TWM466421U - 具有行動電源之薄膜太陽能電池 - Google Patents

Description

具有行動電源之薄膜太陽能電池

本創作係有關一種具有行動電源之薄膜太陽能電池，尤指一種薄膜太陽能電池具有薄型化、可撓式，可攜式、可充電式及可擴充性之功效。

按，地球暖化造成氣候變遷，亦使得某些地區愈來愈冷，而在冰天雪地或低溫的地區，如果沒有暖氣設備，經常發生凍死的意外。而縱使有暖氣設備，如果沒有電力或能源，也無法使用。

次按，戶外露營對於電力或能源取得較為不便，若天氣較為寒冷，則可喝熱飲或暖被而取暖，但必須維持電力或能源一段時間，才能讓熱飲或暖被的溫度提升，也是戶外露營中一種很大的困擾。

是以，任何家電用品都須要用到電能，而有時電能的取得或許並不困難，但如出門在外，或在偏遠地區，就不是那麼容易了。惟查，太陽能是取之不盡，用之不竭的能源，縱使出門在外，如果有適當的接收轉換設備，應可充分加以利用。雖然，目前也有很多利用太陽能板來吸收光能，再將光能轉換成電能供給相關設備使用。但是這些設備都過於複雜，不利於攜帶，因此尚有改善空間。

本創作之主要目的，係在提供一種具有行動電源之薄膜太 陽能電池，其薄膜太陽能電池結構輕巧攜帶方便，且隨時隨地可展開使用，將太陽的光能轉換成電能，再配合行動電源的設計，能有效且快速地輔助戶外露營、偏遠地區及寒冷地區所需的電源。

為達上述功效，本創作之結構特徵，包含：一薄膜太陽能電池，其係為可撓式，用以接收太陽能轉換成DC電源；一DC/DC直流變壓器，係電性連接該薄膜太陽能電池，用以將該薄膜太陽能電池所產生的非穩壓DC電源轉換成穩壓DC電源；以及一可充式行動電源，係電性連接該DC/DC直流變壓器，用以接收穩壓DC電源供應充電及發電所需電源。

依據前揭特徵，更包含一碳晶電熱片，其包括：一隔熱板上塗佈設有以短碳纖維(carbon fiber)或奈米碳素晶體材料及遠紅外線發射劑所構成的發熱體，且在該發熱體兩側連接有正、負電極片；以及一溫度控制器，係與該正、負電極片呈電性連接，用以控制輸至各該發熱體之電流，該溫度控制器係電性連接該可充式行動電源，該可充式行動電源之DC電源驅動該溫度控制器，使該發熱體能產生熱量，該奈米碳素晶體材料係由丙烯腈基碳纖維、奈米碳纖維、碳素晶體所構成，且該碳晶電熱片可為碳晶保溫杯墊或碳晶電熱床墊。

依據前揭特徵，該薄膜太陽能電池包括一可撓性基板；複數光電轉換體，其設於該可撓性基板之上表面，各該光電轉換體係呈行列，且其上、下表面具備一第一及二電極；一可撓式導電體，用以電性連接列端的單個光電轉換體之第一電極至鄰接單個光電轉換體之第二電極，使各該光電轉換體形成串聯型式。

依據前揭特徵，更包括一可撓性保護板，其包覆該薄膜太 陽能電池，且其上黏附一DC電源配線盒，用以將該串聯後之光電轉換體的第一及二電極配線成DC電源的輸出端點，並提供DC電源至該DC/DC直流變壓器。

依據前揭特徵，該可撓性保護板的表面設有複數個定位元件，該定位元件包括為吸盤、黏扣帶、掛勾或繩索其中任一所構成。

依據前揭特徵，該薄膜太陽能電池之面積為長度444mm X寬度84mm，其面積具有1.35W之輸出功率，能提供2.8V~8V之DC電源輸入於該DC/DC直流變壓器，該DC/DC直流變壓器轉換成3.7V之DC電源輸出至該輸出功率3.3V/1200mAh之可充式行動電源或該薄膜太陽能電池之面積為長度474mm X寬度200mm，其面積具有4.06W之輸出功率，能提供2.8V~8V之DC電源輸入於該DC/DC直流變壓器，該DC/DC直流變壓器轉換成5.5V之DC電源輸出至該輸出功率5V/2000mAh之可充式行動電源。

藉由上揭技術特徵，本創作可撓性薄膜太陽能電池具有薄型化、可攜式，並不用大型設備進行發電，使太陽能之光能輕易轉換成DC電源之電能，亦可將DC電源之電能隨時隨地穩定儲存於該可充式行動電源，能提供DC電源之電能可擴充至該碳晶電熱片，如此一來，戶外露營、寒冷地區及偏遠地區能利用DC電源之電能供應於碳晶所製造保溫杯墊或電熱床墊而產生熱能，使寒冷者能藉由熱飲或暖被來達到取暖；是以，本創作具有使用便捷且無需耗用民生能源之功效增進。

10‧‧‧行動電源之薄膜太陽能電池

11‧‧‧薄膜太陽能電池

111‧‧‧可撓性基板

112‧‧‧光電轉換體

112a‧‧‧第一電極

112b‧‧‧第二電極

113‧‧‧可撓式導電體

12‧‧‧DC/DC直流變壓器

13‧‧‧可充式行動電源

20‧‧‧碳晶電熱片

21‧‧‧隔熱板

22‧‧‧發熱體

23‧‧‧正電極片

24‧‧‧負電極片

25‧‧‧溫度控制器

30‧‧‧可撓性保護板

40‧‧‧DC電源配線盒

50‧‧‧定位元件

C‧‧‧杯體

B‧‧‧床套

T‧‧‧帳篷

圖1係本創作之示意圖。

圖1A係圖1之剖視圖。

圖2係本創作整合碳晶電熱片之示意圖。

圖3係本創作整合碳晶電熱片之電路方塊圖。

圖4係本創作薄膜太陽能電池之電路方塊圖。

圖5係本創作定位於帳篷之使用狀態圖。

圖6係本創作整合碳晶電熱片為碳晶保溫杯墊之使用狀態圖。

圖7係本創作整合碳晶電熱片為碳晶電熱床墊之使用狀態圖。

首先，請參閱圖1、圖1A、圖2及圖3所示，其本創作較佳實施例，包含：一種具有行動電源之薄膜太陽能電池10，包含：一薄膜太陽能電池11，其係為可撓式，用以接收太陽能轉換成DC電源；一DC/DC直流變壓器12係電性連接該薄膜太陽能電池11，用以將該薄膜太陽能電池11所產生的非穩壓DC電源轉換成穩壓DC電源；以及一可充式行動電源13，係電性連接該DC/DC直流變壓器12，用以接收穩壓DC電源供應充電及發電所需電源，在本實施例中，該可充式行動電源13亦為鋰鐵電池，能儲存更多DC電源之電能，且該可充式行動電源13與該DC/DC直流變壓器12可放置於同一或非同一殼體內，但不以此為限。此外，該薄膜太陽能電池11被可撓性保護板30所包覆，且其上黏附一DC電源配線盒40，並於該可撓性保護板30的表面設有複數個定位元件50。

承上，在本實施例中，該行動電源之薄膜太陽能電池10整 合一碳晶電熱片20，該碳晶電熱片20包括：一隔熱板21上塗佈設有以短碳纖維(carbon fiber)或奈米碳素晶體材料及遠紅外線發射劑所構成的發熱體22，且在該發熱體22兩側連接有正、負電極片23、24；以及一溫度控制器25，係與該正、負電極片23、24呈電性連接，用以控制輸至各該發熱體22之電流，該溫度控制器25係電性連接該可充式行動電源13，該可充式行動電源13之DC電源驅動該溫度控制器25，使該發熱體22能產生熱量，然而，該奈米碳素晶體材料係由丙烯腈基碳纖維、奈米碳纖維、碳素晶體所構成。

承上，先在此對碳素晶體進行簡單之說明；碳素在一定的條件下是一種優異的半導體材料，從理論上說無論其被切割成多小的顆粒，每一單體均應有正負電極，但實際上多數的碳素顆粒並不具備這些特點；當用特殊的工藝方法(在高溫、高壓環境中，經過球磨、軟化、提純、萃取等多道工序)由改性的碳素類材料，可提煉出純淨的大目數碳素晶體，而大量的碳素晶體在電場作用下做布朗運動(Brownian motion)，能夠相互摩擦、震盪，並產生大量的熱量，進而實現“電能→熱能”的轉換。

承上，在本實施例中，碳素晶體做晶格震動發熱，以不同長徑比的丙烯腈基碳纖維原料形成連接晶格的搭接線，加入奈米碳纖維，一方面減少靜電消散和火花的產生，同時保證了相互接觸或只分開個原子直徑距離的晶格點陣的搭接傳熱，所構成的奈米碳素晶體材料是點、線、面三維縱橫交錯網絡，載流子沿著這些網絡朝電勢低的方向移動，微觀上局部無序，宏觀上整體有序，能形成均勻的面狀發 熱面；因此，奈米碳素晶體材料電熱板表面升溫散熱均勻，其導體是三維網絡，局部無序，整體有序的不同長度短切碳纖維所形成的面狀發熱面，能產生8~10μm的遠紅外線，長期使用能起到保健強身的作用，還具有堅固安全、絕緣性能好，擊穿電壓10000V、使用壽命長，連續使用三萬小時不斷裂、不脫落、防潮、防水。

請同時參閱圖4所示之電路方塊圖，該薄膜太陽能電池11包括一可撓性基板111；複數光電轉換體112，其設於該可撓性基板111之上表面，各該光電轉換體112係呈行列，且其上、下表面具備一第一及二電極112a、112b；一可撓式導電體113，用以電性連接列端的單個光電轉換體之第一電極112a至鄰接單個光電轉換體之第二電極112b，使各該光電轉換體112形成串聯型式，並以該可撓性保護板30保護各該光電轉換體112，且利用該DC電源配線盒40用以將該串聯後之光電轉換體的第一及二電極配線112a、112b成DC電源的輸出端點，並提供DC電源至該DC/DC直流變壓器12。

請參閱圖5所示之使用狀態圖，係以該定位元件50包括為吸盤、黏扣帶、掛勾或繩索其中任一所構成，使該薄膜太陽能電池11能輕鬆定位於帳篷T擷取戶外的太陽能，但不以此為限。

請參閱圖6所示之使用狀態圖，係以該碳晶電熱片20為碳晶保溫杯墊，並依該碳晶保溫杯墊所需DC電源來設計該薄膜太陽能電池11，該薄膜太陽能電池11之面積為長度444mm X寬度84mm，其面積具有1.35W之輸出功率，能提供2.8V~8V之DC電源輸入於該DC/DC直流變壓器12，該DC/DC直流變壓器12轉換成3.7V之DC電源輸出至該輸出功率3.3V/1200mAh之可充式行動電源13，使杯體C內之熱飲能在該碳 晶保溫杯墊上保持一定的溫度，但不以此為限。

請參閱圖7所示之使用狀態圖，係以該碳晶電熱片20為碳晶電熱床墊，並依該碳晶電熱床墊所需DC電源來設計該薄膜太陽能電池11，該薄膜太陽能電池11之面積為長度474mm X寬度200mm，其面積具有4.06W之輸出功率，能提供2.8V~8V之DC電源輸入於該DC/DC直流變壓器12，該DC/DC直流變壓器12轉換成5.5V之DC電源輸出至該輸出功率5V/2000mAh之可充式行動電源13，並將該碳晶電熱床墊包覆於床套B內，使人可以躺於床套B上，感受該碳晶電熱床墊所產生之熱量，但不以此為限。

藉助上揭技術手段，本創作具有如下之功效增進需再闡明者：

(1).係以該行動電源之薄膜太陽能電池10的電路設計，使太陽能之光能穩定轉換DC電源之電能，並將DC電源之電能可穩定重複充電。

(2).係以該行動電源之薄膜太陽能電池10整合該碳晶電熱片20，使DC電源之電能可擴充至該碳晶電熱片20，提供戶外露營、偏遠地區及寒冷地區所需的DC電源之電能，使生活更加便捷。

(3).係以各該光電轉換體112可為串聯型態，並透過該碳晶電熱片20所需的DC電源之電能，進一步設計各該光電轉換體112可擴充之多寡，使太陽能之光能轉換成足夠碳晶所製造保溫杯墊或電熱床墊所需的DC電源之電能。

(4).係該薄膜太陽能電池11結構具有薄型化、可撓式，使收納方便具有可攜性，同時被具有定位元件50之可撓性保護板30所包覆，也 能輕鬆定位於預定處擷取戶外的太陽能。

綜上所述，本創作所揭示之構造，為昔所無，且確能達到功效之增進，並具可供產業利用性，完全符合新型專利要件，祈請鈞局核賜專利，以勵創新，無任德感。

惟，上述所揭露之圖式、說明，僅為本創作之較佳實施例，大凡熟悉此項技藝人士，依本案精神範疇所作之修飾或等效變化，仍應包括在本案申請專利範圍內。

10‧‧‧行動電源之薄膜太陽能電池

11‧‧‧薄膜太陽能電池

111‧‧‧可撓性基板

112‧‧‧光電轉換體

113‧‧‧可撓式導電體

12‧‧‧DC/DC直流變壓器

13‧‧‧可充式行動電源

30‧‧‧可撓性保護板

40‧‧‧DC電源配線盒

50‧‧‧定位元件

Claims (10)

1. 一種具有行動電源之薄膜太陽能電池，包含：一薄膜太陽能電池，其係為可撓式，用以接收太陽能轉換成DC電源；一DC/DC直流變壓器，係電性連接該薄膜太陽能電池，用以將該薄膜太陽能電池所產生的非穩壓DC電源轉換成穩壓DC電源；以及一可充式行動電源，係電性連接該DC/DC直流變壓器，用以接收穩壓DC電源供應充電及發電所需電源。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有行動電源之薄膜太陽能電池，更包含一碳晶電熱片，其包括：一隔熱板上塗佈設有以短碳纖維(carbon fiber)或奈米碳素晶體材料及遠紅外線發射劑所構成的發熱體，且在該發熱體兩側連接有正、負電極片；以及一溫度控制器，係與該正、負電極片呈電性連接，用以控制輸至各該發熱體之電流，該溫度控制器係電性連接該可充式行動電源，該可充式行動電源之DC電源驅動該溫度控制器，使該發熱體能產生熱量。
3. 如申請專利範圍第2項所述之具有行動電源之薄膜太陽能電池，其中，該奈米碳素晶體材料係由丙烯腈基碳纖維、奈米碳纖維、碳素晶體所構成。
4. 如申請專利範圍第2項所述之具有行動電源之薄膜太陽能電池，其中，該碳晶電熱片包括碳晶保溫杯墊或碳晶電熱床墊其中任一所構成。
5. 如申請專利範圍第1至4項其中任一項所述之具有行動電源之薄膜太陽能電池，其中，該薄膜太陽能電池包括一可撓性基板；複 數光電轉換體，其設於該可撓性基板之上表面，各該光電轉換體係呈行列，且其上、下表面具備一第一及二電極；一可撓式導電體，用以電性連接列端的單個光電轉換體之第一電極至鄰接單個光電轉換體之第二電極，使各該光電轉換體形成串聯型式。
6. 如申請專利範圍第5項所述之具有行動電源之薄膜太陽能電池，更包括一可撓性保護板，其包覆該薄膜太陽能電池，且其上黏附一DC電源配線盒，用以將該串聯後之光電轉換體的第一及二電極配線成DC電源的輸出端點，並提供DC電源至該DC/DC直流變壓器。
7. 如申請專利範圍第6項所述之具有行動電源之薄膜太陽能電池，其中，該可撓性保護板的表面設有複數個定位元件。
8. 如申請專利範圍第7項所述之具有行動電源之薄膜太陽能電池，該定位元件包括為吸盤、黏扣帶、掛勾或繩索其中任一所構成。
9. 如申請專利範圍第6項所述之具有行動電源之薄膜太陽能電池，其中，該薄膜太陽能電池之面積為長度444mm X寬度84mm，其面積具有1.35W之輸出功率，能提供2.8V~8V之DC電源輸入於該DC/DC直流變壓器，該DC/DC直流變壓器轉換成3.7V之DC電源輸出至該輸出功率3.3V/1200mAh之可充式行動電源。
10. 如申請專利範圍第6項所述之具有行動電源之薄膜太陽能電池，其中，該薄膜太陽能電池之面積為長度474mm X寬度200mm，其面積具有4.06W之輸出功率，能提供2.8V~8V之DC電源輸入於該DC/DC直流變壓器，該DC/DC直流變壓器轉換成5.5V之DC電源輸出至該輸出功率5V/2000mAh之可充式行動電源。