TWI405931B - 多功能太陽能照明看板 - Google Patents

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TWI405931B TW099114327A TW99114327A TWI405931B TW I405931 B TWI405931 B TW I405931B TW 099114327 A TW099114327 A TW 099114327A TW 99114327 A TW99114327 A TW 99114327A TW I405931 B TWI405931 B TW I405931B
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Description

多功能太陽能照明看板
本發明係有關於一種多功能太陽能照明看板，特別是有關於一種使太陽光經由一基板導入太陽能晶片而供電於光源且光源發出的光也是經由該基板導出而產生照明效果的多功能太陽能照明看板。
習知的太陽能看板，如第1圖所示，在看板本體5的上方設置一太陽能板7，在日間，太陽光照射太陽能板7而產生電力，此電力蓄積之後，在晚間供給至看板本體5上的光源9而產生照明的效果。但是在此種構造中，太陽能板7必須與看板本體5分別設置，因而會影響看板本體的美觀，並使看板的整體設計產生限制。
有鑑於此，本發明的目的在於提供一種多功能太陽能照明看板，其太陽能晶片(構成太陽能板的單元)係沿著看板的邊緣設置，太陽光經由看板本身導入太陽能晶片中產生電力，而照明用的光源也是沿著看板的邊緣設置，而光源發出的光也是導入看板，照射至看板上的圖案或文字而產生照明的效果。如此，太陽能晶片係緊貼於看板設置，而照明用的光源也是緊貼看板設置，可以得到較佳的外觀。
本發明的多功能太陽能照明看板的較佳實施例包括一基板、至少一太陽能晶片以及至少一光源。太陽能晶片係設於基板的側面，太陽光進入基板，經由基板傳遞後收集於太陽能晶片中，光源係設於基板的側面，並連接於太陽能晶片，由太陽能晶片提供電力，使光源發光，從光源發出的光線，進入基板，並在基板傳遞後導出基板。
在上述較佳實施例中，光源可為一發光二極體。
在上述較佳實施例中，基板包括至少一光擴散層以及至少一導光層，導光層係鄰接於光擴散層；進入基板的太陽光由光擴散層進行擴散，而擴散後的太陽光係由光擴散層與導光層的介面反射而收集於太陽能晶片中，而部分的太陽光進入導光層，並由導光層的介面做反射，而反射後的太陽光由太陽能晶片收集；光源發出的光線進入基板後，通過導光層與擴散層而導出基板。
在上述較佳實施例中，該光擴散層的霧度為5～99Haze。
在上述較佳實施例中，導光層的材質為壓克力、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚氨酯、聚醯亞胺、矽利光樹脂或玻璃。
在上述較佳實施例中，光擴散層的材質為壓克力、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚氨酯、聚醯亞胺或矽利光樹脂。
在上述較佳實施例中，光擴散層包括光散射粒子。
在上述較佳實施例中，光擴散層包括雙折射率混合材料。
在上述較佳實施例中，光擴散層為光學複合結構。
上述較佳實施例更包括一蓄電裝置，連接太陽能晶片與光源，太陽能晶片所產生的電力係儲存於蓄電裝置中，並由蓄電裝置供給電力至該光源。
在上述較佳實施例中，基板具有一第一面以及一第二面，第一面係相對於第二面，太陽光從第一面進入基板，光源的光線從第一面導出基板。
上述較佳實施例更包括一圖案層，設於基板中、設於第一面或設於第二面，來自光源的光線照射至圖案層後，導出至基板外。
在上述較佳實施例中，基板的側面係相鄰於第一面及第二面。
在上述較佳實施例中，基板的側面係垂直於第一面及第二面。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖示，作詳細說明如下。
第2a、2b圖與第3a、3b圖為本發明的多功能太陽能照明看板的實施例的示意圖。在第2a～3b圖中，本發明的多功能太陽能照明看板具有一基板100，基板100具有多層結構，其詳細構造會在後面的段落中做說明。
在第2a、2b圖中，在基板100的三個相鄰側面上設置太陽能晶片70，這三個太陽能晶片70串聯，並連接於一蓄電裝置90，在基板100的另一側面上設置一光源80，此光源在本實施例中為發光二極體模組。
當基板100做為看板或標示物而設置於戶外空間時，在日間，太陽光由基板100的正面進入基板100，然後藉由基板100的多層結構在其中傳遞，並由側面的太陽能晶片70收集後產生的電力而蓄積於蓄電裝置90中。光源80係連接於蓄電裝置90，在晚間由蓄電裝置90供給電力至光源80而發光，光源80發出的光先進入基板100，照射至設於基板100的圖案或文字(未圖示)，然後從基板100的正面導出基板100，藉此產生照明的效果。
第3a、3b圖的實施例是在基板100的四個側面設置太陽能晶片70，然後將光源80(發光二極體)結合於太陽能晶片70，並將太陽能晶片70串聯於一蓄電裝置90。太陽光由基板100的正面進入基板100，然後藉由基板100的多層結構在其中傳遞，並由側面的太陽能晶片70收集後產生的電力而蓄積於蓄電裝置90中。光源80係結合於太陽能晶片70上，該光源80可設置太陽能晶片70上有一排，或二排，如果蓄電裝置90電力不夠，或基板100面積不大，亮度夠，則僅需一排光源80，並藉由蓄電裝置90供電而發光，光源80發出的光進入基板100，照射至設於基板100的圖案或文字(未圖示)，然後導出基板100，藉此產生照明的效果。
第4圖為第2b圖中沿著A-A線的剖視圖。如第4圖所示，多功能太陽能照明看板包括一基板100、設於基板100側面的太陽能晶片70以及設於基板100的另一側面的光源80，基板100包括一第一面101(正面)以及一第二面102，第一面101與第二面102是相對設置的，太陽光從第一面101進入基板，同樣地光源80發出的光線也從第一面101導出基板100。設置太陽能晶片70以及光源80的基板100的側面與第一面101及第二面102垂直。
在本實施例中，一圖案層50設於第二面102上，在圖案層50上可以形成所希望展示的文字或圖案。從光源80發出的光照射至圖案層50後，再反射而導出基板100而產生照明的效果。雖然在本實施例中，圖案層50是設於第二面102，但圖案層50的位置並不限於此，也可以設於第一面101或設於基板100內部，但是在圖案層50設於第一面101或設於基板100內部的情況下，圖案層50中的圖案或文字部分不可完全覆蓋入光面(第一面101)，以便使太陽光可以進入基板100，而收集至太陽能晶片70中。
以下說明基板100的詳細構造，如第4圖所示，基板100包括光擴散層10以及導光層20、30、40。太陽光L進入光擴散層10。第5圖表示光擴散層10更詳細的構造。為了便於說明，其他導光層20、30、40係省略。光散射粒子12分佈於光擴散層10中。當太陽光L進入光擴散層10時，太陽光由光散射粒子12散射。散射後的光由光擴散層10的介面反射，並由太陽能晶片70收集。該等散射粒子12最好是透光的，但具有與光擴散層10不同折射率的材質。
部分的太陽光L穿透光擴散層10並進入導光層20，如第6圖所示，為了便於說明，其他導光層30、40係省略。由於光擴散層10的折射率與導光層20、30、40不同，當太陽光從光擴散層10進入導光層20時，太陽光產生折射，而折射後的太陽光由導光層20的介面反射，而收集於太陽能晶片70中。
導光層20、30、40係由壓克力、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚氨酯、聚醯亞胺、矽利光樹脂或玻璃製成。光擴散層10係由壓克力、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚氨酯、聚醯亞胺或矽利光樹脂製成。
一般而言，基板100具有四個側邊。太陽能晶片70可設置於基板100的一、二或三個側邊。當太陽能晶片70設置於基板100的二或三個側邊時，光源80可形成於其他未設置太陽能晶片70的側邊。
太陽能晶片可為III-V族太陽能晶片、單晶矽太陽能晶片、多晶矽太陽能晶片與CIGS太陽能晶片。
藉由上述的多功能太陽能照明看板的構造，可以應用至多個應用領域。
以基板100的霧度為基準，本發明的多功能太陽能照明看板的應用如表1所示。
基板的霧度愈高，表示光擴散的效果愈好，因此可適用於地面的警示裝置，霧度愈低表示基板的透明度佳，可以做為低照度的平面光源或無背光平面顯示器。
以下以彩色照片表示本發明的多功能太陽能照明看板的應用例，彩色照片以附件形式表示。
附件1a、1b表示本發明的多功能太陽能照明看板的應用例一，其應用於一看板。附件1a表示光源未點亮的狀態，附件1b表示光源點亮的狀態。其構造是基板是以霧度31Haze，長445mm，寬235mm，厚度3mm的壓克力擴散板與厚度5mm的白玻璃板兩片膠合，並在基板的四周設置16片太陽能晶片與8顆功率為0.1W的白光LED，經實際量測後發現發電瓦數為1.14W。要注意的是，在此應用例中，圖案層(文字與圖案)是形成於基板的第一面上(即，太陽光的入光面與光源光線的出光面)，與第4圖的實施例不同。
附件2a、2b表示本發明的多功能太陽能照明看板的應用例二，其應用於一交通號誌。附件2a表示光源未點亮的狀態，附件2b表示光源點亮的狀態。其構造是基板是以霧度41Haze，長95mm，寬95mm，厚度3mm的PC擴散板與厚度5mm的白玻璃板兩片膠合，並在基板的四周設置8片太陽能晶片與4顆功率為0.05W的(閃爍式)紅光LED，經實際量測後發現發電瓦數為0.16W。
附件3a、3b表示本發明的多功能太陽能照明看板的應用例三，其應用於一電子書顯示裝置。附件3a表示光源未點亮的狀態，附件3b表示光源點亮的狀態。其構造是基板是以霧度14Haze，長155mm，寬85mm，厚度3mm的PC擴散板與厚度5mm的白玻璃板兩片膠合，並在基板的四周設置8片太陽能晶片與8顆功率為0.05W的白光LED，經實際量測後發現發電瓦數為0.04W。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
5．．．看板本體
7．．．太陽能板
9．．．光源
10．．．光擴散層
12．．．光散射粒子
20、30、40．．．導光層
50．．．圖案層
70．．．太陽能晶片
80．．．光源
90．．．蓄電裝置
100．．．基板
101．．．第一面
102．．．第二面
L．．．太陽光
第1圖為習知的太陽能看板的示意圖。
第2a、2b圖為本發明的多功能太陽能照明看板的一實施例的示意圖，其中第2a圖為分解圖，第2b圖為組合圖。
第3a、3b圖為本發明的多功能太陽能照明看板的另一實施例的示意圖，其中第3a圖為分解圖，第3b圖為組合圖。
第4圖為沿著第2b圖的A-A線的剖視圖。
第5圖為本發明的多功能太陽能照明看板的基板的光擴散層的示意圖。
第6圖表示太陽光由光擴散層及導光層導引至太陽能晶片。
附件1a、1b表示本發明的多功能太陽能照明看板的應用例一，其應用於一看板。附件1a表示光源未點亮的狀態，附件1b表示光源點亮的狀態。
附件2a、2b表示本發明的多功能太陽能照明看板的應用例二，其應用於一交通號誌。附件2a表示光源未點亮的狀態，附件2b表示光源點亮的狀態。
附件3a、3b表示本發明的多功能太陽能照明看板的應用例三，其應用於一電子書顯示裝置。附件3a表示光源未點亮的狀態，附件3b表示光源點亮的狀態。
70．．．太陽能晶片
80．．．光源
90．．．蓄電裝置
100．．．基板

Claims (27)

  1. 一種多功能太陽能照明看板，包括：一基板，包括至少一光擴散層以及複數個導光層，且該等導光層係鄰接於該光擴散層；至少一太陽能晶片，設於該基板的側面，太陽光進入該基板，經由該基板傳遞後收集於該太陽能晶片中並經由該太陽能晶片轉換而產生電力；以及至少一光源，設於該基板的側面，並由該太陽能晶片提供電力，使該光源發光，由該光源發出的光線，進入該基板，並在該基板傳遞後導出該基板，其中進入該基板的太陽光由該光擴散層進行擴散，而擴散後的太陽光係由該光擴散層與該導光層的介面反射而收集於該太陽能晶片中，而部分的太陽光進入該等導光層，並由該等導光層的介面做反射，反射後的太陽光由該太陽能晶片收集，其中該光源發出的光線進入該基板後，通過該等導光層與該擴散層而導出該基板。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之多功能太陽能照明看板，其中該光源為發光二極體。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之多功能太陽能照明看板，其中該光擴散層的霧度為5~99 Haze。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之多功能太陽能照明看板，其中該導光層的材質為壓克力、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚氨酯、聚醯亞胺、矽利光樹脂或玻璃。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之多功能太陽能照明看 板，其中該光擴散層的材質為壓克力、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚氨酯、聚醯亞胺或矽利光樹脂。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之多功能太陽能照明看板，其中該光擴散層包括光散射粒子。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之多功能太陽能照明看板，其中該光擴散層包括雙折射率混合材料。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之多功能太陽能照明看板，其中該光擴散層為光學複合結構。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之多功能太陽能照明看板，其更包括一蓄電裝置，連接於該太陽能晶片與該光源，該太陽能晶片所產生的電力係儲存於該蓄電裝置中，並由該蓄電裝置供給電力至該光源。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之多功能太陽能照明看板，其中該蓄電裝置為一蓄電池。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之多功能太陽能照明看板，其中該基板具有一第一面以及一第二面，該第一面係與該第二面相對設置，太陽光從該第一面進入該基板，該光源的光線從該第一面導出該基板。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之多功能太陽能照明看板，其更包括一圖案層，設於該基板中、設於該第一面或設於該第二面，來自該光源的光線照射至該圖案層後由該基板導出。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之多功能太陽能照明看板，其中該基板的該側面係相鄰於該第一面及該第二面。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之多功能太陽能照明 看板，其中該基板的該側面係垂直於該第一面及該第二面。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之多功能太陽能照明看板，其中該多功能太陽能照明看板係做為路標或廣告看板。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之多功能太陽能照明看板，其中該多功能太陽能照明看板係做為地面警示裝置。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之多功能太陽能照明看板，其中該多功能太陽能照明看板係做為低照度平面光源。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之多功能太陽能照明看板，其中該多功能太陽能照明看板係做為無背光模組顯示器。
  19. 如申請專利範圍第1項所述之多功能太陽能照明看板，其中太陽能晶片設置於基板之四周。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之多功能太陽能照明看板，其中至少在太陽能晶片上設置至少一光源。
  21. 一種多功能太陽能照明看板，包括：一基板；至少一太陽能晶片，設於該基板的側面，太陽光進入該基板，經由該基板傳遞後收集於該太陽能晶片中並經由該太陽能晶片轉換而產生電力；以及至少一光源，設於該基板的側面，並由該太陽能晶片提供電力，使該光源發光，由該光源發出的光線，進入該基板，並在該基板傳遞後導出該基板，其中該基板具有一第一面以及一第二面，該第一面係與該第二面相對設置，太陽光從該第一面進入該基板，該光源的光線從該第一面導出該基板。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之多功能太陽能照明看板，其中該光源為發光二極體。
  23. 如申請專利範圍第21項所述之多功能太陽能照明看板，其更包括一蓄電裝置，連接於該太陽能晶片與該光源，該太陽能晶片所產生的電力係儲存於該蓄電裝置中，並由該蓄電裝置供給電力至該光源。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之多功能太陽能照明看板，其中該蓄電裝置為一蓄電池。
  25. 如申請專利範圍第21項所述之多功能太陽能照明看板，其更包括一圖案層，設於該基板中、設於該第一面或設於該第二面，來自該光源的光線照射至該圖案層後由該基板導出。
  26. 如申請專利範圍第21項所述之多功能太陽能照明看板，其中該基板的該側面係相鄰於該第一面及該第二面。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之多功能太陽能照明看板，其中該基板的該側面係垂直於該第一面及該第二面。
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