TWM556910U - 具備裸視3d圖案的彩色太陽能模組 - Google Patents

Abstract

一種具備裸視3D圖案的彩色太陽能模組，包括太陽能電池以及其表面的透光彩圖層。透光彩圖層包含有自下而上依序堆疊的白色油墨層、第一透明光柵層、第一圖案層、第二圖案層、透明層以及第二透明光柵層。第一透明光柵層具有第一光柵密度；第一圖案層具有第一墨點密度與第一透光間隙；第二圖案層包含有由有色墨點規則排列的所構成的第二圖案，具有第二墨點密度與第二透光間隙；第二透明光柵層由第二透明柵體所構成，具有第二光柵密度。第二墨點密度高於第一墨點密度與第一光柵密度，第二透明光柵層相對於第二圖案的位置具有鏤空區。

Description

具備裸視3D圖案的彩色太陽能模組

本創作有關於利用光輻射直接轉變為電能的技術，尤其指與建築物整合的太陽能技術。

近年來，為適應太陽能市場更苛刻的需求，在不斷提高組件轉換效率的同時，外觀方面要更加人性化，更加貼合環境的需要。大量太陽能發電站正在建設中，太陽能與建築、環境一體化也日趨成熟，這就需要有更多種顏色的組件以適應美觀要求。尤其是太陽能與建築、環境一體化對彩色組件的需求更加迫切，對於作為建築材料的太陽能產品，人們希望能夠選擇自己喜歡的顏色來裝扮自己的建築，彰顯建築的個性。

關於具有彩色圖案的太陽能電池現有技術中，中國大陸專利CN01815233.3披露一種太陽能電池單元，包括背面電極、發光層、以及可選的正面電極。太陽能電池單元的部分表面不產生任何能量，太陽能電池單元的特徵在於在太陽能電池單元的至少部分不產生能量的部分上存在彩色材料，而太陽能電池單元的至少部分能量產生部分沒有彩色材料，將彩色材料的顏色選擇得與太陽能電池單元的光產生部分的顏色不同。

現有技術中，中國大陸專利CN200920318921.7披露一種非晶矽薄膜太陽能電池組件，通過彩色夾膠層固定在玻璃或鋼化玻璃上製成的用於建築的彩色太陽能電池組件，其特徵在於由非晶矽太陽能電池組件、彩色夾膠層、玻璃或鋼化玻璃構成一個整體的光電幕牆構件，非晶矽薄膜太陽能電池組件通過彩色夾膠層固定在玻璃或鋼化玻璃上，非晶矽薄膜太陽能電池組件由多片組合構成並留有間隙，通過鋁箔非晶矽薄膜太陽能電池組件連接電極，間隙採用透明材料填充，非晶矽薄膜太陽能電池組件經彩色夾膠層壓置在兩塊玻璃或鋼化玻璃之間，由兩塊玻璃或鋼化玻璃封裝。

現有技術中，中國大陸專利CN201110225590.4批露一種具有圖案的彩色太陽能電池片的製備方法，其步驟為：首先製備與所需圖案對應的網版；再由制好的網版用絲網印刷的方式將腐蝕性漿料印到彩色太陽能電池片的色彩調製層，在溫度為0℃～1000℃條件下，處理時間為10秒～3600秒；腐蝕後的太陽能電池片經過超聲清洗、純水噴淋具有圖案的正電極一面，再經烘乾，制得具有圖案的彩色太陽能電池片。

現有技術中，中國大陸專利CN201220432249.6披露一種由彩色太陽能電池製作的彩色太陽能組件，包括由上而下依次排布的鋼化玻璃、EVA、彩色太陽能電池片、EVA、背板，所述的彩色太陽能電池片由單片含有2種以上顏色的彩色太陽能電池片組成。

本創作的目的，在於提供一種具備裸視3D圖案的彩色太陽能模組，能夠呈現鮮豔飽和的裸視3D彩色圖案，使彩色太陽能模組更為美觀，且其中的3D彩色圖案對發光效率的減損較小。這種彩色太陽能模組可應用於廣告招牌、建築材料、藝術裝置上等，兼具發電的功能，能有效擴大太陽能模組的應用場景，提升太陽能模組的附加應用價值。

基於本創作提出的技術方案，能夠將任何種類的太陽能電池模組，例如：單晶矽、多晶矽、非晶矽、染料敏化等各種太陽能電池模組，轉換成兼具裸視3D彩圖與發電功能，應用範圍廣泛。

本創作首先提出一種具備裸視3D圖案的彩色太陽能模組，包括一個太陽能電池200、以及一個形成於太陽能電池200表面的一個透光彩圖層100。透光彩圖層100包含有自下而上依序堆疊的一個白色油墨層110、一個第一透明光柵層120、一個第一圖案層130、一個第二圖案層140、一個透明層150、以及一個第二透明光柵層160。白色油墨層110包含有網格狀規則排列的白色墨點密度與白色透光間隙112；第一透明光柵層120由規則排列的第一透明柵體121所構成，具有第一光柵密度；第一圖案層130包含有由多種顏色的多個第一有色墨點131規則排列的所構成的一個第一圖案，具有網格狀的第一墨點密度與第一透光間隙132。第二圖案層140包含有由多種顏色的多個第二有色墨點141規則排列的所構成的一個第二圖案144，具有網格規則排列的第二墨點密度與第二透光間隙142。第二透明光柵層160由規則排列的第二透明柵體161所構成，具有第二光柵密度；第二墨點密度高於第一墨點密度與第一光柵密度，第二透明光柵層160相對於第二圖案144的位置具有鏤空區162，透光彩圖層100中的透明層150具有最厚的厚度。

基於相同的技術構思，本創作接著提出另一種具備裸視3D圖案的彩色太陽能模組，包括一個太陽能電池200、以及一個形成於太陽能電池200表面的一個透光彩圖層100。透光彩圖層100包含有自下而上依序堆疊的一個白色油墨層110、一個第一圖案層130、一個第二圖案層140、一個第一透明光柵層120、一個透明層150、以及一個第二透明光柵層160。白色油墨層110包含有網格狀規則排列的白色墨點密度與白色透光間隙112；第一透明光柵層120由規則排列的第一透明柵體121所構成，具有第一光柵密度；第一圖案層130包含有由多種顏色的多個第一有色墨點131規則排列的所構成的一個第一圖案，具有網格狀的第一墨點密度與第一透光間隙132；第二圖案層140包含有由多種顏色的多個第二有色墨點141規則排列的所構成的一個第二圖案144，具有網格規則排列的第二墨點密度與第二透光間隙142；第二透明光柵層160由規則排列的第二透明柵體161所構成，具有第二光柵密度；第二墨點密度高於第一墨點密度與第一光柵密度，第二透明光柵層160相對於第二圖案144的位置具有鏤空區162，透光彩圖層100中的透明層150具有最厚的厚度。

本創作提出的彩色太陽能模組，以UV噴墨列印形成透光彩圖層100，設置在太陽能電池200的表面，借此構成彩色太陽能模組。其中透光彩圖層100以微細網格狀的白色油墨層打底，能使第一圖案層130與第二圖案層140構成的彩色圖案的色彩更為鮮豔與飽和；再結合第一透明光柵與第二透明光柵的交互配置，更凸顯立體效果，且具有較佳的預設透光間隙，透光效果較佳，對太陽能模組的發光效率減損較小。

本創作主要披露一種太陽能電池的應用，其中所使用的太陽能發電的電化學基本原理已為相關技術領域的技術人員所熟知，故以下文中的說明，不作完整描述。同時，以下文中所對照的附圖，主要表達與本創作特徵有關的結構示意，並未亦不需要依據實際尺寸完整繪製，在先說明。

請見圖1，為本創作提出的太陽能燈箱1的示意圖。

請見圖2，太陽能燈箱1包含有一個空心箱體10、一個光源裝置12、一個太陽能電池模組11、一個電控裝置15與一個電能儲存裝置16。空心箱體10包含有至少一個開口13，太陽能電池模組11設置於開口13。當太陽能電池模組接受日光發電後，通過電控裝置15將電能儲存於電能儲存裝置16內，例如：鋰電池、鉛酸電池、鎳基電池、鈉硫電池等。

請續見圖2，太陽能電池模組11更包含一個透光型光伏電池200、與一個貼合於透光型光伏電池200的表面的透光圖案膜300。透光圖案膜300上的圖案就是預設的廣告圖案，可以是彩色、或是灰階單色，視廣告設計而定。透光型光伏電池200是封裝完成的光伏電池，可以選用多晶矽的薄膜太陽能電池，厚度較薄，透光效果較好，然而本創作聲明具體實施方式並不以此為限。

光源裝置12設置於空心箱體10內，通過電控裝置15取得電能儲存裝置16內的電能而發光。當夜間發光時，光線能穿透太陽能電池模組11的透光型光伏電池200與透光圖案膜300而向外射出，使廣告圖案在夜間成為可視。為了節能，光源裝置12以採用LED光源為佳，然而本創作聲明具體實施方式並不以此為限。

請見圖5，本創作中，透光圖案膜300包含一個透光膜本體310以及一個透光圖案層100，透光圖案層100包含有一個白色油墨層110與一個多色油墨層120，白色油墨層110形成於透光型光伏電池200的表面，多色油墨層120形成於白色油墨層110的表面。

白色油墨層110在本創作中起到的關鍵作用是作為彩色圖案的襯底，因為一般封裝完成的透光型光伏電池表面為深藍色或黑色，在其表面不容易形成鮮豔飽和的彩色圖案。如果直接在深藍色或黑色的透光型光伏電池表面形成彩色圖案，不但耗費油墨，彩色圖案的視覺效果也差。本創作的透光圖案膜300使用白色油墨層110作為襯底，一方面改變透光型光伏電池表面顏色，另一方面可作太陽光的反射面，藉此使人眼看到的彩色圖案更鮮豔、更飽和。

但白色油墨層110也會阻擋太陽光進入透光型光伏電池200中，因此，白色油墨層110實質上是由多個白色墨點111規則排列的所構成的一個網格狀圖案，白色墨點111之間形成有第一透光間隙112可供光線穿透，如圖5所示。

第一透光間隙112在本創作是非常重要的，如果白色油墨層110中沒有第一透光間隙112，光線就會被大量阻擋，而無法有效穿透白色油墨層110，到達底下的透光型光伏電池200，這樣就會嚴重影響發光效率。因此，白色油墨層110優選以具有UV硬化功能的數字控制噴墨印表機製作，這樣能精准控制第一透光間隙112的寬度。

第一透光間隙112的寬度必須做適當的設定，考慮透光型光伏電池200產生光電反應的光波長以可見光為主，波長380納米～760納米，所以第一透光間隙112要足夠讓可見光穿透即可讓透光型光伏電池200發電。通過多次實驗與測試，較佳的，第一透光間隙112的寬度為0.002毫米～0.015毫米，更優選為0.004毫米～0.014毫米。如果太寬，雖然透光效果好，但是作為圖案襯底的效果就差。如果太窄，作為圖案襯底的效果好，但是透光效果就差了。

各個第一透光間隙112之間的白色墨點111的線條寬度也是一個重要參數，線條寬度太寬，作為圖案襯底的效果好，但是透光效果就差；線條寬度太窄，透光效果好，但是作為圖案襯底的效果就差。本創作中，較佳的，白色墨點111的線條寬度大致等同於第一透光間隙112的寬度。

白色油墨層110優選以數字控制的噴墨列印的方式形成，這樣能精准控制白色墨點111的線條寬度與第一透光間隙112的寬度。

欲控制白色墨點111的線條寬度可以操作兩個參數：一、調整白色油墨量；以及調整UV燈輻射照度。當油墨量不變，輻射照度增加，於透光型光伏電池200表面的白色墨點111會較小，因在噴墨過程產生提早固化現象，白色墨點111落在透光型光伏電池200表面時不會產生飛濺現象，形成的白色墨點111就會較小。例如以720*720 dpi的UV噴墨印表機進行列印時，720*720 dpi表示一平方英吋面積中有518400個點，白色油墨層110的正常形成厚度為0.01毫米，因為油墨在噴墨列印過程中會飛濺損失，所以生成的白色墨點111的大小尺寸約0.005～0.01平方毫米，第一透光間隙112的寬度為0.002～0.007毫米，如此即可讓波長380～760納米的可見光輕易穿過。但若要更高的太陽能效能，則可將油墨量不變，提高輻射照度即可得到更寬的間距，但白色油墨的厚度就會增加。一般UV噴墨印表機的單位時間噴墨量為固定，當噴墨厚度從0.01毫米增加至0.015毫米時，第一透光間隙112的寬度會增加50%，達到0.004～0.014毫米，可讓更多可見光穿透。

本實施例中，彩色圖案主要由多色油墨層120所構成。請見圖6，多色油墨層120包含由多種顏色的多個有色墨點121規則排列的所構成的一個網格狀多色圖案，有色墨點121之間形成有第二透光間隙122可供光線穿透，第二透光間隙122的主要作用在允許光線穿透，使透光型光伏電池200發揮應有的功能。較佳的，多色油墨層120所使用的油墨包括青色油墨、紅色油墨、黃色油墨、與黑色油墨，藉此噴墨列印形成網格狀多色圖案。

第二透光間隙122的寬度也必須做適當的設定，如果太寬，雖然透光效果好，但是作為彩色圖案的效果就差。如果太窄，作為彩色圖案的效果好，但是透光效果就差了。考慮到白色油墨層110的第一透光間隙112的寬度，通過多次實驗與測試，較佳的，第二透光間隙122的寬度為0.002毫米～0.015毫米，更優選為0.004毫米～0.014毫米。各個第二透光間隙122之間的有色墨點121的線條寬度也是一個重要參數，線條寬度太寬，作為彩色圖案的效果好，但是透光效果就差；線條寬度太窄，透光效果好，但是作為彩色圖案的效果就差。本創作中，較佳的，有色墨點121的線條寬度大致等同於第二透光間隙122的寬度。

多色油墨層120優選以數字控制的噴墨列印的方式形成，這樣能精准控制第二透光間隙122的寬度。

考慮透光及作為圖案襯底的綜合效果，本實施例中，白色油墨層110的厚度為0.01毫米～0.015毫米。

本實施例中，較佳的，白色油墨層110更包含有二氧化鈦微粒113，請見圖5。二氧化鈦是極佳的光催化劑，可以促進光電轉換反應。同時，二氧化鈦微粒113本身呈現白色，混在白色油墨層110中，不會改變白色油墨顏色；另一方面，二氧化鈦微粒113本身還起到對光的反射與散射效果，能夠把原本被油墨遮蔽或吸收的光線，向外反射或散射，而通過白色油墨層110，到達底下的透光型光伏電池200，使發光效率減損較少。

本實施例中，較佳的，彩色太陽能模組1更包含一個黏膠層320，設置於透光型光伏電池200與透光圖案膜300之間，如圖3所示，借此將透光圖案膜300穩當的貼合在透光型光伏電池200的表面。

根據本創作的技術構思，透光圖案層100也可以做成具有立體效果的圖案，使圖案更生動，請見圖7。其具體實現方式是調整白色油墨層110的厚度，請見圖3，白色油墨層110包含第一厚度115與第二厚度116，第一厚度115為0.01毫米～0.015毫米，第二厚度116比第一厚度115更厚，此第二厚度所在的位置，就是預設有立體凸出效果的位置。第二厚度116厚度愈厚者，立體效果愈佳。較佳的，本創作建議第二厚度116至少為第一厚度115的2倍。當白色油墨層110固化之後，接著在白色油墨層110的表面再形成多色油墨層120，此時多色油墨層120只要具有單一的厚度即可，通過底下白色油墨層110的較高的第二厚度116，即可以使位置的多色油墨層120凸起而形成立體效果。

藉由白色油墨層110的不同高度而形成立體效果，比起直接生成不同厚度的多色油墨層120，使用的有色油墨量較少，製造成本較低，同時對於透光效果的影響亦較小。因為，有色墨點121比白色墨點111會遮蔽更多的光線，對發光效率的減損影響較大。

請見圖2，本實施例中，空心箱體10還包含有一個背板14，與開口13相對，光源裝置12設置於背板14，發出的光線可以直接穿過透光型光伏電池200與透光圖案膜300而向外射出，以突出廣告圖案的醒目效果。

請見圖3，本創作提出的另一實施例中，空心箱體10更包含有至少一個側板17，光源裝置12也可以設置於側板14處，斜射出的光線也可以穿過透光型光伏電池200與透光圖案膜300而向外射出，以突出廣告圖案的醒目效果。

請見圖4，本創作提出的又一實施例中，太陽能燈箱1的空心箱體10的背板14處可以包含有至少一個透光底板18，或者將背板14以透光底板18取代，在透光底板18朝向外側的表面貼合如前所述的透光圖案膜300。當光源裝置12發光時，光線可以同時穿透透光型光伏電池200與其上的透光圖案膜300、以及透光底板18與其上的透光圖案膜300，借此，更有效發揮燈箱的廣告作用。

本實施例中，也可以將透光底板18以前述的太陽能電池模組11取代，發光與儲能效率更高。

經由以上的說明，本創作的優點歸納如下：

一、將透光圖案膜300直接貼合在透光型光伏電池200的表面，使太陽能燈箱1不但具有太陽能發電效果，又不會使太陽能板外露，一方面節省整體空間，另一方面起到美觀的作用。

二、透光圖案層100由多色油墨層120及其底部的白色油墨層110所構成，分別具有適當的第二透光間隙122與第一透光間隙112，使彩色圖案更飽和鮮豔，還能夠提供足夠的透光效果，對透光型光伏電池200的發光效率減損影響較小。

三、太陽能燈箱具有足夠的發光效率以應付實際使用，也能提供飽和鮮豔的廣告圖案。

四、欲更換廣告圖案時，只需移除舊的透光圖案膜300，更換為新的透光圖案膜300即可，施工方便。

以上所述僅為本創作較佳的實施方式，並非用以限定本創作的權利範圍；同時以上的描述，對於相關技術領域專門人士應可理解及實施，因此其他未脫離本創作所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在申請專利範圍中。

200‧‧‧太陽能電池
100‧‧‧透光彩圖層
110‧‧‧白色油墨層
111‧‧‧白色墨點
112‧‧‧白色透光間隙
113‧‧‧二氧化鈦微粒
120‧‧‧第一透明光柵層
121‧‧‧第一透明柵體
130‧‧‧第一圖案層
131‧‧‧第一有色墨點
132‧‧‧第一透光間隙
140‧‧‧第二圖案層
141‧‧‧第二有色墨點
142‧‧‧第二透光間隙
144‧‧‧第二圖案
150‧‧‧透明層
160‧‧‧第二透明光柵層
161‧‧‧第二透明柵體
162‧‧‧鏤空區

圖1是本創作第一較佳實施例，一種具備裸視3D圖案的彩色太陽能模組的示意圖。

圖2是本創作第二較佳實施例，另一種具備裸視3D圖案的彩色太陽能模組的示意圖。

圖3是本創作中，白色油墨層的結構示意圖。

圖4是本創作中，第一透明光柵層的結構示意圖。

圖5是本創作中，第一圖案層與第二圖案層的結構示意圖。

圖6是本創作中，第二圖案相對於與第一圖案層的示意圖。

圖7是本創作中，透明層與第二透明光柵層的結構示意圖。

Claims (10)

1. 一種具備裸視3D圖案的彩色太陽能模組，包括一個太陽能電池(200)、以及一個形成於該太陽能電池(200)表面的一個透光彩圖層(100)；該透光彩圖層(100)包含有自下而上依序堆疊的一個白色油墨層(110)、一個第一透明光柵層(120)、一個第一圖案層(130)、一個第二圖案層(140)、一個透明層(150)、以及一個第二透明光柵層(160)；其中， 該白色油墨層(110)包含有網格狀規則排列的白色墨點密度與白色透光間隙(112)；該第一透明光柵層(120)由規則排列的第一透明柵體(121)所構成，具有第一光柵密度；該第一圖案層(130)包含有由多種顏色的多個第一有色墨點(131)規則排列的所構成的一個第一圖案，具有網格狀的第一墨點密度與第一透光間隙(132)；該第二圖案層(140)包含有由多種顏色的多個第二有色墨點(141)規則排列的所構成的一個第二圖案(144)，具有網格規則排列的第二墨點密度與第二透光間隙(142)；該第二透明光柵層(160)由規則排列的第二透明柵體(161)所構成，具有第二光柵密度；該第二墨點密度高於該第一墨點密度與該第一光柵密度，該第二透明光柵層(160)相對於該第二圖案(144)的位置具有鏤空區(162)，該透光彩圖層(100)中的該透明層(150)具有最厚的厚度。
2. 根據請求項1所述的具備裸視3D圖案的彩色太陽能模組，該白色墨點密度高於該第一光柵密度。
3. 根據請求項2所述的具備裸視3D圖案的彩色太陽能模組，該第一光柵層(120)的該第一透明柵體(121)的直徑為0.5mm～2mm，各該第一透明柵體(121)間的距離為1mm～2mm，該第一透明柵體(121)間的高度為0.1mm～1mm，該第一透明柵體(121)間為圓柱體或圓錐體；該第二光柵層(160)的該第二透明柵體(161)的直徑為0.5mm～2mm，各該第二透明柵體(161)間的距離為1mm～2mm，該第二透明柵體(161)間的高度為0.1mm～1mm，該第二透明柵體(161)間為圓柱體或圓錐體。
4. 根據請求項3所述的具備裸視3D圖案的彩色太陽能模組，該白色透光間隙(112)的寬度為0.002mm～0.015mm，該白色油墨層(110)的厚度為0.01mm～0.015mm，該第二透光間隙(142)的寬度為0.002mm～0.015mm，該第一透光間隙(132)的寬度至少為0.015mm。
5. 根據請求項4所述的具備裸視3D圖案的彩色太陽能模組，該透明層(150)的厚度至少為2mm。
6. 一種具備裸視3D圖案的彩色太陽能模組，包括一個太陽能電池(200)、以及一個形成於該太陽能電池(200)表面的一個透光彩圖層(100)；該透光彩圖層(100)包含有自下而上依序堆疊的一個白色油墨層(110)、一個第一圖案層(130)、一個第二圖案層(140)、一個第一透明光柵層(120)、一個透明層(150)、以及一個第二透明光柵層(160)；其中， 該白色油墨層(110)包含有網格狀規則排列的白色墨點密度與白色透光間隙(112)；該第一透明光柵層(120)由規則排列的第一透明柵體(121)所構成，具有第一光柵密度；該第一圖案層(130)包含有由多種顏色的多個第一有色墨點(131)規則排列的所構成的一個第一圖案，具有網格狀的第一墨點密度與第一透光間隙(132)；該第二圖案層(140)包含有由多種顏色的多個第二有色墨點(141)規則排列的所構成的一個第二圖案(144)，具有網格規則排列的第二墨點密度與第二透光間隙(142)；該第二透明光柵層(160)由規則排列的第二透明柵體(161)所構成，具有第二光柵密度；該第二墨點密度高於該第一墨點密度與該第一光柵密度，該第二透明光柵層(160)相對於該第二圖案(144)的位置具有鏤空區(162)，該透光彩圖層(100)中的該透明層(150)具有最厚的厚度。
7. 根據請求項6所述的具備裸視3D圖案的彩色太陽能模組，該白色墨點密度高於該第一光柵密度。
8. 根據請求項7所述的具備裸視3D圖案的彩色太陽能模組，該第一光柵層(120)的該第一透明柵體(121)的直徑為0.5mm～2mm，各該第一透明柵體(121)間的距離為1mm～2mm，該第一透明柵體(121)間的高度為0.1mm～1mm，該第一透明柵體(121)間為圓柱體或圓錐體；該第二光柵層(160)的該第二透明柵體(161)的直徑為0.5mm～2mm，各該第二透明柵體(161)間的距離為1mm～2mm，該第二透明柵體(161)間的高度為0.1mm～1mm，該第二透明柵體(161)間為圓柱體或圓錐體。
9. 根據請求項8所述的具備裸視3D圖案的彩色太陽能模組，該白色透光間隙(112)的寬度為0.002mm～0.015mm，該白色油墨層(110)的厚度為0.01mm～0.015mm，該第二透光間隙(142)的寬度為0.002mm～0.015mm，該第一透光間隙(132)的寬度至少為0.015mm。
10. 根據請求項9所述的具備裸視3D圖案的彩色太陽能模組，該透明層(150)的厚度至少為2mm。