TW201603306A

TW201603306A - 圖案化太陽能電池看板的製作方法

Info

Publication number: TW201603306A
Application number: TW103123572A
Authority: TW
Inventors: Shui-Yang Lian; I-Hsun Lin
Original assignee: Life Renewable Energy Co Ltd
Priority date: 2014-07-09
Filing date: 2014-07-09
Publication date: 2016-01-16

Abstract

一種圖案化太陽能電池看板的製作方法，其先於一第一透明基板上形成一光電轉換層，再於該光電轉換層上形成一圖樣化的阻擋層，接著以一噴砂製程透過該阻擋層去除裸露的該光電轉換層，使該光電轉換層形成至少一圖樣化的鏤空區，最後形成一色彩層與一第二透明基板於該光電轉換層上，該至少一色彩層之位置對應於該至少一鏤空區。本案藉由該噴砂製程與該阻擋層，可快速形成大面積的該至少一鏤空區，並配合色彩層使用而可作為廣告看板，提高太陽能廣告看板在日光下的能見度，符合使用所需。

Description

圖案化太陽能電池看板的製作方法

【0001】

本發明係有關一種薄膜太陽能電池，尤指一種圖案化太陽能電池看板的製作方法。

【0002】

能源的使用，與人類社會的發展息息相關，尤其在工業化國家中，更扮演舉足輕重的角色，小至日常生活中的食衣住行，乃至各產業的發展，都與能源的使用有莫大的關係。

【0003】

能源依照其來源以及利用性，分為耗竭性能源以及可再生能源兩種，且以石油、煤礦及核能等耗竭性能源為使用的主流；然而，自工業革命之後，人類對於能源的依賴性快速的增加，耗竭性能源在大量消耗下已出現供應短缺之情形；兼且使用消耗性能源，會對於環境造成不小的影響，因此，為了解決能源短缺之現象並且保護環境不受到破壞，可再生能源的重要性近年來也漸漸受到重視。

【0004】

可再生能源，包含了風力、潮汐能、地熱能和太陽能等來自大自然的能量，而太陽能電池由於其設置地點較無限制，且能量取得來源容易，因此近來更被認為是可再生能源中的未來新星。其中，薄膜太陽能電池因為其低成本以及具大量製造的特性，而於市場中快速成長，薄膜太陽能電池由於可以使用在價格低廉的玻璃、塑膠、陶瓷、石墨，金屬片等不同材料當基板來製造，形成可產生電壓的薄膜厚度僅需數微米，而且由於薄膜是可使用軟性基材，應用彈性大。習知的薄膜太陽能電池，使用玻璃作為基板，並常見使用於雨棚、遮光罩、屋頂以及大樓窗戶等，藉此產生發電的效果，進而節省大量的電費，並有效達到節能省碳的效果。

【0005】

為使太陽能電池得以呈現圖樣增加美觀，太陽能電池可利用雷射進行熔蝕而形成一具圖案化的顯示區域，利用光穿透的方式讓光源在通過該太陽能電池時能呈現出圖案而提高其美觀及藝術價值，可應用於建築玻璃上或具有背光源的看板。惟此類的太陽能電池係利用背光照明的方式，穿透太陽能電池後供觀看者在前方觀看影像，但在白天或其他具有充足照明的環境中，背光所產生之圖案能見度過低，無法有效呈現太陽能電池上的圖案，而廣告看板不論在白天或夜晚都必須具有清楚的顯示特性，故上述的圖案化太陽能電池並無法應用至廣告看板中。

【0006】

本發明之主要目的，在於改善圖案化太陽能電池在白天或其他照明充足的地方能見度不佳之問題。

【0007】

為達上述目的，本發明提供一種圖案化太陽能電池看板的製作方法，其係包含以下步驟：

【0008】

S1：於一第一透明基板上形成一光電轉換層。

【0009】

S2：於該光電轉換層上形成一圖樣化的阻擋層。

【0010】

S3：以一噴砂製程透過該阻擋層去除裸露的該光電轉換層，使該光電轉換層形成至少一圖樣化的鏤空區。

【0011】

S4：準備一第二透明基板。

【0012】

S5：將該第二透明基板與該光電轉換層遠離該第一透明基板之一側相互結合，並於該第二透明基板與該光電轉換層之間形成至少一色彩層，該至少一色彩層之位置對應於該至少一鏤空區，完成該圖案化太陽能電池看板的製作；其中各該色彩層可為不相同之顏色，並於各該鏤空區中顯示，使該圖案化太陽能電池看板具有多樣的色彩組合。

【0013】

由上述說明可知，本發明具有下列特點：

【0014】

一、利用該噴砂製程去除該光電轉換層形成該至少一鏤空區，搭配對應該至少一鏤空區的該至少一色彩區，使該圖案化太陽能電池看板可藉由反射來自該第一透明基板一側的光線來呈現圖案，改善習知太陽能電池利用背光穿透的方式呈現圖案時在白天或其他照明充足的環境下圖案能見度不佳的問題。

【0015】

二、在夜晚時，利用該光電轉換層收集的電力而使用外部燈光進行照明，進而同樣達到廣告看板的醒目效果。

【0016】

三、藉由該至少一色彩層設置於該第二透明基板與該光電轉換層之間的設置，進而簡單提供該圖案化太陽能電池看板顏色之呈現。

【0017】

四、利用該至少一色彩層對應該至少一鏤空區的設置，並搭配不同顏色的該至少一色彩層，提供該圖案化太陽能電池看板不同色彩之組合。

【0045】

10‧‧‧第一透明基板

【0046】

20‧‧‧光電轉換層

【0047】

21‧‧‧光轉換區

【0048】

211‧‧‧透明導電層

【0049】

212‧‧‧半導體層

【0050】

213‧‧‧金屬導電層

【0051】

22‧‧‧電連接件

【0052】

30‧‧‧阻擋層

【0053】

40‧‧‧鏤空區

【0054】

50‧‧‧色彩層

【0055】

60‧‧‧黏膠層

【0056】

70‧‧‧封裝層

【0057】

70a‧‧‧第二透明基板

【0058】

80‧‧‧發光組件

【0059】

81‧‧‧基座

【0060】

82‧‧‧發光二極體

【0061】

90‧‧‧入光側

【0062】

S1～S6、P1‧‧‧步驟

【0018】

圖1，為本發明之步驟流程示意圖。

【0019】

圖2A～2F，為本發明之製程剖面示意圖。

【0020】

圖3，為本發明光電轉換層之剖面結構示意圖。

【0021】

圖4，為本發明之第一實施例之結構分解示意圖。

【0022】

圖5，為本發明之第二實施例之結構分解示意圖。

【0023】

圖6，為本發明之第三實施例之結構分解示意圖。

【0024】

有關本發明之詳細說明及技術內容，現就配合圖示說明如下：

【0025】

請參閱「圖1」以及「圖2A」至「圖2F」所示，本發明提供一種圖案化太陽能電池看板的製作方法，其係包含以下步驟：

【0026】

S1：於一第一透明基板10上形成一光電轉換層20，如「圖2A」所示；進一步說明，請配合參閱「圖3」以及「圖4」，該光電轉換層20其係由複數光轉換區21透過複數電連接件22串聯連接所組成，而各該光轉換區21係以一透明導電層211、一半導體層212以及一金屬導電層213之順序形成於該第一透明基板10上，其中，利用CIGS光電材料可加強該光電轉換層20之光電轉換效率，而提供較高的電能符合使用所需。

【0027】

S2：形成一阻擋層30，如「圖2B」所示，於該光電轉換層20上形成圖樣化的該阻擋層30，其中該阻擋層30之材料可為聚乙烯（PolyEthylene, PE）、聚碳酸酯（Poly Carbonate, PC）、聚氯乙烯（PolyVinyl Chloride, PVC）或聚對苯二甲酸乙二酯（PolyEthylene Terephthalate, PET）等高分子材料；另外，該阻擋層30之厚度與雕刻圖案的精細度或深淺度有關，較薄厚度的該阻擋層30可製作出較細微的圖形，而厚度較厚的該阻擋層30則可製作立體感明顯的圖形，因此，為因應使用者之需求不同，該阻擋層30之厚度介於0.1～3.0 mm之間。

【0028】

S3：以一噴砂製程形成至少一鏤空區40，如「圖2C」所示，利用該噴砂製程透過該阻擋層30去除裸露的該光電轉換層20，使該光電轉換層20形成圖樣化的該至少一鏤空區40；須進一步說明的是，本發明係限定使用噴砂製程的方式形成該至少一鏤空區40，因而具有快速、大面積、低成本之優點，而由於該阻擋層30之材料係為具彈性的高分子材料，故能承受噴砂製程的所造成的衝擊，達到阻擋的效果；但須注意的是，由於該光電轉換層20中的該些光轉換區21係經由串聯連接，因此為了避免該光電轉換層20形成斷路而無法將電能導出的問題產生，在以噴砂製程的方式去除裸露的該光電轉換層20形成該至少一鏤空區40時，該至少一鏤空區40於各該光轉換區21所佔有的面積必須小於各該光轉換區21面積的90％。另外，當長條狀的該光轉換區21中被鏤空的區域係沿長條狀的長軸方向而分割該光轉換區21時，同樣也會因為串聯斷路問題而影響電能導出，因此必須特別注意該鏤空區40的圖案設計。

【0029】

P1：移除該阻擋層30，如「圖2D」所示，於本實施例中，係移除該阻擋層30後再繼續進行製程，但亦可保留該阻擋層30直接進行後續的製程。

【0030】

S4：準備一封裝層70，於本發明之實施例中，該封裝層70為一第二透明基板70a。

【0031】

S5：將該第二透明基板70a與該光電轉換層20遠離該第一透明基板10之一側相互結合，如「圖2E」所示，並於該第二透明基板70a與該光電轉換層20之間形成至少一色彩層50，該至少一色彩層50之位置對應於該至少一鏤空區40，完成該圖案化太陽能電池看板的製作；另外，為了因應使用者在使用該圖案化太陽能電池看板的不同需求，亦可經由塗佈的方式將環氧樹脂塗佈於已形成該至少一色彩層50的該光電轉換層20之上，藉此形成該封裝層70，而藉由環氧樹脂所形成的該封裝層70，可達到降低厚度以及輕量化之效果。

【0032】

S6：設置一發光組件80，如「圖2F」所示，於該圖案化太陽能電池看板的一入光側90設置該發光組件80，該入光側90垂直於該第一透明基板10以及該第二透明基板70a，於本實施例中，該發光組件80包含一長條形的基座81以及複數設置於該基座81上的發光二極體82；該些發光二極體82所發出的光自該入光側90進入該圖案化太陽能電池看板，並由該第一透明基板10方向將光射出，藉此使該圖案化太陽能電池看板在夜晚時亦能明顯呈現出色彩及圖樣；此外，該發光組件80的電力來源，可來自該圖案化太陽能電池看板於白天所產生之電力，或是直接與外部電力連接所得。

【0033】

另外須特別說明的是，於「圖2E」中，該至少一色彩層50係直接填充於該至少一鏤空區40之中，而其他實施方式則以以下實施例進行說明；首先參閱「圖4」，其係為本發明之第一實施例，該至少一色彩層50可經由印刷、噴墨或人工上色的方式，形成於該第二透明基板70a對應該至少一鏤空區40之位置，其後再進行該第一透明基板10與該第二透明基板70a的結合；續參閱「圖5」，其為本發明之第二實施例，其中該至少一色彩層50更可以直接形成於該至少一鏤空區40之位置，其後再進行該第一透明基板10與該第二透明基板70a的結合；而為了加強該圖案化太陽能電池看板於該第一透明基板10上的圖案顯示效果，請參閱「圖6」所示，於本發明之第三實施例中更可直接將顏料填充至對應的該至少一鏤空區40中，形成該至少一色彩層50。另需說明的是，透過噴砂對該光電轉換層20進行噴除時，噴砂亦會對部分的該第一透明基板10予以噴除，而形成霧化的效果，再透過填充顏料的方式，即可填滿該第一透明基板10被噴砂去除的區域，進而達到呈現色彩之效果，且該至少一鏤空區40在該發光組件80提供背光照射的環境下配合噴砂製程產生的霧化效果，能夠更進一步提升圖樣的美觀程度。

【0034】

再者，各該色彩層50可為不相同之顏色，並於各該鏤空區40中顯示，使該圖案化太陽能電池看板具有多樣的色彩組合；另外，若有多個相鄰的鏤空區40須呈現相同的顏色，亦可直接形成一個面積較大以覆蓋相鄰的該些鏤空區40的色彩層50，以節省製作上的步驟，進而降低成本。

【0035】

續參閱「圖2E」，為了穩固結合該第一透明基板10與該第二透明基板70a，步驟S5中更利用一設置於該第一透明基板10與該第二透明基板70a之間的黏膠層60來穩固連接該第一透明基板10與該第二透明基板70a，其中該黏膠層60的材料為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；關於該黏膠層60之設置，係以下列實施例進行說明。

【0036】

配合參閱「圖4」所示，於本發明之第一實施例中，由於該至少一色彩層50形成於該第二透明基板70a對應該至少一鏤空區40之位置，因此該黏膠層60亦形成於該至少一色彩層50遠離該第二透明基板70a之一側，藉此結合該第一透明基板10與該第二透明基板70a。如「圖5」所示，於本發明之第二實施例中，由於該至少一色彩層50直接形成於該至少一鏤空區40之位置，因此該黏膠層60即形成於該至少一色彩層50遠離該光電轉換層20之一側。如「圖6」所示，於本發明之第三實施例中，由於該至少一色彩層50填充於該對應的該至少一鏤空區40中，因此該黏膠層60則直接形成於該光電轉換層20遠離該第一透明基板10之一側。

【0037】

綜上所述，本發明具有下列特點：

【0038】

【0039】

二、該太陽能電池於白天所產生的電力可提供該發光組件在夜晚時進行發光，進而使該圖案化太陽能電池看板於夜晚呈現發光展示廣告看板的效果。

【0040】

三、利用該光電轉換層收集的電力而使用外部燈光進行照明，進而同樣達到廣告看板的醒目效果。

【0041】

四、藉由印刷、噴墨或人工上色之方式使該至少一色彩層設置於該第二透明基板與該光電轉換層之間的設置，進而簡單提供該圖案化太陽能電池看板顏色之呈現。

【0042】

五、利用該至少一色彩層對應該至少一鏤空區的設置，並搭配不同顏色的該至少一色彩層，提供該圖案化太陽能電池看板不同色彩之組合。

【0043】

六、藉由噴砂製程使該第一透明基板形成霧化的效果，使得該圖案化太陽能電池看板在使用該發光組件提供背光時能夠更進一步提升圖樣的美觀程度。

【0044】

七、藉由該黏膠層之設置，使該第一透明基板與該第二透明基板可穩固連結。

S1~S6、P1‧‧‧步驟

Claims

【第1項】

一種圖案化太陽能看板的製作方法，其係包含以下步驟：
S1：於一第一透明基板上沉積形成一光電轉換層；
S2：於該光電轉換層上形成一圖樣化的阻擋層；
S3：以一噴砂製程透過該阻擋層去除裸露的該光電轉換層，使該光電轉換層形成至少一圖樣化的鏤空區；
S4：準備一封裝層；以及
S5：將該封裝層與該光電轉換層遠離該第一透明基板之一側相互結合，並於該封裝層與該光電轉換層之間形成至少一色彩層，該至少一色彩層之位置對應於該至少一鏤空區，完成該圖案化太陽能看板的製作。
【第2項】

如申請專利範圍第1項所述之圖案化太陽能看板的製作方法，其中於步驟S1中，該光電轉換層係由複數長條狀的光轉換區以及複數連接該些光轉換區的電連接件所組成，該至少一鏤空區於各該光轉換區所佔有的面積必須小於各該光轉換區面積的90％。
【第3項】

如申請專利範圍第1項所述之圖案化太陽能看板的製作方法，其中於步驟S3與S4之間更包含以下步驟：
P1：移除該阻擋層。
【第4項】

如申請專利範圍第1項所述之圖案化太陽能看板的製作方法，其中於步驟S4中，該封裝層為一第二透明基板。
【第5項】

如申請專利範圍第4項所述之圖案化太陽能看板的製作方法，其中於步驟S5中，該至少一色彩層係以印刷、噴墨或人工上色之方式形成於該第二透明基板對應該至少一鏤空區之位置。
【第6項】

如申請專利範圍第4項所述之圖案化太陽能看板的製作方法，其中於步驟S5中，該至少一色彩層係以印刷、噴墨或人工上色之方式形成於對應的該至少一鏤空區內。
【第7項】

如申請專利範圍第4項所述之圖案化太陽能看板的製作方法，其中於步驟S5中係利用一黏膠層將該第一透明基板與該第二透明基板相互接合。
【第8項】

如申請專利範圍第1項所述之圖案化太陽能看板的製作方法，其中於步驟S5中，係先將該至少一色彩層係以印刷、噴墨或人工上色之方式形成於對應的該至少一鏤空區內，再以塗佈之方式形成該封裝層，該封裝層之材料為環氧樹脂。。
【第9項】

如申請專利範圍第1項所述之圖案化太陽能看板的製作方法，其中於步驟S5後更包含一步驟S6：
S6：於該圖案化太陽能看板的一入光側設置一與該光電轉換層電性連接的發光組件，該入光側垂直於該第一透明基板以及該封裝層。
【第10項】

如申請專利範圍第9項所述之圖案化太陽能看板的製作方法，其中於步驟S6中，該發光組件更包含一基座以及複數設置於該基座上的發光二極體。