象物的重複安裝，可輕鬆地變更以及移動設置位置。另外，可有效果且有效率地進行在必要時，僅發電必要部分等經由太陽能電池之發電。
以下，依據附加圖面同時，對於本發明之發電裝置而說明最佳的實施形態。然而，本發明係非限定於以下之內容者。
在圖1及圖2中，顯示有關本發明之第1實施形態之發電裝置1。
此第1實施形態之發電裝置1係如圖1所示，作為太陽能電池4，使用尺寸350mm×695mm×厚度1.2mm，重量480g之薄膜型之非晶質矽薄膜太陽能電池(瑞士/VHF公司製：Sunslick-7W)，對於此太陽能電池4係安裝有可與外部負荷連接之連接端子5。另外，作為裝卸手段係使用厚度100μm的聚矽氧樹脂(日本扶桑橡膠產業公司製：商品名Silius)作為黏著薄膜6，將此黏著薄膜6切割成與上述太陽能電池4略相同尺寸，以黏著劑貼合黏著薄膜6之背面與和太陽能電池之受光面4a相反側的面而作為一體。此黏著薄膜6係於表面形成細微之突起，具有經由非常弱的分子間力而發現黏著力，作為可反覆貼著之裝卸面6a。
並且，在使用有關此第1實施形態之發電裝置1時係如圖2所示，例如由將黏著薄膜6之裝卸面6a安裝於建物之外壁2者，太陽能電池4之受光面4a則可接受太陽光而進行發電。所發電之電力係可藉由連接端子5而連接於屋外照明等之負荷而使用。另外，此發電裝置1係可由手剝離黏著薄膜6之裝卸面6a而簡單地從外壁2拆除之故，例如呈可在夜間或雨天收納起來，在隔天或晴天再進行安裝而使其發電地，輕鬆而簡單地從設置場所移動。
在圖3及圖4中，顯示有關本發明之第2實施形態之發電裝置1。
在第2實施形態中，如圖3所示，作為裝卸手段而使用靜電吸盤7，將其靜電吸盤7如以下作為，以透明的材料而形成，於與在第1實施形態使用之構成相同的薄膜型太陽能電池4之受光面4a側，使用日本VIGteQnos公司製之轉印帶(兩面黏著)而貼合，作為發電裝置1。即，與太陽能電池4略相同尺寸，準備2片厚度0.5mm之透明的PET薄膜，將一方的薄膜作為第一絕緣層8a而於其單面，藉由特定之光罩而以厚度約0.3μm蒸鍍ITO膜，以0.7mm間隔設置寬度0.7mm之正電極部9a與寬度0.7mm的負電極部9b交互梳齒狀地排列之透明的吸附電極9。並且，作為呈被覆此PET薄膜之吸附電極9，使用日本VIGteQnos公司製之轉印帶(兩面黏著)而貼合另一方之聚醯亞胺薄膜而作為第二絕緣層8b，得到靜電吸盤7。
另外，有關此之第2實施形態的發電裝置1係具備連結太陽能電池4與靜電吸盤7之電力控制器12。對於此電力控制器12係如圖4所示，含有將在太陽能電池4所發電之電力進行升壓的升壓電路10，將在太陽能電池所發電之約10V程度之電力的一部分，升壓為靜電吸盤7對於發現靜電吸附力所必要之1000V程度的電力。另外，對於電力控制器12係於太陽能電池4與升壓電路10之間設置有能量容量200mWh程度之大容量的電容器11，儲存在太陽能電池4所發電之電力，呈可暫時停止此太陽能電池4之發電能力，或者在降低時亦可供給電力至靜電吸盤7。更且，此電力控制器12係具備電源開關13，此電源開關13
係連接於上述升壓電路10，由經由此而開啟‧關閉對於靜電吸盤7之電力的供給者，呈可將靜電吸盤7之第一絕緣層8a表面作為裝卸面，發現以及遮斷靜電吸附力。
並且，在使用有關此第2實施形態的發電裝置1時係如圖3所示，將靜電吸盤7之第一絕緣層8a作為裝卸面，例如在建物的室內由安裝於射入有太陽光的窗戶3者，通過由透明之材料所形成之靜電吸盤7，太陽能電池4之受光面4a則可接受太陽光而進行發電，而所發電之電力係可藉由連接端子5而連接於各種機器而使用。另外，此發電裝置1係由關閉電源開關13者，可容易地解放發現於靜電吸盤7之裝卸面的靜電吸附力之故，可對應於太陽光照射的方向而輕鬆地變更安裝的窗戶。在如此作為裝卸手段而使用靜電吸盤，在室內進行發電上，經由經時變化而靜電吸附力降低之虞係降低之故，可長期性信賴性佳地使用發電裝置。
在圖5及圖6中，顯示有關本發明之第3實施形態之發電裝置1。
在此第3實施形態的發電裝置1係使用與在第1實施形態使用之構成相同的薄膜型太陽能電池4，於其受光面4a側之外緣部(即，位於具有非晶質矽薄膜之範圍的外側之外框部分)，使用日本VIGteQnos公司製之轉印帶(兩面黏著)而貼著靜電吸盤7。另外，對於電力控制器等，
亦作為與上述第2實施形態同樣。
此靜電吸盤7係呈在太陽能電池之受光面未阻礙受光地作為框狀之構成，如以下作為而形成。首先，準備2片厚度50μm之日本TORAYDuPont公司製Kapton(登錄商標)薄膜，將一方的薄膜作為第一絕緣層8a而藉由特定的光罩，經由印刷以厚度18μm形成碳電極於其單面，以0.7mm間隔設置寬度0.7mm之正電極部9a與寬度0.7mm的負電極部9b交互梳齒狀地排列之吸附電極9。並且，作為呈被覆此薄膜之吸附電極9，使用日本VIGteQnos公司製之轉印帶(兩面黏著)而貼合另一方之Kapton(登錄商標)薄膜而作為第二絕緣層8b，經由沖模得到框體而成之靜電吸盤7。
有關此第3實施形態之發電裝置1係與上述第2實施形態同樣地作為從室內側安裝於玻璃窗等而使用，可長期信賴性佳地使用，並且，因未有被覆太陽能電池4之受光面之構成之故，比較於第2實施形態之構成，發電效率係為優越。
在圖7中，顯示有關本發明之第4實施形態之發電裝置1。
在此第4實施形態的發電裝置1中係使用與在第1實施形態使用之構成相同的薄膜狀太陽能電池，呈圍著其外周地配置靜電吸盤7，將靜電吸盤7之第一絕緣層7a所成
之裝卸面作為與太陽能電池4之受光面同一平面。並且，於此等背面側貼著厚度0.1mm程度之兩面Kapton(登錄商標)薄片所成之保持薄片，將太陽能電池4與靜電吸盤7作為一體。在此，靜電吸盤7係可與在上述第3實施形態之靜電吸盤同樣作為而形成，另外，對於電力控制器等係與上述第2實施形態同樣作為。
關此第4實施形態之發電裝置1係與上述第3實施形態同樣，可長期信賴性佳地使用，並且從可將太陽能電池4之受光面直接安裝於如窗戶之安裝對象物之情況，對於發電效率更優越。
1‧‧‧發電裝置
2‧‧‧外壁(安裝對象物)
3‧‧‧窗戶(安裝對象物)
4‧‧‧太陽能電池
4a‧‧‧受光面
5‧‧‧連接端子
6‧‧‧黏著薄膜(裝卸手段)
7‧‧‧靜電吸盤(裝卸手段)
8‧‧‧絕緣層
8a‧‧‧第一絕緣層
8b‧‧‧第二絕緣層
9‧‧‧吸附電極
9a‧‧‧正電極部
9b‧‧‧負電極部
10‧‧‧升壓電路
11‧‧‧大容量電容器
12‧‧‧電力控制器
13‧‧‧電源開關
14‧‧‧保持薄片
圖1係為了說明本發明之第1實施形態的發電裝置之斜視說明圖。
圖2係說明將第1實施形態的發電裝置安裝於外壁而發電的樣子之剖面說明圖。
圖3係說明將本發明之第2實施形態的發電裝置從建物的內側安裝於窗戶而發電的樣子之剖面說明圖。
圖4係為了說明第2實施形態的發電裝置之模式說明圖。
圖5係為了說明本發明之第3實施形態的發電裝置之平面說明圖。
圖6係說明將第3實施形態的發電裝置從建物的內側安裝於窗戶而發電的樣子之剖面說明圖。
圖7係為了說明本發明之第4實施形態的發電裝置之剖面說明圖。
1‧‧‧發電裝置
4‧‧‧太陽能電池
4a‧‧‧受光面
5‧‧‧連接端子
6‧‧‧黏著薄膜(裝卸手段)
Claims (7)
- 一種裝卸自如型之發電裝置，係具備薄膜狀之太陽能電池與對於設置場所的安裝對象物而言作為裝卸自如此薄膜狀太陽能電池之裝卸手段的發電裝置，其特徵為上述裝卸手段係由具有發現凡得瓦爾力而作為可反覆貼著之裝卸面的黏著薄膜，或開啟‧關閉連接於夾持在2個絕緣層之間的吸附電極之電源，於至少一方的絕緣層表面自如地發現靜電吸附力而形成裝卸面之靜電吸盤所成者。
- 如申請專利範圍第1項記載之發電裝置，其中，沿著薄膜狀太陽能電池之受光面側的外緣部而設置裝卸手段，將裝卸面安裝於如窗戶之透明的安裝對象物，利用從安裝對象物側受光的光，太陽能電池則進行發電。
- 如申請專利範圍第1項記載之發電裝置，其中，呈作為圍繞薄膜狀太陽能電池之外周地配置裝卸手段而將裝卸面作為與太陽能電池同一平面，將保持薄片貼著於其背面側而將太陽能電池與裝卸手段作為一體，將其裝卸面安裝於如窗戶之透明的安裝對象物，利用從安裝對象物側受光的光，太陽能電池進行發電。
- 如申請專利範圍第1項記載之發電裝置，其中，將形成裝卸手段之黏著薄膜或靜電吸盤，以透明的材料形成而貼合於薄膜型太陽能電池之受光面側，將裝卸面安裝於如窗戶之透明的安裝對象物，利用從安裝對象物側受光的光，太陽能電池進行發電。
- 如申請專利範圍第1項記載之發電裝置，其中，於與薄膜狀太陽能電池之受光面相反側設置裝卸手段，將裝卸面安裝於安裝對象物，利用在與安裝對象物相反側受光的光，太陽能電池則進行發電。
- 如申請專利範圍第1項至第5項任一項記載之發電裝置，其中，發電裝置則更具備升壓電路，升壓在太陽能電池發電之電力的一部分而供給至靜電吸盤之吸附電極，發現靜電吸附力。
- 如申請專利範圍第1項至第6項任一項記載之發電裝置，其中，形成靜電吸盤之絕緣層則由具有可撓性之樹脂薄片所成。
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