TWI599059B - 弧彎透光組件、其用途及其製作方法 - Google Patents

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Description

弧彎透光組件、其用途及其製作方法
本發明係有關於一種弧彎透光組件，尤其係有關於一種具有不均勻厚度之基板的弧彎透光組件、其用途及其製作方法。
玻璃一般而言是透明、脆性、不透氣、並具一定硬度的物料，且因其透明的特性，已經廣泛用作為人們生活中各個領域的透光材料。其中膠合玻璃係利用高溫高壓製成，且在兩片玻璃間夾入強韌而富熱可塑性的黏合材料，不易在受衝擊力下被貫穿，且破損後其玻璃片不易飛散，因此膠合玻璃比其他種類玻璃具較高之耐震性、防盜性、防爆性與防彈性，此外兩片玻璃間所夾入之物件(如黏合材料的種類)，亦可增添膠合玻璃的功能性，如呈色、隔音、抗紅外線與抗紫外線等。
太陽能發電已儼然成為再生能源的一大趨勢，隨著科技的發展，越來越多產業都發展出太陽能的相關產品。其中，薄膜太陽能電池具有如外形美觀，溫度係數低以 及弱光效應好等優點，可以沈積在大面積襯底(如玻璃)上，收集取之不盡用之不竭的太陽能，因此其已經成為光伏領域的重要技術。進一步來說，薄膜太陽能電池與玻璃的結合更是開展了大量應用，例如建築一體化光伏系統(Building integrated photovoltaic,BIPV)，使建築智慧化，逐步實現城市永續發展的目標。又或者，應用於車用太陽能(天窗)玻璃，其更是順應節能減排、低碳環保社會發展趨勢的一種新產品。
不過，前述應用在製作上往往會有良率問題無法克服。舉例來說，當將玻璃用作為車用天窗時，其外形大多為曲面設計，現行方法之一係將薄膜太陽能電池先沉積在超薄的玻璃上，再通過層壓實現與車用天窗的結合，厚度在1毫米以下的超薄玻璃具有可彎曲性，因此在壓合的過程中使超薄玻璃貼合到車用天窗的玻璃曲面。然而，此方法僅適用於彎曲程度不高的車用天窗，當天窗的尺寸越來越大，特別是穹頂型天窗，使得天窗玻璃的彎曲程度大大增加，仍然採用上述方法將超薄玻璃與天窗玻璃貼合會導致薄玻璃邊緣受到很大的應力而破裂，或者導致天窗的中央部分玻璃與玻璃結合不充分，引起氣泡或者空鼓。
此外，現行方法亦見有將薄膜太陽能電池直接形成於曲面玻璃上，其雖可避免前述超薄玻璃與天窗玻璃貼合時所發生之破片情形，但因現有機台多為平面玻璃所設計，如需將薄膜太陽能電池直接形成於曲面玻璃上，勢必得增加修改機台之成本，不利於後續之推廣應用。
有鑒於此，業界亟欲發展出一種透光組件，其可於不增加生產成本之前提下減少壓合時破片的發生，提升製程良率。
本發明之一態樣之一實施方式係在於提供一種弧彎透光組件，其包含第一基板以及一第二基板。第一基板兩側分別具有一第一厚度與一第二厚度，且第一基板具有一第一弧面及與其相對設置之一第二弧面。其中前述第一弧面之一第一弧頂至前述第二弧面之一第二弧頂為一第三厚度，且第三厚度大於第一厚度或第二厚度。第二基板弧彎且鄰設於第一基板之第二弧面。
藉此，本發明可減少透光組件於壓合過程中發生破片的情況，進而提升良率。
依據前述實施方式之弧彎透光組件，其中前述第二弧面之兩側邊係位於一平面上，而第一弧面之第一弧頂至平面具有一法線距離，且當第三厚度為A與法線距離為B時，滿足下列條件：0公分≦B-A≦5公分。
依據前述實施方式之弧彎透光組件，其中前述第一厚度與第二厚度中至少一者可小於或等於10毫米。
依據前述實施方式之弧彎透光組件，其中前述第一基板與前述第二基板可分別採玻璃或聚合物製成。
依據前述實施方式之弧彎透光組件，其更包含一黏合材料，用以使前述第二基板緊密黏合至前述第一基板 之第二弧面。具體地，前述黏合材料可選擇自乙烯醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇縮丁醛、乙烯辛烯共聚物、或聚氟乙烯。
依據前述實施方式之弧彎透光組件，其中前述弧彎透光組件於可見光區域的穿透率係大於10%。再者，前述弧彎透光組件於波長550奈米的穿透率係大於10%。
本發明之一態樣之另一實施方式在於提供一種用於車輛頂部的弧彎透光組件，其包含一第一基板、一第二基板以及一光電轉換模組。第一基板兩側分別具有一第一厚度與一第二厚度，且第一基板具有一第一弧面及與其相對設置之一第二弧面。其中前述第一弧面之一第一弧頂至前述第二弧面之一第二弧頂為一第三厚度，且第三厚度大於第一厚度或第二厚度。第二基板弧彎而具有一第三弧面與一第四弧面，其中第三弧面朝向第一基板之第二弧面。光電轉換模組則位於第一基板之第二弧面與第二基板之第三弧面間。
依據前述實施方式之用於車輛頂部的弧彎透光組件，其中前述第二弧面之兩側邊係位於一平面上，而第一弧面之第一弧頂至前述平面具有一法線距離，且當第三厚度為A與法線距離為B時，滿足下列條件：0公分≦B-A≦5公分。
依據前述實施方式之用於車輛頂部的弧彎透光組件，其中第一厚度與第二厚度中至少一者可小於或等於10毫米。
依據前述實施方式之用於車輛頂部的弧彎透光組件，其中前述第一基板與前述第二基板可分別採玻璃或聚 合物製成。
依據前述實施方式之用於車輛頂部的弧彎透光組件，其中前述光電轉換模組包含複數個太陽能電池，且前述太陽能電池係設置於第一基板之第二弧面或第二基板之第三弧面上。
依據前述實施方式之用於車輛頂部的弧彎透光組件，其中前述光電轉換模組包含一第三基板以及複數個太陽能電池。第三基板位於第一基板與第二基板之間。而前述太陽能電池可選擇地設置於第三基板朝向第一基板之一側或朝向第二基板之另一側。
依據前述實施方式之用於車輛頂部的弧彎透光組件，其中前述光電轉換模組可包含非晶矽太陽能電池、微晶矽太陽能電池、碲化鎘太陽能電池、硒化銅銦太陽能電池、硒化銅銦鎵太陽能電池、有機太陽能電池與染料敏化太陽能電池中至少一者。
依據前述實施方式之用於車輛頂部的弧彎透光組件，其中前述弧彎透光組件於可見光區域的穿透率係大於10%。再者，前述弧彎透光組件於波長550奈米的穿透率係大於10%。
本發明之另一態樣之一實施方式在於提供一種前述弧彎透光組件的用途，前述弧彎透光組件係安裝為一車窗或安裝於一建築物表面。
本發明之再一態樣之一實施方式在於提供一種弧彎透光組件的製作方法，其包含製造一第一基板、製造一 第二基板以及進行一壓合步驟。在製造第一基板的步驟中，第一基板兩側分別具有一第一厚度與一第二厚度，且第一基板具有一第一弧面及與其相對設置之一第二弧面。其中第一弧面之一第一弧頂至第二弧面之一第二弧頂為一第三厚度，且第三厚度大於第一厚度或第二厚度。在製造第二基板的步驟中，前述第二基板弧彎且鄰設於第一基板之第二弧面。而進行壓合步驟係用以加壓結合第一基板與第二基板。
依據前述實施方式之弧彎透光組件的製作方法，其中前述第二弧面之兩側邊係位於一平面上，而第一弧面之第一弧頂至前述平面具有一法線距離，且當第三厚度為A與法線距離為B時，滿足下列條件：0公分≦B-A≦5公分。
依據前述實施方式之弧彎透光組件的製作方法，其中前述製造第一基板的步驟係藉由加工一板材或藉由結合複數個板材來完成。
上述發明內容旨在提供本揭示內容的簡化摘要，以使閱讀者對本揭示內容具備基本的理解。此發明內容並非本揭示內容的完整概述，且其用意並非在指出本發明實施例的重要/關鍵元件或界定本發明的範圍。
1、1a‧‧‧弧彎透光組件
100、100a‧‧‧第一基板
102、102a‧‧‧第一弧面
104、104a‧‧‧第二弧面
200、200a‧‧‧第二基板
202a‧‧‧第三弧面
204a‧‧‧第四弧面
300‧‧‧黏合材料
400a‧‧‧光電轉換模組
402a‧‧‧第三基板
404a‧‧‧太陽能電池
D1、D1a‧‧‧第一厚度
D2、D2a‧‧‧第二厚度
D3、D3a‧‧‧第三厚度
F、F’‧‧‧法線距離
P、P’‧‧‧平面
S502‧‧‧步驟
S504‧‧‧步驟
S506‧‧‧步驟
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖係繪示本發明第一實施方式之弧彎透光組件的橫截面示意圖； 第2圖係繪示第1圖之第一基板的橫截面示意圖；第3圖係繪示本發明第二實施方式之弧彎透光組件的橫截面示意圖；第4A圖係繪示第3圖中光電轉換模組之一實施例的橫截面示意圖；第4B圖係繪示第3圖中光電轉換模組之另一實施例的橫截面示意圖；第4C圖係繪示第3圖中光電轉換模組之再一實施例的橫截面示意圖；第4D圖係繪示第3圖中光電轉換模組之又一實施例的橫截面示意圖；以及第5圖係繪示本發明之弧彎透光組件的製作方法流程圖。
下述將更詳細討論本發明各實施方式。然而，此實施方式可為各種發明概念的應用，可被具體實行在各種不同的特定範圍內。特定的實施方式是僅以說明為目的，且不受限於揭露的範圍。
本發明旨在於提供一種弧彎透光組件，其至少包含一第一基板與一第二基板，且第一基板為一厚度不均勻之基板。藉此，本發明可減少透光組件於壓合過程中發生破片的情況，進而提升良率。具體地，第一基板可採玻璃或聚合物製成，但本發明並不以此為限。
請參考第1圖與第2圖，第1圖係繪示本發明第一實施方式之弧彎透光組件1的橫截面示意圖，而第2圖係繪示第1圖之第一基板100的橫截面示意圖。如第1圖所示，前述弧彎透光組件1包含第一基板100與第二基板200。第一基板100兩側分別具有一第一厚度D1與一第二厚度D2，且第一基板100具有第一弧面102及與其相對設置之第二弧面104。其中第一弧面102具有一第一弧頂，第二弧面104具有一第二弧頂，而第一弧頂至第二弧頂為第三厚度D3。
具體來說，請參考第2圖，第一基板100為一厚度不均勻之玻璃基板，且其更具體地為中間厚兩側薄的玻璃基板，即第三厚度D3大於第一厚度D1或第二厚度D2。此外，第一厚度D1與第二厚度D2可為相等或不相等，本發明並不欲以此為限。舉例來說，第一厚度D1與第二厚度D2中至少一者可小於或等於10毫米(mm)。
再者，第一基板100之第二弧面104的兩側邊可位於一平面P上，且第一弧面102之第一弧頂至平面P具有一法線距離F。此時，若第三厚度D3為A，法線距離F為B，其滿足下列條件：0公分≦B-A≦5公分。
請繼續參考第1圖，第二基板200係弧彎且鄰設於第一基板100之第二弧面104。此外，第二基板200可採玻璃或聚合物製成，本發明並不以此為限。
接著，第一基板100與第二基板200間可藉由一黏合材料300緊密結合，且黏合材料300可選擇自乙烯醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene vinyl acetate，EVA)、聚乙烯醇 縮丁醛(Polyvinyl butyral，PVB)、乙烯辛烯共聚物(Polyolefin elastomer，POE)、聚氟乙烯(Polyvinyl fluoride，PVF)或其混合物。
簡而言之，在本發明中可利用厚度不均勻之第一基板100搭配厚度均勻之第二基板200，而後續可藉由壓合步驟使第一基板100與第二基板200結合並彎曲，進而使得第一基板100具有前述之第一弧面102與第二弧面104，且其第一厚度D1、第二厚度D2、第三厚度D3以及法線距離F等需符合前述條件，至於弧彎透光組件1之製作方法將進一步介紹如後文，在此暫不贅述。藉此，當將弧彎透光組件1用作為車用天窗時，其係以第一基板100為外層基板，且其第一弧面102的弧度仍可滿足外觀需要。同時，前述配置可有效減少壓合步驟中發生破片的情形，進而提升製程良率。
請參考第3圖，第3圖係繪示本發明第二實施方式之弧彎透光組件1a的橫截面示意圖。如第3圖所示，弧彎透光組件1a可包含第一基板100a、第二基板200a以及位於第一基板100a與第二基板200a之間的光電轉換模組400a。第一基板100a兩側分別具有第一厚度D1a與第二厚度D2a，且第一基板100a具有第一弧面102a及與其相對設置之第二弧面104a。其中第一弧面102a具有第一弧頂，第二弧面104a具有第二弧頂，而第一弧頂至第二弧頂為第三厚度D3a。
與第一實施方式相同的是，前述第三厚度D3a 大於第一厚度D1a或第二厚度D2a，亦即第二實施方式之第一基板100a亦為中間厚兩側薄之玻璃基板。而第一厚度D1a與第二厚度D2a可為但不限於相等。再者，第一基板100a之第二弧面104a的兩側邊也可位於一平面P’上，且第一弧面102a之第一弧頂至平面P’具有一法線距離F’。此時，若第三厚度D3a為A，法線距離F’為B，其同樣滿足下列條件：0公分≦B-A≦5公分。
在第二實施方式，第二基板亦為弧彎而具有一第三弧面202a與第四弧面204a，其中第三弧面202a朝向第一基板100a之第二弧面104a。至於第二基板200a之厚度及其材質已詳述如第一實施方式，在此不再贅述。
與第一實施方式不同的是，第二實施方式中所提供之弧彎透光組件1a包含一光電轉換模組400a，其係位於第一基板100a之第二弧面104a與第二基板200a之第三弧面202a間。據此，本發明之弧彎透光組件可應用於車輛頂部之天窗或周圍之車窗，亦可安裝於一建築物表面，實現建築一體化光伏系統之目標。
進一步來說，請參考第4A圖至第4D圖，第4A圖係繪示第3圖中光電轉換模組400a之一實施例的橫截面示意圖，第4B圖係繪示第3圖中光電轉換模組400a之另一實施例的橫截面示意圖，第4C圖係繪示第3圖中光電轉換模組400a之再一實施例的橫截面示意圖，以及第4D圖係繪示第3圖中光電轉換模組400a之又一實施例的橫截面示意圖。首先，如第4A圖所示，光電轉換模組400a為一太陽能 模組，其包含一第三基板402a以及複數個太陽能電池404a。第三基板402a位於第一基板100a與第二基板200a之間，而前述太陽能電池404a設置於第三基板402a朝向第一基板100a之一側。
雖未圖示，前述太陽能電池404a的製作方法可以先將一電極層形成於第三基板402a上。接著，形成一吸收層於前述電極上後，再以另一電極層形成於吸收層上。後續更可視不同需求而有其他材料與方法以作出太陽能電池404a之完整結構，本發明旨在以第一基材與第二基材間之配合來提升產品之良率，亦即光電轉換模組400a的製作方式並非本發明之重點，且本發明並不欲以前述任一實施例為限，故細節在此不再贅述。此外，前述太陽能電池404a依照其吸收層所使用之太陽光電(Photovoltaic，PV)材料可為非晶矽、微晶矽、碲化鎘(CdTe)、硒化銅銦(CuInSe2，CIS)、硒化銅銦鎵(Copper Indium Gallium Diselenide，CIGS)、有機太陽能電池(Organic Photovoltaic，OPV)、染料敏化太陽能電池(Dye Sensitized Solar Cell，DSSC)或其組合。
如第4B圖所示，在另一實施例中，光電轉換模組400a雖亦為太陽能模組，但其太陽能電池404a可設置於第三基板402a之另一側，即第三基板402a朝向第二基板200a之另一側。
接著，請參考第4C圖，在再一實施例中，光電轉換模組400a為一太陽能膜，且其係設置於第一基板100a 之第二弧面104a上。具體來說，在此實施例中，光電轉換模組400a直接將複數個太陽能電池404a製作於第一基板100a的內側上(即壓合後之第二弧面)，再與第二基板200a進行後續壓合步驟即可製得弧彎透光組件1a。而在第4D圖之又一實施例中，複數個太陽能電池404a係製作於第二基板200a之外側(即壓合後之第三弧面202a)，其他部分則與前一實施例相同，在此不再贅述。
最後，本發明進一步配合圖示說明前述弧彎透光組件的製作方法。請參考第5圖，第5圖係繪示本發明之弧彎透光組件的製作方法流程圖，其包含步驟S502、步驟S504以及步驟S506。
步驟S502：製作第一基板。如前文所述，第一基板可為一厚度不均勻之玻璃基板或聚合物基板，其製作方式可為利用模具加工一板材直接做成厚度不均勻之基板，亦可由複數個板材經由加工或貼合而成，本發明並不欲以此為限。至於其厚度已如前文所述，在此不再贅述。
步驟S504：製造第二基板。第二基板可以為玻璃基板或聚合物基板，且其為厚度均勻之基板，其製作方法則視其材質可定。舉例來說，若第二基板為聚合物基板，如塑膠基板，則其可由射出成型而製成。
步驟S506：進行一壓合步驟。接著，雖未圖示，但可於第一基板或第二基板上形成有前述黏合材料、前述光電轉換模組等，再將第一基板與第二基板經由層壓方式結合並可進一步依需求製作出不同弧度之弧彎透光組件。具體 地，前述弧彎透光組件於可見光區域的穿透率係大於10%，且其於波長550奈米的穿透率係大於10%。
綜上所述，本發明提供一種弧彎透光組件，其係由一厚度不均勻之第一基板配合一厚度均勻之第二基板而組成，可減少一般透光組件於壓合過程中發生破片的情況，進而提升良率。再者，本發明之弧彎透光組件可包含光電轉換模組而可應用於車輛頂部之天窗或周圍之車窗或可安裝於一建築物表面，且不需要額外更改生產設備，有助於降低成本與提升應用上之廣泛性。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，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，當可作各種之更動與潤飾，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。
1‧‧‧弧彎透光組件
100‧‧‧第一基板
102‧‧‧第一弧面
104‧‧‧第二弧面
200‧‧‧第二基板
300‧‧‧黏合材料
D1‧‧‧第一厚度
D2‧‧‧第二厚度
D3‧‧‧第三厚度

Claims (18)

  1. 一種弧彎透光組件，其包含：一第一基板，其兩側分別具有一第一厚度與一第二厚度，且該第一基板具有一第一弧面及與其相對設置之一第二弧面，其中該第一弧面之一第一弧頂至該第二弧面之一第二弧頂為一第三厚度，而該第三厚度大於該第一厚度或該第二厚度；以及一第二基板，其弧彎且鄰設於該第一基板之該第二弧面；其中該第二弧面之兩側邊係位於一平面上，而該第一弧面之該第一弧頂至該平面具有一法線距離，且當該第三厚度為A與該法線距離為B時，滿足下列條件：0公分≦B-A≦5公分。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之弧彎透光組件，其中該第一厚度與該第二厚度中至少一者係小於或等於10毫米。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之弧彎透光組件，其中該第一基板與該第二基板係分別採玻璃或聚合物製成。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之弧彎透光組件，更包含： 一黏合材料，用以使該第二基板緊密黏合至該第一基板之該第二弧面。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之弧彎透光組件，其中該黏合材料可選擇自乙烯醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇縮丁醛、乙烯辛烯共聚物、或聚氟乙烯。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之弧彎透光組件，其中該弧彎透光組件於可見光區域的穿透率係大於10%。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之弧彎透光組件，其中該弧彎透光組件於波長550奈米的穿透率係大於10%。
  8. 一種用於車輛頂部的弧彎透光組件，其包含：一第一基板，其兩側分別具有一第一厚度與一第二厚度，且該第一基板具有一第一弧面及與其相對設置之一第二弧面，其中該第一弧面之一第一弧頂至該第二弧面之一第二弧頂為一第三厚度，而該第三厚度大於該第一厚度或該第二厚度；一第二基板，其弧彎而具有一第三弧面與一第四弧面，其中該第三弧面朝向該第一基板之該第二弧面；以及 一光電轉換模組，位於該第一基板之該第二弧面與該第二基板之該第三弧面間；其中該第二弧面之兩側邊係位於一平面上，而該第一弧面之該第一弧頂至該平面具有一法線距離，且當該第三厚度為A與該法線距離為B時，滿足下列條件：0公分≦B-A≦5公分。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之用於車輛頂部的弧彎透光組件，其中該第一厚度與該第二厚度中至少一者係小於或等於10毫米。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之弧彎透光組件，其中該第一基板與該第二基板係分別採玻璃或聚合物製成。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之用於車輛頂部的弧彎透光組件，其中該光電轉換模組包含複數個太陽能電池，且該些太陽能電池係設置於該第一基板之該第二弧面或該第二基板之該第三弧面上。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之用於車輛頂部的弧彎透光組件，其中該光電轉換模組包含：一第三基板，其位於該第一基板與該第二基板之間；以及 複數個太陽能電池，可選擇地設置於該第三基板朝向該第一基板之一側或朝向該第二基板之另一側。
  13. 如申請專利範圍第8項所述之用於車輛頂部的弧彎透光組件，其中該光電轉換模組包含非晶矽太陽能電池、微晶矽太陽能電池、碲化鎘太陽能電池、硒化銅銦太陽能電池、硒化銅銦鎵太陽能電池、有機太陽能電池與染料敏化太陽能電池中至少一者。
  14. 如申請專利範圍第8項所述之用於車輛頂部的弧彎透光組件，其中該弧彎透光組件於可見光區域的穿透率係大於10%。
  15. 如申請專利範圍第8項所述之用於車輛頂部的弧彎透光組件，其中該弧彎透光組件於波長550奈米的穿透率係大於10%。
  16. 一種如申請專利範圍第1項所述之弧彎透光組件的用途，該弧彎透光組件係安裝為一車窗或係安裝於一建築物表面。
  17. 一種如申請專利案為第1項所述之弧彎透光組件的製作方法，包含：製造該第一基板； 製造該第二基板；以及進行一壓合步驟，用以加壓結合該第一基板與該第二基板。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之弧彎透光組件的製作方法，其中該製造該第一基板的步驟係藉由加工一板材或藉由結合複數個該板材來完成。
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