TW201314938A - 太陽能應用裝置 - Google Patents
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Abstract
一種太陽能應用裝置，包括一個太陽能電池板，一個電致變色單元和一個與該電致變色單元相連的熱能收集裝置，該太陽能電池板具有一個受光上表面，該電致變色單元位於該受光上表面之上，該電致變色單元之顏色可在透明和深色之間變化，從而使太陽光入射至該受光上表面或者被該電致變色單元吸收熱量儲存於該熱能收集裝置。
Description
本發明涉及能夠儲存熱能和發電的太陽能應用裝置。
傳統技術中之太陽能系統大多利用矽晶太陽能電池來發電，如果需要同時將太陽能中的熱能收集起來則需要搭配另外的集熱裝置，然，因為其成本高且使用環境等條件限制，將熱能及光能結合使用的應用非常少，大都是將上述發電系統和集熱系統獨立分開使用。
有鑒於此，提供一種可以使太陽能板發揮集熱且集光、最大限度地使用太陽能之太陽能應用裝置實為必要。
一種太陽能應用裝置，包括一個太陽能電池板，一個電致變色單元和一個與該電致變色單元相連的熱能收集裝置，該太陽能電池板具有一個受光上表面，該電致變色單元位於該受光上表面之上，該電致變色單元之顏色可在透明和深色之間變化，從而使太陽光入射至該受光上表面或者被該電致變色單元吸收熱量儲存於該熱能收集裝置。
相對於先前技術，本發明提供之太陽能應用裝置利用電致變色單元的變色能力根據需要透光或者吸收熱能，從而達到採用一個裝置即可發電和集熱之目的。
以下將結合圖式對本發明作進一步詳細說明。
請參閱圖1，本發明實施例提供一種太陽能應用裝置10，其包括一個太陽能電池板100，一個與該太陽能電池板100相連的蓄電池400，一個電致變色單元200和一個與該電致變色單元200相連的熱能收集裝置300。該太陽能電池板100為矽基太陽能電池板或薄膜型太陽能電池板。
該太陽能電池板100具有一個受光上表面101。該電致變色單元200位於該受光上表面101之上，該電致變色單元200之顏色可在透明和深色之間變化，從而使太陽光入射至該受光上表面101或者被該電致變色單元200吸收並通過該熱能收集裝置300儲存或輸出至需要熱能的裝置。深色可以是黑色、深藍色等，主要根據電致變色單元200的具體結構和具體材料而定。
該熱能收集裝置300可以包括一個裝有傳熱介質的管體，太陽光投射在該電致變色單元200上被該電致變色單元200吸收並轉化成熱能，然後傳遞給該管體內的傳熱工質，使傳熱工質的溫度升高，作為熱能收集裝置300的有用能量儲存或輸出。熱能收集裝置300的形式不限於所述例子，還可以是其他各種例如真空管集熱裝置等。
在本實施例中，該電致變色單元200自上而下依次包括：一第一透明導電層201、一用於提供正離子之離子儲存層202、一電解質層203、一電致變色層204以及一第二透明導電層205。該熱能收集裝置300可以與該電致變色單元200中任何一層連接。
該第一、第二透明導電層201、202可以為銦錫氧化物 (Indium Tin Oxides，ITO)透明導電塑膠或者ITO透明導電玻璃，用於傳導負離子。
該離子儲存層202用於提供正離子，本實施例中，該離子儲存層202為鋰金屬層，提供鋰離子(Li+)。
電解質層203用於傳遞該離子儲存層202提供的正離子。例如提供H+、Li+、Na+等，因此，電解質層203之電解質可以選用LiClO4、LiBF4等。
該電致變色層204之材料可以選自有機電致變色材料或無機電致變色材料，例如，有機電致變色材料主要包括有機低分子化合物和有機高分子聚合物，例如聚苯胺、紫精類、吩嗪類等；無機電致變色材料可以為三氧化鎢(WO3)等一些金屬氧化物。本實施例採用WO3。
請參閱圖1和圖2，使該第一透明導電層201連至電源正極，該第二透明導電層202連至電源負極，則電子首先注入該帶電致變色層204內，隨後，由於整個電致變色單元200趨於電中性，正離子也插入WO3晶體中，從而形成有色絡合物，發生變色。
該第一、第二透明導電層201、202未加電壓時，該電致變色單元200透明，因此太陽光(圖2箭頭)可以直達該受光上表面101，太陽能電池板100正常發電。
對該電致變色單元200施加1伏特~2伏特之電壓後，該電致變色單元200逐漸變色，已經變色的區域將因為顏色較深不透光而吸收了太陽光的大部份熱能，該熱能將被傳導入該熱能儲存裝置300中。在電壓為1.2伏特左右時，該電致變色單元200完全變色後(過程約需10秒左右)，該太陽能電池板100基本停止發電。若此時將電壓方向反轉，則該電致變色單元200從深色變成無色。若電致變色單元200變成深色時，電壓大小和方向均不變，則該深色狀態可以維持大約600秒，即熱能吸收時間可達600秒。根據需要可以維持加壓過程、加壓或者零壓狀態。
由於無機電致變色材料需離子注入到晶格內部，因此注入速度慢，反應慢，變色慢，利用這一特性，可以實現在集熱和發電的兩種單一狀態的過渡中同時集熱和發電。
如果採用有機電致變色材料，則反應速度較快，過渡狀態短暫，有助於快速切換集熱和發電兩種狀態。根據需要可選擇具體的電致變色層204。
該電致變色單元200與該受光上表面101之間還可以設有一層抗反射層206用於提高光能吸收率。該電致變色單元200上亦可設置一層抗反射層206。
相對於先前技術，本發明提供之太陽能應用裝置利用電致變色單元的變色能力根據需要透光或者吸收熱能，從而達到採用一個裝置即可發電和集熱之目的。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
10．．．太陽能應用裝置
100．．．太陽能電池板
200．．．電致變色單元
300．．．熱能收集裝置
400．．．蓄電池
101．．．受光上表面
201．．．第一透明導電層
202．．．離子儲存層
203．．．電解質層
204．．．電致變色層
205．．．第二透明導電層
206．．．抗反射層
圖1係本發明實施例提供的太陽能應用裝置的結構示意圖。
圖2係圖1之太陽能應用裝置之電致變色單元從無色變為深色之變化狀態圖。
10．．．太陽能應用裝置
100．．．太陽能電池板
200．．．電致變色單元
300．．．熱能收集裝置
400．．．蓄電池
101．．．受光上表面
201．．．第一透明導電層
202．．．離子儲存層
203．．．電解質層
204．．．電致變色層
205．．．第二透明導電層
206．．．抗反射層
Claims (10)
- 一種太陽能應用裝置，包括一個太陽能電池板，該太陽能電池板具有一個受光上表面，其改良在於：該太陽能應用裝置還包括一個電致變色單元和一個與該電致變色單元相連的熱能收集裝置，該電致變色單元位於該受光上表面之上，該電致變色單元之顏色可在透明和深色之間變化，從而使太陽光入射至該受光上表面或者被該電致變色單元吸收熱量並儲存於該熱能收集裝置。
- 如申請專利範圍第1項所述之太陽能應用裝置，其中：該電致變色單元自上而下依次包括：一第一透明導電層、一用於提供正離子之離子儲存層、一電解質層、一電致變色層以及一第二透明導電層。
- 如申請專利範圍第2項所述之太陽能應用裝置，其中：該第一、第二透明導電層均為ITO透明導電玻璃。
- 如申請專利範圍第2項所述之太陽能應用裝置，其中：該離子儲存層為鋰金屬層，用於提供鋰離子。
- 如申請專利範圍第2項所述之太陽能應用裝置，其中：該電致變色層之材料為有機電致變色材料或無機電致變色材料。
- 如申請專利範圍第5項所述之太陽能應用裝置，其中：該有機電致變色材料為聚苯胺。
- 如申請專利範圍第5項所述之太陽能應用裝置，其中：該無機電致變色材料為WO3。
- 如申請專利範圍第1項所述之太陽能應用裝置，其中：對該電致變色單元施加電壓以控制該電致變色單元變色，該電壓控制在1伏特～2伏特。
- 如申請專利範圍第1項所述之太陽能應用裝置，其中：該太陽能電池板為矽基太陽能電池板或薄膜型太陽能電池板。
- 如申請專利範圍第1項所述之太陽能應用裝置，其中：該電致變色單元與該受光上表面之間還設有一層抗反射層。
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Families Citing this family (2)
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| US7973236B2 (en) * | 2008-06-06 | 2011-07-05 | Lockheed Martin Corporation | Optical shutter for improved photovoltaic array thermal performance |
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-
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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