可切換照明功能的太陽能電池組件及bipv幕墻的制作方法

專利名稱：可切換照明功能的太陽能電池組件及bipv幕墻的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及太陽能電池制造領域，尤其涉及一種可切換照明功能的太陽能電池組件及 BIPV(Building Integrated Photovoltaic)幕墻。
背景技術：
近年來，環(huán)境污染已引起全世界的關注，尤其由排放的二氧化碳的溫室效應引起的全球氣候變暖更是一個嚴重的問題。因此，人們希望采用一種不使用礦物燃料的無污染的能源。作為一種光電轉(zhuǎn)換元件的太陽能電池應運而生。然而，現(xiàn)有的太陽能電池在使用過程中一般用作發(fā)電元件使用，功能比較單一。隨著太陽能電池的廣泛使用，行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)了一些多功能的需求?；诖?，本發(fā)明提出一種新的太陽能電池組件，滿足在一些情況下，例如霧天或晚上，該組件為照明模式，不需使用該功能時，該組件為發(fā)電模式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實現(xiàn)的目的是提出一種新的太陽能電池組件，滿足在一些情況下，例如霧天或晚上，該組件為照明模式，不需使用該功能時，該組件為發(fā)電模式。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種太陽能電池組件，包括:在所述太陽能電池的至少一個透光側(cè)設置的可控散射層，所述可控散射層開啟散射功能時，增大未被所述太陽能電池利用的光射出所述太陽能電池組件的幾率；設置在所述可控散射層周圍的發(fā)光元件，所述發(fā)光元件用于向所述太陽能電池提供光源。可選地，所述可控散射層與所述太陽能電池之間設置有第一透光基板，所述發(fā)光元件設置在所述第一透光基板的側(cè)邊。可選地，相對于可控散射層的設置有所述太陽能電池的該側(cè)，所述可控散射層的另一側(cè)設置有第二透光基板，所述發(fā)光元件設置在所述第二透光基板的側(cè)邊。可選地，太陽能電池組件還包括:將光轉(zhuǎn)換成適于太陽能電池利用的波長的光轉(zhuǎn)換層?？蛇x地，被所述光轉(zhuǎn)換層轉(zhuǎn)換的光包括:太陽光與發(fā)光兀件的光?？蛇x地，所述光轉(zhuǎn)換層位于所述太陽能電池與所述可控散射層之間。可選地，所述可控散射層位于所述太陽能電池與所述光轉(zhuǎn)換層之間。可選地，所述光轉(zhuǎn)換層材質(zhì)為上轉(zhuǎn)換材料或下轉(zhuǎn)換材料中的至少一種?？蛇x地，所述上轉(zhuǎn)換材料或下轉(zhuǎn)換材料為量子點，所述量子點為至少為兩種，可以轉(zhuǎn)換至少兩個波長的光?？蛇x地，所述可控散射層包括各向異性材質(zhì)?？蛇x地，所述各向異性材質(zhì)為液晶，通過在液晶上施加電場改變其配向?？蛇x地，所述可控散射層周圍設置固體發(fā)光器件。
可選地，所述固體發(fā)光器件為LED、0LED、熒光管中的至少一種。 可選地，所述可控散射層的兩側(cè)都設置有所述光轉(zhuǎn)換層?？蛇x地，所述太陽能電池、所述可控散射層與光轉(zhuǎn)換層之間通過透光膠粘合。此外，本發(fā)明還提供一種BIPV幕墻，包括上述描述的太陽能電池組件。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:在普通的太陽能電池的透光的一側(cè)設置可控散射層；所述可控散射層不開啟散射功能時，未被所述太陽能電池利用的光射出所述太陽能電池組件的幾率很小，此時，太陽能電池組件為發(fā)電模式，滿足該組件作為光電轉(zhuǎn)換元件的用途；所述可控散射層開啟散射功能時，該未被所述太陽能電池利用的光經(jīng)過該可控散射層時，被散射，增大了射出太陽能電池組件的幾率，此時，該組件為照明模式，滿足在霧天該組件作為照明元件的目的；同時，該可控散射層周圍還設置有發(fā)光元件，所述可控散射層開啟散射功能時，該未被所述太陽能電池利用的發(fā)光元件的光經(jīng)過該可控散射層時，被散射，射出太陽能電池組件的幾率較大，此時，該組件為照明模式，滿足在晚上該組件作為照明元件的目的；進一步地，所述可控散射層與所述太陽能電池之間設置有第一透光基板，所述發(fā)光元件設置在所述第一透光基板的側(cè)邊；該第一透光基板的設置，方便了發(fā)光元件的固定;進一步地，相對于可控散射層的設置有所述太陽能電池的該側(cè)，所述可控散射層的另一側(cè)設置有第二透光基板，所述發(fā)光元件設置在所述第二透光基板的側(cè)邊；該第二透光基板的設置類似第一透光基板，方便了發(fā)光元件的固定；進一步地，太陽能電池組件還包括:將光轉(zhuǎn)換成適于太陽能電池利用的波長的光轉(zhuǎn)換層，提高了太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率；進一步地，所述光轉(zhuǎn)換層位于所述太陽能電池與所述可控散射層之間，通過所述可控散射層的光被光轉(zhuǎn)換層轉(zhuǎn)換為適于太陽能電池利用的波長的光；該適于太陽能電池利用的光，其傳播方向隨機，可控散射層不開啟散射功能時，由于可控散射層折射率大于空氣，因而，只有落入可控散射層與空氣界面的全反射角區(qū)域的轉(zhuǎn)換后的光才能射出太陽能電池組件，未落入該全反射角區(qū)域的轉(zhuǎn)換后的光被太陽能電池利用，此時，未落入該全反射角區(qū)域的轉(zhuǎn)換后的光占大部分，因而，太陽能電池組件為發(fā)電模式；可控散射層開啟散射功能時，傳播方向隨機的轉(zhuǎn)換后的光，部分傳播到該可控散射層內(nèi)，在該層內(nèi)被散射，之前未落入全反射角區(qū)域的光變?yōu)槁淙朐搮^(qū)域的幾率大于之前落入該區(qū)域的光變?yōu)椴宦淙朐搮^(qū)域的光的幾率，因而，被光轉(zhuǎn)換層轉(zhuǎn)換后的光射出太陽能電池組件的幾率增大，此時，該組件為照明模式；進一步地，所述可控散射層位于所述太陽能電池與所述光轉(zhuǎn)換層之間，光轉(zhuǎn)換層首先將光轉(zhuǎn)換為適于太陽能電池利用的波長的光，該適于太陽能電池利用的光的傳播方向隨機，部分經(jīng)過所述可控散射層，被太陽能電池利用，未被利用的轉(zhuǎn)換后的光經(jīng)過不開啟散射功能的可控散射層時，由于可控散射層(一般為液晶)、光轉(zhuǎn)換層折射率大于空氣，因而，只有落入光轉(zhuǎn)換層與空氣界面的全反射角區(qū)域的轉(zhuǎn)換后的光才能射出太陽能電池組件，未落入該全反射角區(qū)域的轉(zhuǎn)換后的光被太陽能電池利用，此時，未落入該全反射角區(qū)域的轉(zhuǎn)換后的光占大部分，因而，太陽能電池組件為發(fā)電模式；未被利用的轉(zhuǎn)換后的光經(jīng)過開啟散射功能的可控散射層時，會被散射，之前未落入全反射角區(qū)域的光變?yōu)槁淙朐搮^(qū)域的幾率大于之前落入該區(qū)域的光變?yōu)椴宦淙朐搮^(qū)域的光的幾率，因而，被光轉(zhuǎn)換層轉(zhuǎn)換后的光射出太陽能電池組件的幾率增大，此時，該組件為照明模式；進一步地，所述可控散射層包括各向異性材質(zhì)，該各向異性材質(zhì)在其相應條件下，可以使光選擇地開啟散射功能；進一步地，所述各向異性材質(zhì)為液晶，通過在液晶上施加電場改變其配向，即可實現(xiàn)照明模式或發(fā)電模式；進一步地，所述可控散射層周圍設置的發(fā)光元件為固體發(fā)光器件，性能穩(wěn)定且易于設置。


圖1是本發(fā)明實施例一提供的太陽能電池組件的結(jié)構(gòu)截面圖；圖2為圖1所示的太陽能電池組件中的LED未開啟時，其在發(fā)電模式下的工作原理圖；圖3為圖1所示的太陽能電池組件中的LED未開啟時，其在照明模式下的工作原理圖；圖4為圖1所示的太陽能電池組件中的LED開啟時，其在發(fā)電模式下的工作原理圖；圖5為圖1所示的太陽能電池組件中的LED開啟時，其在照明模式下的工作原理圖；圖6是本發(fā)明實施例二提供的一種太陽能電池組件的結(jié)構(gòu)截面圖；圖7是本發(fā)明實施例二提供的另一種太陽能電池組件的結(jié)構(gòu)截面圖；圖8是本發(fā)明實施例三提供的太陽能電池組件的結(jié)構(gòu)截面圖；圖9是本發(fā)明實施例四提供的一種太陽能電池組件的結(jié)構(gòu)截面圖；圖10是本發(fā)明實施例四提供的另一種太陽能電池組件的結(jié)構(gòu)截面圖；圖11是本發(fā)明實施例五提供的太陽能電池組件的結(jié)構(gòu)截面圖；圖12、13、14分別是本發(fā)明實施例六提供的對應圖7、10、11中的太陽能電池組件的新的太陽能電池組件的結(jié)構(gòu)截面圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供的太陽能電池組件，在普通的太陽能電池的透光的一側(cè)設置可控散射層；所述可控散射層不開啟散射功能時，未被所述太陽能電池利用的光射出所述太陽能電池組件的幾率很小，此時，太陽能電池組件為發(fā)電模式，滿足該組件作為光電轉(zhuǎn)換元件的用途；所述可控散射層開啟散射功能時，該未被所述太陽能電池利用的光經(jīng)過該可控散射層時，被散射，增大了射出太陽能電池組件的幾率，此時，該組件為照明模式，滿足在霧天該組件作為照明元件的目的；同時，該可控散射層周圍還設置有發(fā)光元件，所述可控散射層開啟散射功能時，該未被所述太陽能電池利用的發(fā)光元件的光經(jīng)過該可控散射層時，被散射，射出太陽能電池組件的幾率較大，此時，該組件為照明模式，滿足在晚上該組件作為照明元件的目的。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細的說明，由于重點在于說明本發(fā)明的原理，所以未按比例制圖。實施例一圖1為本發(fā)明實施例一提供的太陽能電池組件I的結(jié)構(gòu)截面圖，該組件I包括:依次設置的太陽能電池10、第一粘合層11、光轉(zhuǎn)換層12、第二粘合層13、第一透光基板14及可控散射層15，該基板14的兩側(cè)邊各設置一個LED16。此外，太陽能電池10的設置有光轉(zhuǎn)換層12與可控散射層15的該側(cè)為透光基板，另一側(cè)為不透光背板。在具體實施過程中，該透光基板可以為玻璃，不透光背板可以為金屬。光轉(zhuǎn)換層12將光轉(zhuǎn)換成適于太陽能電池10利用的波長的光。對于不同的太陽能電池10，可利用的光的波長范圍不同，一般具有一個上限與下限，則光轉(zhuǎn)換層12的材質(zhì)可以選擇上轉(zhuǎn)換材料或下轉(zhuǎn)換材料，該上轉(zhuǎn)換材料可以將長波長光轉(zhuǎn)換為比其波長短的光，下轉(zhuǎn)換材料可以將短波長的光轉(zhuǎn)換為比其波長長的光。現(xiàn)有的太陽能電池10按照半導體類型不同分為單晶硅太陽能電池、微晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池、非晶硅太陽能電池。對于任何一種半導體電池，只能吸收比其本身禁帶寬度(bandgap)高的光子。例如微晶硅的禁帶寬度為1.12eV，可以吸收400nm-1100nm范圍內(nèi)的波，則光轉(zhuǎn)換層12中的下轉(zhuǎn)換材料可以選用InAs量子點，上轉(zhuǎn)換材料可以選擇稀土元素，例如Yb3+，但不限于上述列舉的材料。其它實施例中，上轉(zhuǎn)換材料與下轉(zhuǎn)換材料都可以選擇相應類型的量子點。本實施例一中,光轉(zhuǎn)換層12材質(zhì)為下轉(zhuǎn)換材料,具體地,下轉(zhuǎn)換發(fā)光型量子點,其吸收峰位于短波長，發(fā)射峰位于長波長，且該量子點至少為兩種，可以轉(zhuǎn)換至少兩個波長的光，例如太陽光射入該組件I時，其中的紫外線可被第一種量子點轉(zhuǎn)換成處于紅外區(qū)域的波段的光，其中的可見光可被第二種量子點轉(zhuǎn)換成處于紅外區(qū)域的波段的光，該處于紅外區(qū)域的波段的光與太陽能電池10匹配，對應該太陽能電池10的可利用的波的頻段。需要說明的是，至少兩種量子點為非必要條件，可以采用量子點吸收峰所在頻段比較廣的一種量子點替換，也可以選擇熒光粉替換。太陽能電池10的工作原理為:光照在半導體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對，p-n結(jié)在電場的作用下，空穴由P區(qū)流向η區(qū)，電子由η區(qū)流向ρ區(qū)，接通電路后就形成電流。本實施例一中，所述可控散射層15材質(zhì)為液晶，通過在液晶的靠近光轉(zhuǎn)換層12的一側(cè)設置透明電極18，例如ΙΤ0，通過透明電極18對液晶施加電壓改變其配向，即可實現(xiàn)照明模式或發(fā)電模式。其它實施例中，可控散射層15選取的液晶可以根據(jù)其向列型不同，采用多種控制模式，例如(I)橫向電場效應型(In-Plane Switchin, IPS)液晶施加電壓后，液晶分子與基板平行排列，并且施加電壓的電極一般設置在位于液晶一側(cè)的基板上；(2)扭曲向列型(Twisted Nematic, TN)液晶施加電壓后，液晶分子在其液晶層兩側(cè)的基板間沿垂直基板方向連續(xù)地扭曲90度，施加電壓的電極一般設置在該兩側(cè)的基板上；(3)垂直配向型(Vertical Alignment, VA)液晶施加電壓后,液晶分子與基板垂直排列，為了增加視角,可設置多個配向電極，形成多區(qū)域垂直配向型(Multi domain Vertical Alignment,MVA),并且施加電壓的電極可以設置在一側(cè)的基板上，也可以設置在兩側(cè)的基板上。此外，聚合物分散液晶(Polymer-Dispersed Liquid Crystal,PDLC)其散射特性亦可藉由上下電極所形成的垂直電場控制，所以此技術亦可納入本發(fā)明提供的散射層的技術范圍。總之，不論何種模式，只要在電場控制下液晶分子形成散射的小分子即可。本實施例一采用的是橫向電場效應型液晶，因而，相鄰的透明電極18施加的電壓不同。該可控散射層15甚至可以為可動裝置，在不同檔位，允許光透光該層的程度不同，也可以為除液晶外的各向異性材質(zhì)，該各向異性材質(zhì)在電壓調(diào)制下，或其它相應條件下，可以使光選擇地散射。圖2-圖5為本實施例一提供的太陽能電池組件I在不同狀態(tài)下的工作原理圖。以下結(jié)合圖2-圖5詳細介紹各狀態(tài)下組件I的工作過程。如果在白天，LED16不開啟，透明電極18施加相應電壓V1時，所述可控散射層15(液晶)不開啟散射功能時，太陽能電池組件I的工作過程參照圖2所示，具體如下 太陽光線a從空氣中進入可控散射層15,到達光轉(zhuǎn)換層12,被光轉(zhuǎn)換層12的量子點轉(zhuǎn)換成長波光。由于空氣的折射率一般為1.0,形成可控散射層15的液晶折射率一般大于I,因此，該長波光在傳播過程中，被反射出該可控散射層15時，會發(fā)生全反射現(xiàn)象，全反射角所形成的區(qū)域如圖2中所示的錐形區(qū)域。該長波光，例如光線b，與傳播界面形成的入射角小于該全反射角，即落入錐形區(qū)域，可射出；另外一些光線，例如光線c，與傳播界面形成的入射角大于該全反射角，即不落入錐形區(qū)域，經(jīng)界面全反射后，在可控散射層15之間傳播，有可能被太陽能電池10利用。此時，不落入錐形區(qū)域被太陽能電池10利用的光占大部分，該組件I為發(fā)電模式，這是因為，理論上，傳播方向形成2 π立體角的長波光，即圖2中上半球的光都會傳播到可控散射層15與空氣的界面，而全反射角形成的區(qū)域只是一個很小的立體角區(qū)域。仍為白天，LED16不開啟，透明電極18施加相應電壓V2時，可控散射層15(液晶)開啟散射功能時，太陽能電池組件I的工作過程參照圖3所示，具體如下:太陽光線a從空氣中進入可控散射層15,到達光轉(zhuǎn)換層12,被光轉(zhuǎn)換層12的量子點轉(zhuǎn)換成長波光。由于空氣的折射率一般為1.0 ，形成可控散射層15的液晶折射率一般也都大于1，因此，該長波光在傳播過程中，被反射出該可控散射層15時，也會發(fā)生全反射現(xiàn)象，全反射角所形成的區(qū)域如圖2中所示的錐形區(qū)域。需要說明的是，上述過程中太陽光線a在進入可控散射層15時也會被散射。傳播方向隨機的長波光，其中部分會傳播到該可控散射層15內(nèi)，本實施例一中該散射層15為液晶,其中部分光線與液晶的取向不一致,該部分光線在液晶內(nèi)傳播時，各向異性的結(jié)構(gòu)形成了類似漫反射的結(jié)構(gòu)，因此，該部分光線在該層15內(nèi)被散射，之前未落入全反射角區(qū)域的光變?yōu)槁淙朐搮^(qū)域的幾率大于之前落入該區(qū)域的光變?yōu)椴宦淙朐搮^(qū)域的光的幾率。這是因為，理論上，傳播方向形成2 π立體角的長波光，即上半球的光都會傳播到可控散射層15與空氣的界面，而全反射角形成的區(qū)域只是一個很小的立體角區(qū)域，舉例來說，之前未落入全反射角區(qū)域的光為90 %，該大量光變?yōu)槁淙朐撔^(qū)域的幾率，之前落入該區(qū)域的光為10%，該少量光變?yōu)椴宦淙朐撔^(qū)域的光的幾率，前者要大于后者。繼續(xù)參照圖3所示，該長波光，例如光線b’，與傳播界面形成的入射角仍小于該全反射角，即落入錐形區(qū)域，可射出；另外一些光線，例如光線c’，與傳播界面形成的入射角變?yōu)樾∮谠撊瓷浣?，即也落入錐形區(qū)域，可射出。需要說明的是，該可控散射層15 (液晶)的散射功能開啟與否，只會使得該層15內(nèi)的微結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，并不影響該層15的整體折射率，因而，該全反射角所在的立體角區(qū)域不會變化。綜上，可控散射層15(液晶)開啟散射功能時，增大了該長波光射出太陽能電池組件I的幾率，此時，該組件I為照明模式，可以在霧天起照明作用。可以看出，可控散射層15(液晶)開啟散射功能時長波光射出太陽能電池組件I的幾率增大，是相對于可控散射層15 (液晶)的散射功能不開啟時，長波光射出太陽能電池組件I的幾率來說的。需要說明的是，上述描述的可控散射層15(液晶)不開啟散射功能時，射出太陽能電池組件I的光也起照明作用，但該部分光線很少，該組件I仍為發(fā)電模式；可控散射層15(液晶)開啟散射功能時，仍有部分光未射出太陽能電池組件I，該部分光仍被太陽能電池10利用，但該部分光線很少，該組件I仍為照明模式。如果在晚上，LED16開啟，透明電極18施加相應電壓V1時，所述可控散射層15 (液晶)不開啟散射功能時，太陽能電池組件I的工作過程參照圖4所示，具體如下:LED光線d從第一透光基板14射入光轉(zhuǎn)換層12,被光轉(zhuǎn)換層12的量子點轉(zhuǎn)換成長波光。由于空氣的折射率一般為1.0，形成可控散射層15的液晶折射率一般也都大于1，因此，該長波光在傳播過程中，被反射出該可控散射層15時，也會發(fā)生全反射現(xiàn)象，全反射角所形成的區(qū)域如圖4中所示的錐形區(qū)域。該長波光，例如光線e，與傳播界面形成的入射角小于該全反射角，即落入錐形區(qū)域，可射出；另外一些光線，例如光線f，與傳播界面形成的入射角大于該全反射角，即不落入錐形區(qū)域，經(jīng)界面全反射后，在可控散射層15之間傳播，有可能被太陽能電池10利用。仍為晚上，LED16開啟，透明電極18施加相應電壓V2時,可控散射層15 (液晶)開啟散射功能時，太陽能電池組件I的工作過程參照圖5所示，具體如下:LED光線d從第一透光基板14中射入光轉(zhuǎn)換層12,被光轉(zhuǎn)換層12的量子點轉(zhuǎn)換成長波光。由于空氣的折射率一般為1.0,形成可控散射層15的液晶折射率一般也都大于I,因此，該長波光在傳播過程中，被反射出該可控散射層15時，也會發(fā)生全反射現(xiàn)象，全反射角所形成的區(qū)域如圖5中所示的錐形區(qū)域。傳播方向隨機的長波光，其中部分會傳播到該可控散射層15內(nèi)，本實施例一中該散射層15為液晶,其中部分光線與液晶的取向不一致,該部分光線在液晶內(nèi)傳播時，各向異性的結(jié)構(gòu)形成了類似漫反射的結(jié)構(gòu)，因此，該部分光線在該層15內(nèi)被散射，之前未落入全反射角區(qū)域的光變?yōu)槁淙朐搮^(qū)域的幾率大于之前落入該區(qū)域的光變?yōu)椴宦淙朐搮^(qū)域的光的幾率。這是因為，理論上，傳播方向形成2π立體角的長波光，即上半球的光都會傳播到可控散射層15與空氣的界面，而全反射角形成的區(qū)域只是一個很小的立體角區(qū)域，舉例來說，之前未落入全反射角區(qū)域的光為90%，該大量光變?yōu)槁淙朐撔^(qū)域的幾率，之前落入該區(qū)域的光為10%，該少量光變?yōu)椴宦淙朐撔^(qū)域的光的幾率，前者要大于后者。繼續(xù)參照圖5所示，該長波光，例如光線e’，與傳播界面形成的入射角仍小于該全反射角，即落入錐形區(qū)域，可射出；另外一些光線，例如光線f’，與傳播界面形成的入射角變?yōu)樾∮谠撊瓷浣牵匆猜淙脲F形區(qū)域，可射出。因而，可控散射層15 (液晶)開啟散射功能時，增大了該長波光射出太陽能電池組件I的幾率，此時，該組件I為照明模式，可以滿足夜間照明的目的。同樣需要說明的是，上述描述的可控散射層15(液晶)不開啟散射功能時，射出太陽能電池組件I的光(LED光或LED光被轉(zhuǎn)換的長波光)也起照明作用，但該部分光線很少，該組件I仍為發(fā)電模式；可控散射層15(液晶)開啟散射功能時,仍有部分光未射出太陽能電池組件1，該部分光仍被太陽能電池10利用，但該部分光線很少，該組件I仍為照明模式。第一粘合層11與第二粘合層13為透光膠，例如EVA，該兩層也可以省略，直接由空氣起隔離作用。LED可以由0LED、細長條形的熒光管等固體發(fā)光元件代替，總之發(fā)光元件即可，但由于需在晚上提供光源，因而，該發(fā)光元件不包含太陽。第一透光基板14也為非必要條件，正如前面所述，該基板14提供固定LED的裝置，可控散射層15允許的情況下，LED可以設置在該層15周圍。基于前述描述的光轉(zhuǎn)換層12的作用，該層12也可以省略。太陽能電池10直接吸收太陽光或發(fā)光元件(LED)中的可利用波段。此外，本實施例一中，由于太陽能電池10的一側(cè)為透光基板，另一側(cè)為不透光背板，因此，多個上述描述的太陽能電池組件I可將背板固定在墻體內(nèi)側(cè)，透光基板朝外，以形成一種BIPV(Building Integrated Photovoltaic)幕墻。該幕墻可以設置在高樓建筑上，既起到裝飾效果，又可以同時照明和發(fā)電。此外，此多個太陽能電池組件I可以呈位于中心的一個太陽能電池組件I呈發(fā)電模式，其相鄰的四個都呈照明模式的陣列排布。另外，在其它實施例中，太陽能電池10的一側(cè)為透光基板，另一側(cè)為透光背板，該結(jié)構(gòu)形成的太陽能電池組件也可形成一種BIPV(Building Integrated Photovoltaic)幕墻。該幕墻可以設置在走廊或隔音墻上，既起到裝飾效果，又可以同時照明和發(fā)電。此外，該多個太陽能電池組件可以呈位于中心的一個太陽能電池組件呈發(fā)電模式，其相鄰的四個都呈照明模式的陣列排布。實施例二圖6為本發(fā)明實施例二提供的太陽能電池組件2的結(jié)構(gòu)截面圖，該組件2包括:依次設置的太陽能電池10、第一粘合層11、光轉(zhuǎn)換層12、第二粘合層13、可控散射層15及第二透光基板17，該基板17的兩側(cè)邊各設置一個LED16。此外，太陽能電池10的設置有光轉(zhuǎn)換層12與可控散射層15的該側(cè)為透光基板，另一側(cè)為不透光背板?？梢钥闯觯緦嵤├械奶柲茈姵亟M件2與實施例一不同之處在于:省略了第一透光基板14及兩側(cè)邊各設置的LED16，增加了第二透光基板17及兩側(cè)邊各設置的LED16，除此之外，其它各層結(jié)構(gòu)及材質(zhì)選擇與實施例一相同，因而，繼續(xù)沿用相同的標號。太陽能電池組件2與太陽能電池組件I的工作原理相同，都為:LED16不開啟，且可控散射層15不開啟散射功能時，未被所述太陽能電池10利用的長波光(由太陽光轉(zhuǎn)換而來)射出所述太陽能電池組件2的幾率很小，此時，太陽能電池組件2為發(fā)電模式，滿足該組件2作為光電轉(zhuǎn)換元件的用途；LED16不開啟，可控散射層15開啟散射功能時，該未被所述太陽能電池10利用的長波光(由太陽光轉(zhuǎn)換而來)經(jīng)過該可控散射層15時，被散射，增大了射出太陽能電池組件2的幾率，此時，該組件2為照明模式，滿足在霧天該組件2作為照明元件的目的。LED16開啟，所述可控散射層15開啟散射功能時，該未被所述太陽能電池10利用的長波光經(jīng)過該可控散射層15時，被散射，射出太陽能電池組件2的幾率較大，此時，該組件2為照明模式，滿足夜間照明的目的。此外，由于LED16設置在可控散射層15的相對于設置有太陽能電池10的該側(cè)的另一側(cè)，因而，LED光經(jīng)過可控散射層15時，部分也會被散射出組件2，該部分光頻率與被散射出的長波光頻率不同，使得該組件2在晚上作為照明元件使用時，呈彩色發(fā)光體。此外，在其它實施例中，太陽能電池組件可以同時包含第一透光基板14及兩側(cè)邊各設置的LED16、第二透光基板17及兩側(cè)邊各設置的LED16，如圖7所示的太陽能組件3。兩基板14、17及各自的LED16的工作過程互不影響。此外，本實施例二中，由于太陽能電池10的一側(cè)也為透光基板，另一側(cè)為不透光背板，因此，多個上述描述的太陽能電池組件2或太陽能電池組件3可將背板固定在墻體內(nèi)偵牝透光基板朝外，以形成一種BIPV幕墻。該幕墻可以設置在高樓建筑上，既起到裝飾效果，又可以起照明和發(fā)電作用。此外，此多個太陽能電池組件2或太陽能電池組件3可以呈位于中心的一個太陽能電池組件2或太陽能電池組件3呈發(fā)電模式，其相鄰的四個都呈照明模式的陣列排布。另外，在其它實施例中，太陽能電池10的一側(cè)為透光基板，另一側(cè)為透光背板，該結(jié)構(gòu)形成的太陽能電池組件也可形成一種BIPV幕墻。該幕墻可以設置在走廊或隔音墻上，既起到裝飾效果，又可以起照明和發(fā)電作用。此外，該多個太陽能電池組件可以呈位于中心的一個太陽能電池組件呈發(fā)電模式，其相鄰的四個都呈照明模式的陣列排布。實施例三圖8為本發(fā)明實施例三提供的太陽能電池組件4的結(jié)構(gòu)截面圖，該組件4包括:依次設置的太陽能電池10、第一粘合層11、第一透光基板14、可控散射層15、第二粘合層13及光轉(zhuǎn)換層12，該基板14的兩側(cè)邊各設置一個LED16。此外，太陽能電池10的設置有光轉(zhuǎn)換層12與可控散射層15的該側(cè)為透光基板，另一側(cè)為不透光背板?？梢钥闯?，本實施例三中的太陽能電池組件4與實施例一不同之處在于:可控散射層15與光轉(zhuǎn)換層12的相對位置關系不同。實施例一中的太陽能電池組件I的光轉(zhuǎn)換層12設置在太陽能電池10與可控散射層15之間，太陽光線先經(jīng)過可控散射層15，再進入光轉(zhuǎn)換層12，本實施例三中的太陽能電池組件4中的可控散射層15設置在太陽能電池10與光轉(zhuǎn)換層12之間,太陽光線先經(jīng)過光轉(zhuǎn)換層12,被轉(zhuǎn)換成長波光后再進入可控散射層15。太陽能電池組件4的工作原理為:LED16不開啟，且可控散射層15不開啟散射功能時，光轉(zhuǎn)換層12首先將太陽光轉(zhuǎn)換為適于太陽能電池10利用的長波光,該長波光傳播方向隨機，部分經(jīng)過所述可控散射層15，被太陽能電池10利用，未被利用的長波光經(jīng)過不開啟散射功能的可控散射層15時，由于可控散射層15 ( —般為液晶)、光轉(zhuǎn)換層12折射率大于空氣，因而，只有落入光轉(zhuǎn)換層12與空氣界面的全反射角區(qū)域的長波光才能射出太陽能電池組件4，未落入該全反射角區(qū)域的長波光被太陽能電池10利用，此時，未落入該全反射角區(qū)域的長波光占大部分，因而，太陽能電池組件4為發(fā)電模式。LED16不開啟，且可控散射層15開啟散射功能時，光轉(zhuǎn)換層12首先將太陽光轉(zhuǎn)換為適于太陽能電池10利用的長波光，該長波光的傳播方向隨機，部分經(jīng)過所述可控散射層15，被太陽能電池10利用，未被利用的長波光經(jīng)過開啟散射功能的可控散射層15時，會被散射，之前未落入全反射角區(qū)域的光變?yōu)槁淙朐搮^(qū)域的幾率大于之前落入該區(qū)域的光變?yōu)椴宦淙朐搮^(qū)域的光的幾率，因而，射出太陽能電池組件4的幾率增大，此時，該組件4為照明模式，可以滿足霧天照明需求。LED16開啟，所述可控散射層15開啟散射功能時，光轉(zhuǎn)換層12首先將LED光轉(zhuǎn)換為適于太陽能電池10利用的長波光，該長波光的傳播方向隨機，部分經(jīng)過所述可控散射層15，被太陽能電池10利用，未被所述太陽能電池10利用的長波光經(jīng)過該可控散射層15時，被散射，射出太陽能電池組件4的幾率較大，此時，該組件4為照明模式，可以滿足夜間照明需求。此外，本實施例三中，由于太陽能電池10的一側(cè)也為透光基板，另一側(cè)為不透光背板，因此，多個上述描述的太陽能電池組件4可將背板固定在墻體內(nèi)側(cè)，透光基板朝外，以形成一種BIPV幕墻。該幕墻可以設置在高樓建筑上，既起到裝飾效果，又可以起照明和發(fā)電作用。此外，此多個太陽能電池組件4可以呈位于中心的一個太陽能電池組件4呈發(fā)電模式，其相鄰的四個都呈照明模式的陣列排布。另外，在其它實施例中，太陽能電池10的一側(cè)為透光基板，另一側(cè)為透光背板，該結(jié)構(gòu)形成的太陽能電池組件也可形成一種BIPV幕墻。該幕墻可以設置在走廊或隔音墻上，既起到裝飾效果，又可以同時照明和發(fā)電。此外，該多個太陽能電池組件可以呈位于中心的一個太陽能電池組件呈發(fā)電模式，其相鄰的四個都呈照明模式的陣列排布。實施例四圖9為本發(fā)明實施例四提供的太陽能電池組件5的結(jié)構(gòu)截面圖，該組件5包括:依次設置的太陽能電池10、第一粘合層11、第二透光基板17、可控散射層15、第二粘合層13及光轉(zhuǎn)換層12，該基板17的兩側(cè)邊各設置一個LED16。此外，太陽能電池10的設置有光轉(zhuǎn)換層12與可控散射層15的該側(cè)為透光基板，另一側(cè)為不透光背板?？梢钥闯觯緦嵤├闹械奶柲茈姵亟M件5與實施例三不同之處在于:省略了第一透光基板14及兩側(cè)邊各設置的LED16，增加了第二透光基板17及兩側(cè)邊各設置的LED16，除此之外，其它各層結(jié)構(gòu)及材質(zhì)選擇與實施例一相同，因而，繼續(xù)沿用相同的標號。太陽能電池組件5與太陽能電池組件4的工作原理相同，都為:LED16不開啟，且可控散射層15不開啟散射功能時,光轉(zhuǎn)換層12首先將太陽光轉(zhuǎn)換為適于太陽能電池10利用的長波光，該長波光傳播方向隨機，部分經(jīng)過所述可控散射層15，被太陽能電池10利用，未被利用的長波光經(jīng)過不開啟散射功能的可控散射層15時，由于可控散射層15 ( —般為液晶)、光轉(zhuǎn)換層12折射率大于空氣，因而，只有落入光轉(zhuǎn)換層12與空氣界面的全反射角區(qū)域的長波光才能射出太陽能電池組件5，未落入該全反射角區(qū)域的長波光被太陽能電池10利用，此時，未落入該全反射角區(qū)域的長波光占大部分，因而，太陽能電池組件5為發(fā)電模式。LED16不開啟，且可控散射層15開啟散射功能時，光轉(zhuǎn)換層12首先將太陽光轉(zhuǎn)換為適于太陽能電池10利用的長波光，該長波光傳播方向隨機，部分經(jīng)過所述可控散射層15，被太陽能電池10利用，未被利用的長波光經(jīng)過開啟散射功能的可控散射層15時，會被散射，之前未落入全反射角區(qū)域的光變?yōu)槁淙朐搮^(qū)域的幾率大于之前落入該區(qū)域的光變?yōu)椴宦淙朐搮^(qū)域的光的幾率，因而，射出太陽能電池組件5的幾率增大，此時，該組件5為照明模式，可以滿足霧天照明需求。
LED 16開啟，所述可控散射層15開啟散射功能時，光轉(zhuǎn)換層12首先將LED光轉(zhuǎn)換為適于太陽能電池10利用的長波光，該長波光的傳播方向隨機，部分經(jīng)過所述可控散射層15，被太陽能電池10利用，未被所述太陽能電池10利用的長波光經(jīng)過該可控散射層15時，被散射，射出太陽能電池組件4的幾率較大，此時，該組件5為照明模式，可以滿足夜間照明需求。此外，由于LED16設置在可控散射層15相對于太陽能電池10的該側(cè)，因而，LED光經(jīng)過可控散射層15時，部分也會被散射出組件5，該部分光頻率與被散射出的長波光頻率不同，使得該組件5在晚上作為照明元件使用時，呈彩色發(fā)光體。此外，在其它實施例中，太陽能電池組件可以同時包含第一透光基板14及兩側(cè)邊各設置的LED16、第二透光基板17及兩側(cè)邊各設置的LED16，如圖10所示的太陽能組件6。兩基板14、17及各自的LED16的工作過程互不影響。此外，本實施例四中，由于太陽能電池10的一側(cè)也為透光基板，另一側(cè)為不透光背板，因此，多個上述描述的太陽能電池組件5或太陽能電池組件6可將背板固定在墻體內(nèi)偵牝透光基板朝外，以形成一種BIPV幕墻。該幕墻可以設置在高樓建筑上，既起到裝飾效果，又可以同時照明和發(fā)電。此外，此多個太陽能電池組件5或太陽能電池組件6可以呈位于中心的一個太陽能電池組件5或太陽能電池組件6呈發(fā)電模式，其相鄰的四個都呈照明模式的陣列排布。另外，在其它實施例中，太陽能電池10的一側(cè)為透光基板，另一側(cè)為透光背板，該結(jié)構(gòu)形成的太陽能電池組件也可形成一種BIPV幕墻。該幕墻可以設置在走廊或隔音墻上，既起到裝飾效果，又可以同時照明和發(fā)電。此外，該多個太陽能電池組件可以呈位于中心的一個太陽能電池組件呈發(fā)電模式，其相鄰的四個都呈照明模式的陣列排布。實施例五圖11為本發(fā)明實施例五提供的太陽能電池組件7的結(jié)構(gòu)截面圖，該組件7包括:依次設置的太陽能電池10、第一粘合層11、光轉(zhuǎn)換層12、第一透光基板14、可控散射層15、第二透光基板17、第二粘合層13及光轉(zhuǎn)換層12，該基板14、17的兩側(cè)邊各設置一個LED16?？梢钥闯?，本實施例五中的太陽能電池組件7是在實施例二中的太陽能電池組件3的基礎上再增設一層光轉(zhuǎn)換層12。因而，其工作原理與實施例一、二、三、四相同，簡要地講，外層的光轉(zhuǎn)換層12首先將光轉(zhuǎn)換為適于太陽能電池10利用的長波光，該長波光的傳播方向隨機，部分經(jīng)過所述可控散射層15，被太陽能電池10利用，未被利用的長波光經(jīng)過不開啟散射功能的可控散射層15時，由于可控散射層15( —般為液晶)、內(nèi)層的光轉(zhuǎn)換層12折射率大于空氣，因而，只有落入外層的光轉(zhuǎn)換層12與空氣界面的全反射角區(qū)域的長波光才能射出太陽能電池組件7，未落入該全反射角區(qū)域的長波光被太陽能電池10利用，此時，未落入該全反射角區(qū)域的長波光占大部分，因而，太陽能電池組件7為發(fā)電模式；未被利用的長波光經(jīng)過開啟散射功能的可控散射層15時，會被散射，之前未落入全反射角區(qū)域的光變?yōu)槁淙朐搮^(qū)域的幾率大于之前落入該區(qū)域的光變?yōu)椴宦淙朐搮^(qū)域的光的幾率，因而，長波光射出太陽能電池組件7的幾率增大，此時，該組件7為照明模式。更詳細工作過程參照上述各實施例。其中，第一透光基板14、第二透光基板17可以省略。實施例六本實施例六提供的太陽能電池組件8、9、20中的太陽能電池10’的兩側(cè)都為透光基板。本實施例六提供的太陽能電池組件8如圖12所示，為圖7中的第一粘合層11、光轉(zhuǎn)換層12、第二粘合層13、第一透光基板14、可控散射層15、第二透光基板17及該基板14、17的兩側(cè)邊各設置的一個LED16以太陽能電池10’為對稱面，在另一側(cè)再分別各設置一層。本實施例六提供的太陽能電池組件9如圖13所示，為圖10中的第一粘合層11、第一透光基板14、可控散射層15、第二透光基板17、第二粘合層13、光轉(zhuǎn)換層12及該基板14、17的兩側(cè)邊各設置的一個LED16，以太陽能電池10’為對稱面，在另一側(cè)再分別各設置一層。本實施例六提供的太陽能電池組件20如圖14所示，為圖11中的第一粘合層11、光轉(zhuǎn)換層12、第二粘合層13、第一透光基板14、可控散射層15、第二透光基板17、光轉(zhuǎn)換層12及該兩基板14、17的兩側(cè)邊各設置的一個LED16，以太陽能電池10’為對稱面，在另一側(cè)
再分別各設置一層。需要說明的是，在具體實施過程中，太陽能電池組件8、9、20中的第一透光基板
14、第二透光基板17及該兩基板14、17的兩側(cè)邊各設置的一個LED16可以分別省略，也可以全部省略。可以理解的是，太陽能電池組件8、9、20中的太陽能電池10’兩側(cè)的工作原理類似，兩邊可以同時為相同的模式，也可以為不同的模式。此外，太陽能電池10’兩側(cè)的結(jié)構(gòu)不限于本實施例中的對稱結(jié)構(gòu)，也可以為不對稱結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)兩種模式即可。另外，太陽能電池組件8、9、20中的太陽能電池10’的一側(cè)為透光基板，另一側(cè)為透光背板，該結(jié)構(gòu)形成的太陽能電池組件也可形成一種BIPV幕墻。該幕墻可以設置在走廊或隔音墻上，既起到裝飾效果，又可以起照明和發(fā)電作用。此外，該多個太陽能電池組件可以呈位于中心的一個太陽能電池組件呈發(fā)電模式，其相鄰的四個都呈照明模式的陣列排布。本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領域技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術內(nèi)容對本發(fā)明技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍。
權利要求
1.一種太陽能電池組件，其特征在于，包括: 太陽能電池； 在所述太陽能電池的至少一個透光側(cè)設置的可控散射層，所述可控散射層開啟散射功能時，增大未被所述太陽能電池利用的光射出所述太陽能電池組件的幾率； 設置在所述可控散射層周圍的發(fā)光元件，所述發(fā)光元件用于向所述太陽能電池提供光源。
2.根據(jù)權利要求1所述的太陽能電池組件，其特征在于，所述可控散射層與所述太陽能電池之間設置有第一透光基板，所述發(fā)光元件設置在所述第一透光基板的側(cè)邊。
3.根據(jù)權利要求1所述的太陽能電池組件，其特征在于，相對于可控散射層的設置有所述太陽能電池的該側(cè)，所述可控散射層的另一側(cè)設置有第二透光基板，所述發(fā)光元件設置在所述第二透光基板的側(cè)邊。
4.根據(jù)權利要求1所述的太陽能電池組件，其特征在于，還包括:將光轉(zhuǎn)換成適于太陽能電池利用的波長的光轉(zhuǎn)換層。
5.根據(jù)權利要求4所述的太陽能電池組件，其特征在于，被所述光轉(zhuǎn)換層轉(zhuǎn)換的光包括:太陽光與發(fā)光兀件的光。
6.根據(jù)權利要求4所述的太陽能電池組件，其特征在于，所述光轉(zhuǎn)換層位于所述太陽能電池與所述可控散射層之間。
7.根據(jù)權利要求4所述的太陽能電池組件，其特征在于，所述可控散射層位于所述太陽能電池與所述光轉(zhuǎn)換層之間。
8.根據(jù)權利要求4所述的太陽能電池組件，其特征在于，所述光轉(zhuǎn)換層材質(zhì)為上轉(zhuǎn)換材料或下轉(zhuǎn)換材料中的至少一種。
9.根據(jù)權利要求8所述的太陽能電池組件，其特征在于，所述上轉(zhuǎn)換材料或下轉(zhuǎn)換材料為量子點，所述量子點為至少為兩種，可以轉(zhuǎn)換至少兩個波長的光。
10.根據(jù)權利要求1所述的太陽能電池組件，其特征在于，所述可控散射層包括各向異性材質(zhì)。
11.根據(jù)權利要求10所述的太陽能電池組件，其特征在于，所述各向異性材質(zhì)為液晶，通過在液晶上施加電場改變其配向。
12.根據(jù)權利要求1所述的太陽能電池組件，其特征在于，所述發(fā)光元件為固體發(fā)光器件。
13.根據(jù)權利要求12所述的太陽能電池組件，其特征在于，所述固體發(fā)光器件為LED、OLED、熒光管中的至少一種。
14.根據(jù)權利要求4所述的太陽能電池組件，其特征在于，所述可控散射層的兩側(cè)都設置有所述光轉(zhuǎn)換層。
15.根據(jù)權利要求4所述的太陽能電池組件，其特征在于，所述太陽能電池、所述可控散射層與光轉(zhuǎn)換層之間通過透光膠粘合。
16.一種BIPV幕墻，其特征在于，包括權利要求1-15中任意一項所述的太陽能電池組件。
全文摘要
一種太陽能電池組件，包括太陽能電池，在太陽能電池的至少一個透光側(cè)設置的可控散射層，設置在可控散射層周圍的發(fā)光元件；其中，可控散射層開啟散射功能時，增大未被所述太陽能電池利用的光射出太陽能電池組件的幾率；所述發(fā)光元件用于向所述太陽能電池提供光源。此外，本發(fā)明還提供一種包含該太陽能電池組件的BIPV幕墻。采用本發(fā)明的太陽能電池組件、BIPV幕墻，可以滿足在霧天或晚上，該組件為照明模式，不需使用該功能時，該組件為發(fā)電模式。
文檔編號H01L31/048GK103137739SQ201110389819
公開日2013年6月5日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權日2011年11月30日
發(fā)明者何振弘 申請人:杜邦太陽能有限公司