具有自行供電功能的太陽(yáng)能光電玻璃及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了具有自行供電功能的太陽(yáng)能光電玻璃及其制造方法，確切的說(shuō)是薄膜太陽(yáng)能電池與LED構(gòu)成的新型功能材料，屬于光伏建筑一體化技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，LED技術(shù)發(fā)展其燈珠體積越來(lái)越小而薄，植入透光體和夾層玻璃已成為現(xiàn)實(shí)。如何將許多LED連接構(gòu)成圖案、文字，一直采用細(xì)金屬絲將LED焊接在一起，如中國(guó)專利號(hào):200620023887.7《光電子透光體》。LED焊接布線復(fù)雜，工作量大。另一種，采用導(dǎo)電玻璃作夾層玻璃的內(nèi)層玻璃，LED與導(dǎo)電玻璃的導(dǎo)電膜進(jìn)行焊接使導(dǎo)線連接相對(duì)減少。如中國(guó)專利號(hào):200910196376.3《LED光電玻璃的制造工藝》，由夾層玻璃鍍二氧化錫導(dǎo)電膜所形成的導(dǎo)電玻璃，在導(dǎo)電玻璃二氧化錫膜進(jìn)行電路刻蝕，將LED貼片在二氧化錫導(dǎo)電膜上導(dǎo)電連接。夾層玻璃導(dǎo)電膜僅導(dǎo)電而不能發(fā)電，需外部提供電源才能工作達(dá)到各種顯示效果。對(duì)于大面積玻璃幕墻，使用的光電玻璃數(shù)量越多，走槽內(nèi)暗線，布線難度大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在不足，對(duì)光電玻璃被動(dòng)導(dǎo)電做深入研究，機(jī)理分析的基礎(chǔ)上，對(duì)此，提出具有突破性的技術(shù)解決方案，其目的是要改變光電玻璃整體結(jié)構(gòu)，能夠主動(dòng)發(fā)電，減少體內(nèi)布線、提高功效的關(guān)鍵技術(shù)。
[0004]本發(fā)明的再一個(gè)目的，將進(jìn)一步解決現(xiàn)有光電玻璃的功能單一性，從機(jī)理上細(xì)化薄膜太陽(yáng)能電池與發(fā)光體LED —體化核心技術(shù)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)以上任務(wù)，本發(fā)明提出的技術(shù)解決方案是:具有自行供電功能的太陽(yáng)能光電玻璃其技術(shù)特征是:太陽(yáng)能電池融合LED構(gòu)成的承載體，在其太陽(yáng)能光電池的背電極上由區(qū)域分割線刻蝕形成的LED燈珠區(qū)域、太陽(yáng)將能電池區(qū)域，包括電池區(qū)域兩側(cè)的電池正負(fù)電極焊帶區(qū)域和LED正負(fù)焊線區(qū)域，電池區(qū)域通過(guò)電池正負(fù)極焊帶輸出連接控制器內(nèi)蓄電池儲(chǔ)能，控制器輸出連接LED，構(gòu)成太陽(yáng)能光電玻璃內(nèi)自行供電系統(tǒng)，所說(shuō)的分割線刻蝕是激光刻蝕。
[0006]其技術(shù)特征在于所說(shuō)的太陽(yáng)能電池是薄膜太陽(yáng)能電池融合LED的承載體，還包括在太陽(yáng)能電池的背電極上還依次層疊膠膜和內(nèi)層玻璃，控制器裝在內(nèi)層玻璃外壁的控制盒內(nèi)。電池正負(fù)電極焊帶分布在電池分節(jié)線形成的電池區(qū)域內(nèi)，LED正負(fù)焊線區(qū)域是LED正負(fù)焊線落入的LED燈珠區(qū)域。由LED燈珠串聯(lián)或并聯(lián)或串并聯(lián)形成的LED燈珠區(qū)域分布在區(qū)域分割線內(nèi)，電池區(qū)域和LED燈珠區(qū)域匹配呈多組間隔分布在電池背電極上。太陽(yáng)能電池區(qū)域包括多組由電池分節(jié)線刻蝕形成電池內(nèi)聯(lián)式連接，其電池正負(fù)極分別接正負(fù)極焊帶匯流。電池電極焊帶與LED區(qū)域在背電極的重疊區(qū)域，均由絕緣片放置在電池正負(fù)極焊帶與LED區(qū)域之間絕緣。
[0007]技術(shù)特征電池正電極焊帶和電池負(fù)電極焊帶的輸出端，分別接入控制盒內(nèi)控制板的正負(fù)極輸入端給蓄電池充電，控制板的輸出端接LED燈珠。電池區(qū)域和LED燈珠區(qū)域之間有絕緣隔離溝槽，由分割線刻蝕穿透背電極膜層、光電轉(zhuǎn)膜層、前電極膜層形成。太陽(yáng)能電池背電極面上分布的多種分割線，包括縱向和橫向分布的分割線穿透電池背電極整個(gè)膜層，形成太陽(yáng)能電池的絕緣邊。由分割線刻蝕形成的多個(gè)LED區(qū)域，LED燈珠是焊接或貼敷在LED區(qū)域，通過(guò)焊線連接LED燈珠，控制器控制文字或文字加各種圖形組成的顯示圖案。
[0008]技術(shù)特征太陽(yáng)能電池背電極面上布區(qū)域分割線能刻蝕穿透LED區(qū)域和電池區(qū)域之間的整個(gè)背電極膜層形成絕緣隔離溝槽。
[0009]本發(fā)明的制造方法，以太陽(yáng)能電池為載體融合LED構(gòu)成，在薄膜太陽(yáng)能電池的背電極上用激光刻蝕區(qū)域分割線形成各種區(qū)域，包括太陽(yáng)能電池區(qū)域、LED區(qū)域和LED焊線區(qū)域，還包括用激光刻蝕分節(jié)線形成前電極層、光電轉(zhuǎn)換層、背電極層，由控制器內(nèi)控制板接儲(chǔ)能電池，控制板接LED燈珠區(qū)域構(gòu)成太陽(yáng)能光電玻璃內(nèi)部自行供電系統(tǒng)。用激光刻蝕區(qū)域分割線穿透兩個(gè)區(qū)域電池背電極之間背電極層、光電轉(zhuǎn)換層及前電極層形成絕緣隔離溝槽。LED區(qū)域用導(dǎo)電膠黏貼LED燈珠及電極焊線引入線。太陽(yáng)能電池上依次層疊膠膜和內(nèi)層玻璃，控制器裝在內(nèi)層玻璃外壁的控制盒內(nèi)。
[0010]實(shí)施效果
實(shí)施本發(fā)明突破了光電玻璃一直以來(lái)依賴外接電源裝置供電，用匯流帶、導(dǎo)電膜替代傳統(tǒng)布線，使整體結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單，從機(jī)理上突破了技術(shù)瓶頸，利用核心技術(shù)薄膜太陽(yáng)能電池融合LED，制造出功能強(qiáng)大的新型材料，優(yōu)選光伏建筑一體化，傳媒顯示領(lǐng)域的需要。經(jīng)濟(jì)效益顯著，節(jié)省了大量勞動(dòng)力和生產(chǎn)成本。
[0011]本發(fā)明所說(shuō)的薄膜太陽(yáng)能電池，以基片類型可分為硬基底和軟基地，軟基底采用不銹鋼帶和銅帶、聚酰亞胺材料，在其上制備薄膜太陽(yáng)能電池膜層，主要包括前電極、光電轉(zhuǎn)換和背電極。薄膜太陽(yáng)能電池不透，可以通過(guò)激光刻劃成透光型或半透光型。
[0012]本發(fā)明可以在薄膜太陽(yáng)能電池外面(光照面或受光面)用膠膜粘結(jié)透明玻璃，制成三層或三層以上的夾層玻璃。
[0013]本發(fā)明可以通過(guò)以下方法來(lái)實(shí)現(xiàn):
O前電極膜層分節(jié)線:沉積前電極膜層，刻蝕前電極膜層的電池分節(jié)線；
2)光電轉(zhuǎn)化層分節(jié)線:在前電極膜層上沉積光電轉(zhuǎn)換層，刻蝕光電轉(zhuǎn)化層的電池分節(jié)線；
3)背電極分節(jié)線:在光電轉(zhuǎn)換層上沉積背電極層，刻蝕背電極的電池分節(jié)線:
4)區(qū)域分割線:刻蝕LED區(qū)域和電池區(qū)域之間絕緣的區(qū)域分割線，該區(qū)域分割線刻穿貫通背電極層、光電轉(zhuǎn)換層及前電極層；
5)LED電路:在光電器件區(qū)域刻蝕LED電路；
6)電極引出線:在太陽(yáng)能電池區(qū)域的正負(fù)電極匯流帶的輸出端焊電極引出線；
7)燈珠電極引入線:在LED區(qū)域黏貼LED燈珠后，焊接燈珠電極引入線；
8)高溫層壓:太陽(yáng)能電池、膠膜、背板玻璃依次疊放，將電池電極焊帶的輸出端和LED電極焊線的輸入端引出到內(nèi)層玻璃的外面；
9)控制盒:層壓后，將電池電極焊帶輸出端和LED電極焊線輸入端引入到控制盒內(nèi)的控制電路板上連接，將控制盒粘結(jié)固定在內(nèi)層玻璃上。
[0014]在步驟I)中，可以用激光預(yù)先刻蝕前電極層的區(qū)域分割線，該區(qū)域分割線位置與步驟4)的區(qū)域分割線位置相同。
[0015]在步驟4)中，區(qū)域分割線可以和電池分節(jié)線平行或垂直。
[0016]在步驟7)中，LED燈珠的燈頭可以朝向太陽(yáng)能電池，也可以朝向內(nèi)層玻璃。
[0017]若需要對(duì)太陽(yáng)能電池進(jìn)行透光處理，可在步驟4)之后，在太陽(yáng)能電池區(qū)域內(nèi)進(jìn)行透光刻蝕。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1.是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖和實(shí)施例1圖。
[0019]薄膜太陽(yáng)能電池1、膠膜2、內(nèi)層玻璃3依次疊放，控制盒4在內(nèi)層玻璃3的外表面上，在薄膜太陽(yáng)能電池I的背電極層上粘有LED燈珠7，電池正極焊帶5和電池負(fù)極焊帶5’又稱匯流帶，分別焊接在太陽(yáng)能電池I的正負(fù)極上，將太陽(yáng)能電池I的電能匯流后輸出到控制盒的控制板401將電能儲(chǔ)存在蓄電池402內(nèi)，通過(guò)控制板401控制蓄電池402輸出端接LED燈珠7兩管腳分別連接的LED正極焊線6和LED負(fù)極焊線6’。絕緣片8放置在電池正極焊帶5和電池負(fù)極焊帶5’下方的LED區(qū)域。電池正極焊帶5和電池負(fù)極焊帶5’輸出端以及LED正極焊線6和LED負(fù)極焊線6’輸人端分別接入控制盒4內(nèi)控制板401給蓄電池402充電，由控制板401輸出端接LED燈珠7輸入工作電源。
[0020]圖1A.是圖1中F部分局部放大，放大了電池區(qū)域內(nèi)的電池正極焊帶5區(qū)域和LED區(qū)域內(nèi)LED正電極焊線6區(qū)域，以及絕緣片8放置在電池正極焊帶5和電池負(fù)極焊帶5’下方的LED區(qū)域。
[0021]圖1B是圖1中背電極層的區(qū)域劃分示意圖。
[0022]圖1C是本發(fā)明的工作原理框圖。
[0023]圖中LED區(qū)域:Al、A2、A3、A4、A5、A6。太陽(yáng)能電池區(qū)域B1:包含有B2、B3、B4區(qū)域，B2是太陽(yáng)能電池正極焊帶5焊接區(qū)域，B3是太陽(yáng)能電池負(fù)極焊帶5’焊接區(qū)域，在B2、B3區(qū)域中間的B4是太陽(yáng)能電池的電池單元區(qū)域，Cl是LED正極焊線6焊接區(qū)域，C2是LED負(fù)極焊線6’焊接區(qū)域。
[0024]Al、A3、A5區(qū)域內(nèi)的LED燈珠7并聯(lián)連接，A2、A4、A6區(qū)域內(nèi)的LED燈珠7串聯(lián)連接。
[0025]太陽(yáng)能電池分節(jié)線101將太陽(yáng)能電池刻蝕成內(nèi)聯(lián)式連接，在LED區(qū)域內(nèi)電池分節(jié)線101斷開；
縱向邊緣絕緣刻線105和橫向邊緣絕緣刻線105’刻穿整個(gè)膜層，形成太陽(yáng)能電池周邊的絕緣邊；
區(qū)域分割線102刻穿電池整個(gè)膜層，將LED區(qū)域和太陽(yáng)能電池區(qū)域絕緣；
LED焊線區(qū)域分割線104刻穿整個(gè)膜層，將LED電極焊線區(qū)域和太陽(yáng)能電池電極焊帶區(qū)域絕緣，在LED區(qū)域內(nèi)LED焊線區(qū)域分割線104斷開。
[0026]圖2.是圖1中太陽(yáng)能電池I的背面膜層LED并聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2中，太陽(yáng)能電池I在襯底1-4上，依次鍍前電極層1-1、光電轉(zhuǎn)換層1-2、背電極層1-3，位于電池最邊緣的縱向邊緣絕緣刻線105和橫向邊緣絕緣刻線105’在同一位置刻穿前電極層1-1、光電轉(zhuǎn)換層1-2和背電極層1-3，靠近兩邊的橫向邊緣絕緣刻線105’內(nèi)偵J有LED焊線區(qū)域分割線104，在LED焊線區(qū)域分割線104內(nèi)側(cè)有數(shù)條電池分節(jié)線101，在縱向布置的每一組LED燈珠7的區(qū)域有兩條縱向的LED區(qū)域分割線102，區(qū)域分割線102和電池分節(jié)線101成垂直狀態(tài)，在兩條縱向LED區(qū)域分割線102的中間平行一條LED正負(fù)極分割線103，LED燈珠7的正負(fù)極分別焊接在區(qū)域分割線102的兩側(cè)，每組LED燈珠7呈并聯(lián)連接，縱向邊緣絕緣刻線105、橫向邊緣絕緣刻線105’、LED焊線區(qū)域分割線104、LED區(qū)域分割線102和LED正負(fù)極分割線103均在同一位置刻穿前電極層1_1、光電轉(zhuǎn)換層1_2和背電極層1-3。
[0028]圖3是圖1中太陽(yáng)能電池I的背面膜層LED串聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖3中，同圖2相比，在LED區(qū)域分割線102的中間垂直有數(shù)條LED正負(fù)極分割線103，有數(shù)組LED燈珠7，每組LED燈珠7呈串聯(lián)連接。
[0030]圖4是圖1中太陽(yáng)能電池I的背面膜層LED橫向并聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖4中，同圖2相比，在橫向布置的每一組LED燈珠7的區(qū)域有兩條橫向的LED區(qū)域分割線102，區(qū)域分割線102和電池分節(jié)線101成平行狀態(tài)，在兩條橫向的區(qū)域分割線102的中間平行一條LED正負(fù)極分割線103，LED燈珠7的正負(fù)極分別焊接在LED正負(fù)極分割線103的兩側(cè)，有數(shù)組LED燈珠7，每組LED燈珠7呈橫向并聯(lián)連接。
[0032]圖5是圖1中太陽(yáng)能電池I的背面膜層第四種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖5中，同圖4相比，在LED區(qū)域分割線102的中間垂直有數(shù)條LED正負(fù)極分割線103，有數(shù)組LED燈珠7，每組LED燈珠7呈橫向串聯(lián)連接。
[0034]圖6是本發(fā)明實(shí)施例1的背電極層及LED燈珠顯示排布與焊線示意圖。
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