[發明專利]染料標示型高分子、聚光板及其形成方法、太陽能電池模組及免插電燈具

有效

• 申請號: 201210579910.0
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN103183971A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 吳明憲;李明家;廖文毅
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: C09B69/10
• 分類號: C09B69/10;H01L31/052;H01L31/18;F21V8/00;F21V9/10;F21Y101/02
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

技術領域

本發明是有關于一種可應用于聚光板的材料、圖形及其應用；具體地說，本發明是涉及一種染料標示型高分子（Dye-labeled?polymer）、一種聚光板（luminescent?solar?collector）及其形成方法、以及一種使用該聚光板的太陽能電池模組（solar?cell?module）及使用該聚光板的免插電燈具（off-grid?lamp?usingthe?collector）。

背景技術

近年環保與綠色能源的意識抬頭，使得環保科技(如太陽能電池產業)的相關研究日益增多。以太陽能電池而言，硅基太陽能電池(Silicon-based?solar?cell)目前在市場上約有九成的占有率。然而，雖然硅基太陽能電池的光電轉換效率穩定，但其平均光電轉換效率仍未能突破20%。

另一方面，化合物半導體型太陽能電池(compound?semiconductor?solar?cell)的光電轉換效率雖優于硅基太陽能電池，但其材料取得及制程成本均較硅基材料昂貴，因此未能應用至日常生活上。

另外，薄膜太陽能電池則擁有極佳的成本優勢，然其光電轉換效率及元件、材料可靠性偏低，故仍未能有進一步的發展。

目前商用化的硅基太陽能電池元件的主要問題在于其制造成本偏高、光電轉換效率偏低。再者，目前太陽能電池系統體積龐大且笨重，不易應用至輕薄、可攜式產品上。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種染料標示型高分子，其應用于太陽能電池的聚光板時，此聚光板可具有較佳的聚光效率，基本上克服了現有技術中太陽能電池制造成本偏高、光電轉換效率偏低等問題。

本發明的再一目的在于提供一種具有彩色化、高透光可視性及較佳的聚光效率的聚光板。

本發明一實施例提供一種染料標示型高分子，包括一熒光染料基團(afluorescent?dye?moiety)及一高分子基團(a?polymer?moiety)，其中該熒光染料基團及該高分子基團是以化學鍵結連接。

本發明另一實施例提供一種聚光板，一導光平板；一波長轉換材料位于該導光平板上，其中該波長轉換材料包括：0~95重量份的高分子材料；以及5~100重量份的前述染料標示型高分子，其中該高分子材料與該染料標示型高分子相異。

本發明另一實施例提供一種聚光板，包括：一導光平板；以及至少一熒光柱，內埋在該導光平板中，其中該熒光柱包括一波長轉換材料，該波長轉換材料吸收一第一波長的光，放出一第二波長的光，且該第一波長小于該第二波長。

本發明另一實施例提供一種聚光板的形成方法，包括：提供一第一導光平板及一第二導光平板；在該第一導光平板表面形成至少一第一柱狀凹槽；將一第一熒光材料填入該第一柱狀凹槽中，以形成一第一熒光柱；以及對組該第一、第二導光平板，使該第一熒光柱內埋在第一導光平板及第二導光平板之間，以形成一內埋式熒光柱。

本發明另一實施例提供一種聚光板的形成方法，包括：提供一導光平板，該導光平板具有一主表面及一側表面；由該導光平板的側表面形成至少一柱狀孔洞深入該導光平板；以及將一熒光材料填入該柱狀孔洞中，以在該導光平板中內埋一熒光柱。

本發明另一實施例提供一種聚光板的形成方法，包括：提供一第一導光平板，該第一導光平板上具有至少一柱狀凹槽；在該第一導光平板上涂布一熒光材料；以及將一第二導光平板貼合上具有該熒光材料的第一導光平板上，使得該熒光材料形成具有相對于該柱狀凹槽的至少一柱狀結構。

本發明另一實施例提供一種太陽能電池模組，包括：一前述的聚光板；以及一太陽能電池，光學耦接至該聚光板，使得通過該聚光板的光聚集至該太陽能電池，以將光轉換成電能。

本發明又一實施例提供一種免插電燈具，包括：一前述的聚光板；一太陽能電池，光學耦接至該聚光板，使得通過該聚光板的光聚集至該太陽能電池，以將光轉換成電能；一儲電元件，電性連接至該太陽能電池，以接收并儲存該太陽能電池輸出的電能；以及一發光元件(如發光二極管晶粒)，電性連接至該儲電元件。

本發明的優點在于：本發明的染料標示型高分子通過選擇不同的熒光染料基團及高分子基團的組合，可使得染料標示型高分子具有不同溶解參數，因此，在其被應用于聚光板時，可配合所使用的高分子材料的溶解參數，以解決傳統熒光染料與高分子材料混摻時溶解參數相差值太大的問題；而且，由于本發明的染料標示型高分子及高分子材料的兼容性高，所形成聚光板的聚光效率可因而提升；此外，較佳的兼容性也可提升聚光板的透光性。