發(fā)電吸熱裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明是有關(guān)于一種發(fā)電吸熱裝置，其主要包含有基材、太陽能晶片、熱熔膠膜及透光蓋板，其中在基材與太陽能晶片之間設(shè)有寬帶譜吸光材料層及散射膜；因此，利用寬帶譜吸光材料層對(duì)應(yīng)吸收可見光及不可見光，以提高吸熱效果，且經(jīng)由散射膜將短波長的光線散射，使部分短波長光線進(jìn)入太陽能晶片，達(dá)到提升發(fā)電量的功效。
【專利說明】發(fā)電吸熱裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明有關(guān)于一種發(fā)電吸熱裝置，尤其是指一種應(yīng)用于太陽能熱水器上的發(fā)電吸 熱裝置，其主要是使用了寬帶譜吸光設(shè)計(jì)及通過散射膜導(dǎo)入散射的光線，從而達(dá)到提高吸 熱與增加發(fā)電量的功效。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能技術(shù)分為有源（主動(dòng)式）及無源（被動(dòng)式）兩種。有源的例子有太陽能光 電及光熱轉(zhuǎn)換，使用電力或機(jī)械設(shè)備收集太陽能，而這些設(shè)備是依靠外部能源運(yùn)作的，因此 稱為有源。無源的例子有在建筑物引入太陽光作照明等，其中是利用建筑物的設(shè)計(jì)、選擇所 使用物料等達(dá)到利用太陽能的目的，由于其中的運(yùn)作無需由外部提供能源，因此稱為無源。
[0003] 而目前市面上的太陽能熱水器大多只具有加熱的功能，比如公告第M446314號(hào)揭 示了一種具有薄膜太陽能電池的太陽能熱水器，其包括：框架、儲(chǔ)水槽、面蓋、薄膜太陽能電 池、集熱單元、水循環(huán)通道。薄膜太陽能電池與集熱單元分別自上而下設(shè)置于框架內(nèi)。水循 環(huán)通道與儲(chǔ)水槽相通，并設(shè)置于框架內(nèi)且位于薄膜太陽能電池的下方。其面蓋為平板狀結(jié) 構(gòu)，且其材質(zhì)為可透光材質(zhì)；其中該薄膜太陽能電池是位于該面蓋的一下表面。其缺點(diǎn)就是 無法同時(shí)兼顧吸熱與發(fā)電。
[0004] 另外，太陽能發(fā)電模塊僅具發(fā)電功能，雖有部分太陽能發(fā)電模塊也具備提供熱水 的功能，然而其所產(chǎn)生的熱水溫度普遍不夠高，也有部分太陽能熱水器配置了導(dǎo)熱器搭配 熱電能源轉(zhuǎn)換模塊以產(chǎn)生電力。而市面上所需的具有發(fā)電功效的太陽能熱水器大致上如公 告第M443148號(hào)揭示的一種兼具發(fā)電功能的太陽能熱水器，其包含：一儲(chǔ)熱桶、一集熱器以 及一 CIGS薄膜太陽能發(fā)電組，其中，CIGS薄膜太陽能發(fā)電組，包含一 CIGS薄膜太陽能板、 一蓄電單元以及一切控單元，該CIGS薄膜太陽能板是安設(shè)在集熱器的集熱管上，并電性連 接至蓄電單元，該蓄電單元電性連接至切控單元，該切控單元為電性連接于儲(chǔ)熱桶的加熱 器；通過上述結(jié)構(gòu)，使太陽能熱水器于夜間或日照光線強(qiáng)度較弱時(shí)，即可通過蓄電單元儲(chǔ)存 的電能使加熱器對(duì)儲(chǔ)熱桶的儲(chǔ)水加熱，使太陽能熱水器的使用不受限于日照光線的強(qiáng)度。
[0005] 然而目前熱電晶片技術(shù)不夠成熟且效率不佳，特別是在溫差不夠大的環(huán)境下，所 能產(chǎn)生的電力更是有限。在有限的屋頂面積與經(jīng)濟(jì)上的考慮下，使得住戶僅能擇一安裝。因 此，缺點(diǎn)就是無法同時(shí)兼顧吸熱與發(fā)電，且太陽光能吸收不完整。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 因此，發(fā)明人鑒于上述不足之處，秉持多年該相關(guān)行業(yè)的豐富設(shè)計(jì)開發(fā)及實(shí)際制 作經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)再予以研究改良，因而發(fā)明出一種發(fā)電吸熱裝置，以期望達(dá)到更佳 的實(shí)用價(jià)值性的目的。
[0007] 本發(fā)明的主要目的為提供一種發(fā)電吸熱裝置，尤其是指一種應(yīng)用于太陽能熱水器 上的發(fā)電吸熱裝置，以提供一種利用寬帶譜提高吸光效果，同時(shí)經(jīng)由導(dǎo)入散射光線，來達(dá)到 提高吸熱與增加發(fā)電量的功效。
[0008] 本發(fā)明發(fā)電吸熱裝置的目的與功效是由以下的技術(shù)所實(shí)現(xiàn)：
[0009] 其主要包含有基材、太陽能晶片、熱熔膠膜及透光蓋板，其中在基材與太陽能晶片 之間設(shè)有寬帶譜吸光材料層及散射膜；因此，利用寬帶譜吸光材料層對(duì)應(yīng)吸收可見光及不 可見光（紫外光及紅外光），以提高吸熱效果，且經(jīng)由散射膜將短波長的光線散射，使部分 短波長光線進(jìn)入太陽能晶片，達(dá)到提升發(fā)電量的功效。
[0010] 如上所述的發(fā)電吸熱裝置，其中該寬帶譜吸光材料層中的吸光材料可為納米碳 球、納米碳管、石墨烯或碳黑中的一種。
[0011] 如上所述的發(fā)電吸熱裝置，其中該寬帶譜吸光材料層為包含有熱熔膠及吸光材 料，且使吸光材料分布（散）于熱烙膠之中。
[0012] 如上所述的發(fā)電吸熱裝置，其中該散射膜為熱熔膠中添加散射粒子，且該散射粒 子直徑介于5納米至400納米之間。
[0013] 如上所述的發(fā)電吸熱裝置，其中該發(fā)電吸熱裝置應(yīng)用在太陽能熱水器時(shí)，當(dāng)水流 經(jīng)過此發(fā)電吸熱裝置，可被加熱而提高溫度。
[0014] 如上所述的發(fā)電吸熱裝置，其中該發(fā)電吸熱裝置可以結(jié)合一蓄電池或與市電并 聯(lián)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖視示意圖；
[0016] 圖2為本發(fā)明的平面示意圖；
[0017] 圖3為本發(fā)明用于太陽能熱水器的示意圖；
[0018] 圖4為本發(fā)明中吸光材料的吸收光譜圖；
[0019] 圖5本發(fā)明中散射膜的反射光譜圖。
[0020] 主要附圖標(biāo)號(hào)說明：
[0021] 1發(fā)電吸熱裝置11基材
[0022] 12太陽能晶片 13熱熔膠膜
[0023] 14透光蓋板
[0024] 15寬帶譜吸光材料層
[0025] 151熱熔膠 152吸光材料
[0026] 16散射膜 161熱熔膠
[0027] 162散射粒子
[0028] 2太陽能熱水器
[0029] A發(fā)電區(qū) B吸光（熱）區(qū)
【具體實(shí)施方式】
[0030] 為使本發(fā)明所運(yùn)用的技術(shù)內(nèi)容、發(fā)明目的及其所達(dá)到的功效有更完整且清楚的揭 露，現(xiàn)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行以下詳細(xì)說明，并請(qǐng)一并參閱附圖及標(biāo)號(hào)：
[0031] 首先，請(qǐng)參閱圖1、圖2所示，為本發(fā)明發(fā)電吸熱裝置剖視及平面示意圖，該發(fā)電吸 熱裝置1主要包含有基材11、太陽能晶片12、熱熔膠膜13及透光蓋板14,其中：
[0032] 在基材11與熱熔膠膜13之間設(shè)有寬帶譜吸光材料層15及散射膜16,且該寬帶譜 吸光材料層15披覆涂布于基材11上方，而散射膜16位于熱烙膠膜13下方。
[0033] 因此，利用寬帶譜吸光材料層15對(duì)應(yīng)吸收可見光及不可見光（紫外光及紅外光）， 以提高吸熱效果，且經(jīng)由散射膜16將短波長的光線散射，使部分短波長光線進(jìn)入太陽能晶 片12,以達(dá)到提升發(fā)電量的功效。
[0034] 請(qǐng)參閱圖1、圖2所示，現(xiàn)對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)置的實(shí)施狀態(tài)進(jìn)行以下說明：
[0035] 在實(shí)施時(shí)，首先準(zhǔn)備一基材11，于基材11上設(shè)置寬帶譜吸光材料層15,而該寬帶 譜吸光材料層15可為直接在基材11端面涂布吸光材料152而得，或該寬帶譜吸光材料層 15為一包含有熱熔膠151及吸光材料152的膜層，而該吸光材料152進(jìn)一步可選用納米碳 球、納米碳管、石墨烯或碳黑中的一種，且使吸光材料152分布（散）于熱熔膠151中，接著， 在寬帶譜吸光材料層15上方設(shè)置一散射膜16,而該散射膜16選用于熱烙膠161中添加散 射粒子162,且使該散射粒子162的直徑介于5納米至400納米之間，之后，將多個(gè)太陽能晶 片12依序排列分布在散射膜16上方，而太陽能晶片12上方置設(shè)一熱熔膠膜13,再對(duì)應(yīng)覆 蓋透光蓋板14,利用封裝技術(shù)將上述結(jié)構(gòu)封裝固定成一發(fā)電吸熱裝置。而在封裝完成后， 該發(fā)電吸熱裝置上形成有太陽能晶片12遮蔽的發(fā)電區(qū)A及其它區(qū)域的吸光（熱）區(qū)B，因 此，利用吸光（熱）區(qū)B中的寬帶譜吸光材料層15對(duì)應(yīng)吸收可見光及不可見光，以提高吸 熱效果，且經(jīng)由散射膜16中的散射粒子162將短波長的光線散射，使部分短波長光線進(jìn)入 太陽能晶片12的發(fā)電區(qū)A，以達(dá)到提升發(fā)電量的功效。
[0036] 接著，請(qǐng)參閱圖3所示，經(jīng)由上述程序設(shè)置的發(fā)電吸熱裝置1，其能應(yīng)用在太陽能 熱水器2上，將該發(fā)電吸熱裝置1作為太陽能熱水器2的吸熱板使用，而當(dāng)該發(fā)電吸熱裝置 1經(jīng)由實(shí)驗(yàn)圖表（請(qǐng)參圖4、圖5所示）數(shù)據(jù)，其中圖4為采用納米碳球作為吸光材料的吸 收光譜，納米碳球可吸收到的波段極限為2000nm，故能有效吸收太陽光中900nm以上的不 可見光，而圖5為散射膜的反射光譜，該散射粒子162能有效地將0-400nm間短波長光線反 射出去，讓發(fā)電區(qū)A能接收短波長光線而提升發(fā)電量；由以上敘述可知，本發(fā)明結(jié)合寬帶譜 吸光材料層15與太陽能晶片12,可以有效吸收一般太陽能熱水器2所不能吸收的光譜（普 通太陽能板所能吸收到的波段極限為900nm左右），而本發(fā)明搭配寬帶譜吸光材料層15所 能吸收到的波段區(qū)域可達(dá)不可見的紅外光（包括紫外光-可見光-紅外光），并且加入散射 膜16可以有效地把部分短波長的可見光反射至太陽能晶片12上，提升部分發(fā)電量；因此， 當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用于太陽能熱水器2時(shí)，當(dāng)水流經(jīng)過此發(fā)電吸熱裝置1，可被加熱而提高溫度， 有效提高熱水器的吸熱性，并增加發(fā)電功能，寬吸收頻譜更能吸收太陽光，有效利用有限的 屋頂面積。
[0037] 另外，該發(fā)電吸熱裝置1可以對(duì)應(yīng)結(jié)合一蓄電池或與市電并聯(lián)（圖式未表示），以 能將所提升的發(fā)電量儲(chǔ)存于蓄電池以供他用，或?qū)?yīng)回饋販賣于臺(tái)電機(jī)關(guān)，達(dá)到節(jié)省電力 費(fèi)用的功效。
[0038] 然而，前述的實(shí)施例或圖式并非限定本發(fā)明的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)或使用方式，任何本領(lǐng)域 的一般技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明進(jìn)行適當(dāng)變化或修飾，都應(yīng)可以被視為不脫離本發(fā)明專利的范 疇。
[0039] 通過上述說明可知，相較于一般現(xiàn)有技術(shù)，我們可以知道本發(fā)明中的發(fā)電吸熱裝 置的組成及使用具有下列幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，如下：
[0040] 1、本發(fā)明中的發(fā)電吸熱裝置，通過將寬帶譜吸光材料層與太陽能單晶片結(jié)合，有 效地提高了熱水器的吸熱性，并增加發(fā)電功能，寬吸收頻譜更能吸收太陽光，有效利用了有 限的屋頂面積。
[0041] 2、本發(fā)明中的發(fā)電吸熱裝置，通過將熱能與發(fā)電系統(tǒng)結(jié)合共享，不僅能綠化環(huán)境， 省電節(jié)能，也可將儲(chǔ)存起來的電力，供給自家3C家電（如平板計(jì)算機(jī)、手機(jī)、MP3等）等產(chǎn) 品使用。
【權(quán)利要求】
1. 一種發(fā)電吸熱裝置，其包含有： 一基材； 一寬帶譜吸光材料層，該寬帶譜吸光材料層設(shè)置于基材上方，是用來吸收可見光及不 可見光以提商吸熱； 多個(gè)太陽能晶片，該太陽能晶片對(duì)應(yīng)排列于寬帶譜吸光材料層上方； 一散射膜，該散射膜對(duì)應(yīng)設(shè)置于寬帶譜吸光材料層上方，且錯(cuò)開太陽能晶片的區(qū)域， 該區(qū)域的散射膜為將短波長的光線散射，且使部分短波長光線進(jìn)入太陽能晶片以提升發(fā)電 量； 一熱熔膠膜，該熱熔膠膜對(duì)應(yīng)設(shè)置于太陽能晶片與散射膜的上方，為封裝用的膠層； 一透光蓋板，該蓋板對(duì)應(yīng)設(shè)置于熱熔膠膜上方，且與熱熔膠膜覆蓋封裝太陽能晶片。
2. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)電吸熱裝置，其中，所述寬帶譜吸光材料層包含有吸光材料， 是將吸光材料直接涂布于基材。
3. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)電吸熱裝置，其中，所述寬帶譜吸光材料層包含有熱熔膠及 吸光材料，且讓吸光材料分布于熱熔膠之中。
4. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)電吸熱裝置，其中，所述散射膜為熱熔膠中添加散射粒子，且 該散射粒子直徑介于5納米至400納米之間。
5. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)電吸熱裝置，其中，該發(fā)電吸熱裝置應(yīng)用于太陽能熱水器上， 以用來吸收太陽光中的熱量。
6. 如權(quán)利要求2所述的發(fā)電吸熱裝置，其中，所述寬帶譜吸光材料層中的吸光材料為 納米碳球、納米碳管、石墨烯、碳黑中的一種。
7. 如權(quán)利要求3所述的發(fā)電吸熱裝置，其中，所述寬帶譜吸光材料層中的吸光材料為 納米碳球、納米碳管、石墨烯、碳黑中的一種。
8. 如權(quán)利要求5所述的發(fā)電吸熱裝置，其中，當(dāng)太陽能熱水器的水流經(jīng)過發(fā)電吸熱裝 置，其可被加熱而提高溫度。
9. 如權(quán)利要求8所述的發(fā)電吸熱裝置，其中，該發(fā)電吸熱裝置對(duì)應(yīng)連結(jié)一蓄電池而儲(chǔ) 電。
10. 如權(quán)利要求8所述的發(fā)電吸熱裝置，其中，該發(fā)電吸熱裝置對(duì)應(yīng)與市電并聯(lián)。
【文檔編號(hào)】H02S40/22GK104158486SQ201410201482
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月13日
【發(fā)明者】陳瑞堂, 賴致文, 吳儒炫, 施峻富 申請(qǐng)人:南臺(tái)科技大學(xué)