用于车辆的车体集成型太阳能电池
阅读：566发布：2020-05-22
专利汇可以提供用于车辆的车体集成型太阳能电池专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种用于车辆的可以与车体集成的 太阳能 电池 。所述 太阳能电池 包括：超 薄膜 太阳能电池 层，其形成在柔性超薄膜 基板 上，使得所述太阳能电池可以附着到车体而无折痕，并且即使不改变车体的设计，所述太阳能电池可以容易地应用于车辆。进一步地，电 力 控制器 与附着到车辆的各个部分的相应的太阳能电池分别单独地连接，从而使由太阳能电池之间操作性能的差异导致的 能量 损失最小化。，下面是用于车辆的车体集成型太阳能电池专利的具体信息内容。
1.一种用于车辆的太阳能电池，其包括：
基板；以及
太阳能电池层，其形成在所述基板的第一表面上，
其中所述基板和所述太阳能电池层由超薄膜形成。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中所述基板的厚度是约1μm到约5μm。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中所述基板包括聚对苯二甲酸乙二醇酯箔或聚二甲硅氧烷膜。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中所述太阳能电池层是有机太阳能电池层、基于铜铟镓硒(CIGS)的太阳能电池层或基于硅薄膜的太阳能电池层。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池，还包括：
保护层，其设置在所述太阳能电池的所述超薄膜太阳能电池层上。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池，其中所述保护层是硬涂层。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池，其中所述硬涂层的透过率是约80％到约100％。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池，还包括：
反射膜，其设置在接触车辆的钢板的所述基板的第二表面上。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池，其中所述太阳能电池与车体集成。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池，其中所述太阳能电池附着到所述车辆的车顶、发动机室罩、挡泥板、车门、行李箱盖和保险杠中的至少一个部分或多个部分。
11.根据权利要求9所述的太阳能电池，其中所述太阳能电池使用分别单独连接到所述太阳能电池的电力控制器将电力存储在电池中。
12.一种包括权利要求1所述的太阳能电池的车辆。
13.一种制造用于车辆的太阳能电池的方法，所述方法包括以下步骤：
将超薄膜基板固定到柔性基板支撑件上；以及
在所述超薄膜基板上形成太阳能电池层。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述柔性基板支撑件由具有约100μm或更厚的厚度的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成。
15.根据权利要求13所述的方法，其中使用卷对卷制程，通过将透明电极、有源层和对电极印刷或沉积到所述超薄膜基板上以形成所述太阳能电池层。
16.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括：将粘合剂涂敷到车体的钢板上，并且将所述太阳能电池附着到所述钢板。
17.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括：在将所述太阳能电池附着到所述钢板之前，去除所述柔性基板支撑件。
18.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括：将电力控制器连接到所述太阳能电池。
用于车辆的车体集成型太阳能电池
技术领域
[0001] 本发明涉及可以与车体集成的太阳能电池。更特别地，该太阳能电池可以是在具有弹性的超薄膜基板上形成的超薄膜太阳能电池层，并且因此该太阳能电池可以极好地附着到车体而无折痕。因此，该太阳能电池可以被制造成与车体集成，并且即使不改变车体的设计，该太阳能电池也可以很容易地应用于车辆。进一步地，电力控制器可以与附着到车辆的各个部分的相应的太阳能电池单独地连接，并且可以使由太阳能电池之间操作性能的差异导致的能量损失最小化。
背景技术
[0005] 在现有技术中，韩国专利申请公开NO.10-2013-0034996公开了在车辆的车门玻璃、后玻璃、上顶板、行李箱面板上安置硅太阳能电池的技术。然而，在韩国专利申请公开NO.10-2013-0034996中公开的方法具有缺点：在车体设计中，车体需要被改变成扁平结构以便硅太阳能电池附着到车体。
[0006] 进一步地，美国专利申请公开NO.2008-0110485公开了适用于车辆的表面的太阳能电池装饰材料，然而，当在车辆的钢板上制造太阳能电池时，因为钢板的表面粗糙，所以可能发生在(+)电极和(-)电极之间的短路，并且可以使太阳能电池的效率恶化。
[0007] 因此，迫切的需要研究通过扩大太阳能电池应用到车体的全部或大部分的区域来确保高输出能量，以及可以提高与车体的匹配特性。
[0008] 当太阳能电池以串/并联阵列结构的形式彼此连接，并且然后附着到车辆的各个部分时，根据太阳能电池附着的位置使得接收阳光的角度可以不同，并且因此，尽管太阳能电池具有相同的特点，但可以导致太阳能电池之间性能的差异。进一步地，由于串/并联阵列结构的特点，可以展示出低性能的太阳能电池，并且因此，可以使太阳能电池效率恶化。
[0009] 因此，需要研究一种方法，使得在将太阳能电池附着到车辆的各个部分时可以连接相应的太阳能电池而不使性能恶化。
[0010] 上述在背景部分公开的信息仅用于对本公开的背景做进一步的理解，因此它可以包含对于该国本领域普通技术人员已知的不构成现有技术的信息。
发明内容
[0011] 在优选的方面，本发明提供了一种太阳能电池，该太阳能电池可以被制造成与车体集成，使得太阳能电池可以被固定地附着到车体而不改变车体的设计。进一步地，该太阳能电池可以具有减少的重量，使得当该太阳能电池附着到车辆的全部或大部分时，车辆的总重量可以不大幅增加。本发明还提供了一种太阳能电池，其中该太阳能电池单独附着到车辆的各个部分，使得当修理受损的车辆时，可以替换附着到要修理的部分的太阳能电池。此外，可以单独控制太阳能电池的电力，使得由于附着到车辆的各个部分的相应的太阳能电池之间性能的差异，可以使所有的太阳能电池的性能不恶化。
[0012] 在一个方面，提供一种可以与车体集成的太阳能电池。该太阳能电池可以包括：基板；以及在该基板的第一表面上形成的太阳能电池层。特别地，该基板可以由具有弹性的超薄膜形成，并且该太阳能电池层可以由超薄膜形成。该太阳能电池可以附着到车辆的全部或部分以用于车辆的每个部分，而不改变车体的设计，或者不使车体的设计劣化。
[0013] 如本文使用的“超薄膜基板”可以具有比通常使用的基板材料大幅减少的厚度。例如，超薄膜基板(例如，聚合物或玻璃基板)的厚度可以优选地小于约100μm、小于约90μm、小于约80μm、小于约70μm、小于约60μm、小于约50μm、小于约40μm、小于约30μm、小于约20μm、小于约10μm、小于约5μm，或者特别地，其厚度可以是约1μm到5μm。
[0014] 进一步地，“超薄膜太阳能电池层”可以具有比通常使用的太阳能电池层大幅减少的厚度且在涂层或膜类型中形成。其厚度可以优选地小于约1μm、小于约900nm、小于约800nm、小于约700nm、小于约600nm，或者特别地，小于约500nm，或者特别地，其厚度可以是约100nm到约500nm。特别地，本发明的超薄膜太阳能电池层可以包括透明电极、有源层(activation layer)和对电极，可以通过将透明电极、有源层和对电极印刷或涂层到超薄膜基板上形成超薄膜太阳能电池层。
[0015] 在某些优选方面，该超薄膜基板的厚度可以是适当的约1μm到约5μm。进一步地，在某些优选的方面，该超薄膜太阳能电池层的厚度可以是适当的约100nm到约500nm。
[0018] 在优选的实施例中，该太阳能电池还可以包括保护层，诸如硬涂层，该保护层可以设置在超薄膜太阳能电池层上，并且保护该太阳能电池。在某些优选的实施例中，该硬涂层的透过率可以是约80％到约100％。
[0019] 如本文使用的术语“透过率”可以指进入且透射穿过物质的光或辐射能量的比率或分数。基于光穿过的物质，诸如紫外光、红外光或可见光，光的透过率可以涉及辐射能量的任何波长。例如，本发明的硬涂层的“透过率”可以在太阳能电池层能显著和有效地产生电能的光的波长进行测量。在进一步的优选实施例中，太阳能电池还可以包括反射膜，该反射膜可以设置在接触车辆的钢板的超薄膜基板的第二表面上。该反射膜可以被包括以反射在第二表面上的光。
[0021] 在进一步的优选实施例中，相应的太阳能电池可以使用单独连接到太阳能电池的电力控制器将电力存储在电池中，而不受其他太阳能电池的干扰。
[0022] 还提供了车辆，该车辆包括如本文所述的太阳能电池。特别地，该车辆可以包括集成到车体的太阳能电池，并且更特别地，该太阳能电池可以被连接在车辆的至少一个或多个部分。
[0023] 在另一方面，本发明提供了制造用于车辆的太阳能电池的方法。该方法可以包括：将超薄膜基板固定到柔性基板支撑件；以及在该超薄膜基板上形成太阳能电池层。
[0024] 该柔性基板支撑件可以是适当的具有约100μm(0.1mm)或更厚的厚度的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
[0025] 可以使用卷对卷制程，通过将透明电极、有源层和对电极印刷或沉积到超薄膜基板上形成太阳能电池层。
[0028] 现在将参考在附图中示出的某些示例性实施例来详细描述本发明的上述和其他特征，附图在下文仅以示例性方式给出，并且因此不限制本发明，并且其中：
[0029] 图1是示出根据本发明的示例性实施例的用于车辆的示例性太阳能电池的示例性剖视图；
[0030] 图2示出制造图1的太阳能电池的示例性第一过程；
[0031] 图3示出制造图1的太阳能电池的示例性第二过程；
[0032] 图4是示出根据本发明的示例性实施例的用于车辆的示例性太阳能电池的示例性剖视图；
[0033] 图5是示出根据本发明的示例性实施例的用于车辆的示例性太阳能电池的示例性剖视图；以及
[0034] 图6是根据本发明的示例性实施例的连接车辆的电力控制器的示例性方法。
[0035] 在附图中所列的附图标记包括参考如下面进一步讨论的以下要素：
[0036] 10：超薄膜基板
[0037] 20：超薄膜太阳能电池层
[0038] 21：透明电极
[0039] 22：有源层
[0040] 23：对电极
[0041] 30：硬涂层
[0042] 40：反射膜
[0043] 50：柔性基板支撑件
[0044] 60：电力控制器
[0045] 应当理解，附图不一定是按比例绘制，呈现说明本发明的基本原理的各种优选特征的稍微简化的表示。如本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体大小、取向、位置和形状，其将部分地由特定的预期应用和使用环境来确定。
[0046] 在附图中，相同的附图标记在所有的附图中指代本发明相同或等同的部分。
具体实施方式
[0047] 应该理解的是，本文中使用的术语“车辆”、“车辆的”或其他类似术语包括一般的机动车辆，比如包含多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商业车辆的客运汽车、包括各种轮船和舰船的船只、飞机等，还包括混合动力车、电动车、插电式混合动力电动车、氢动力车和其它替代燃料车辆(例如，燃料是从非石油资源中提炼出来的)。如本文所述，混合动力车是具有两种或多种动力源的车辆，例如同时具有汽油动力和电动力的车辆。
[0048] 本文使用的术语仅出于说明具体实施方式的目的，而不意在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个”、“一种”、“该”也意在包括复数形式，除非上下文中另外明确指明。还应当理解的是，在说明书中使用的术语“包括”和/或“包含”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任何和所有结合。
[0049] 除非特别说明或从上下文中是显而易见的，如本文所用，术语“约”应理解为本领域中一个正常容差的范围，例如在平均值的2个标准差之内。“约”可以理解为在规定值的10％，9％，8％，7％，6％，5％，4％，3％，2％，1％，0.5％，0.1％，0.05％或0.01％内。除非在上下文中明确规定，否则本文提供的所有数值都被术语“约”修饰。
[0050] 在下文中，现在将对本发明的各种实施方式做出详细的参考，在附图和下面描述中示出了实施方式的示例。虽然将结合示例性实施例描述本发明，但是应当理解，本说明书并不旨在将本发明限制于这些示例性实施例。相反，本发明不仅旨在覆盖示例性实施例，还旨在覆盖各种替代、修改、等同形式和其他实施例，其可以包括在如由所附权利要求限定的本发明的精神和保护范围内。
[0051] 在下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例，使得本发明所属领域的技术人员可以容易地实现示例性实施例。然而，在本发明的示例性实施例的描述中，当确定公众已知的功能或结构的具体描述可以不必要的使本发明的主题模糊时，将省略公众已知的功能或结构的具体描述。
[0052] 如图1所示，用于车辆的太阳能电池或集成在车体中的太阳能电池(在下文中，两者都可以被称为“太阳能电池”)可以包括基板10和在基板的第一表面上形成的太阳能电池层20。基板10可以在超薄膜中形成，并且具有弹性或柔性。
[0053] 由于超薄膜基板10具有弹性，所以太阳能电池可以附着到车辆而不改变车体的设计或形状。相比之下，如上所述，现有技术中的传统的太阳能电池需要被安装在车辆上的平整表面上。
[0054] 特别地，超薄膜基板10可具有弹性或柔性，并且因此，太阳能电池可容易地附着到车体而无折痕。换句话说，包括超薄膜基板10的太阳能电池可紧密地附着或安装到车体，因此可不损坏车体的设计。
[0055] 超薄膜基板10可由任何材料制成，或者可形成为任何形状。该材料或形状是在现有技术中通常使用的。在特定的实施例中，超薄膜基板10可由聚合材料制成，并且形成适当地具有小于约100μm、小于约10μm或特别地在约1μm到约5μm范围内的厚度。超薄膜基板10可以是但不局限于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)箔或聚二甲硅氧烷膜。
[0056] 超薄膜太阳能电池层20可以是用于现有技术的太阳能电池中大幅产生电力的任何类型的太阳能电池层。
[0057] 超薄膜太阳能电池层20可以是但不局限于有机太阳能电池。进一步地，基于车辆的设计、颜色、工艺等，任何类型的太阳能电池，特别是，超薄膜太阳能电池诸如基于薄膜硅的太阳能电池和基于铜铟镓硒(CIGS)的太阳能电池可以用作超薄膜太阳能电池层20。
[0058] 超薄膜太阳能电池层20可形成适当地具有约100nm到500nm的厚度。
[0059] 如图1所示，超薄膜太阳能电池层20可以包括透明电极21、对电极23和有源层22，有源层22被插入在透明电极和对电极之间。
[0060] 透明电极21可以是在太阳能电池中的正极。特别地，氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氟掺杂的氧化锡(FTO)等作为透明电极21的材料可以被使用，但透明电极21并不局限于此。
[0062] 对电极23可以是太阳能电池中的负极。可以通过印刷/沉积工艺被图案化到有源层22的上部形成对电极23。例如，图案化工艺可以使用激光或图案印刷工艺。
[0064] 当光进入太阳能电池时，有源层22可吸收光，且执行光电转换。有源层22可包括作为电子给体的聚(3-己基噻吩)(P3HT)聚合物和作为电子受体的苯基C61-丁酸甲酯(PCBM)分子，但并不局限于此。
[0065] 因为现有技术中的太阳能电池的重量很重，所以安装在车顶等上的太阳能电池不可适用于车辆的全部区域。车辆的重量是直接与燃油效率或车辆的性能相关的因素，并且因此，当太阳能电池附着到车辆的全部区域或较大区域时，有必要减少太阳能电池的重量。与之相比，根据本发明的各种示例性实施例的示例性太阳能电池可以包括超薄膜基板和超薄膜太阳能电池层，并且因此，即使太阳能电池附着到车辆的全部区域或较大区域，车辆的重量可不会大大增加。
[0066] 如上所述，由于根据本发明的太阳能电池可以包括超薄膜部件，并且具有约1.5μm到约5.5μm的总厚度，所以通过大规模生产工艺可能不容易制造该太阳能电池。
[0067] 在示例性实施例中，根据本发明，可以通过：如图2所示的将超薄膜基板10固定到柔性基板支撑件50；以及如图3所示的形成太阳能电池层20来制造示例性太阳能电池。
[0068] 适当地具有约100μm(0.1mm)或更大的厚度的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基板可以被用作柔性基板支撑件50，以使柔性基板支撑件50可以很容易地进行处理，并且适合实现大面积太阳能电池工艺，诸如卷对卷制程。
[0069] 特别地，可以通过将超薄膜基板10均匀地散布在柔性基板支撑件50上，同时覆盖柔性基板支撑件50而无折痕，并且随后使用卷对卷制程将透明电极、有源层和对电极印刷/沉积到超薄膜基板10上，以形成超薄膜太阳能电池层20来制造太阳能电池。
[0070] 如图4所示，太阳能电池可进行切割以对应于太阳能电池应用的部分，粘合剂可被涂敷到钢板或车体上，并且随后，可附着太阳能电池，使得超薄膜基板10可与钢板直接接触。例如，可使用辊式叶片或冲压方法，使得太阳能电池可恰当地散布并且附着在钢板上而无折痕。在该过程中，在去除柔性基板之后，太阳能电池可被附着。
[0071] 如图4所示，当太阳能电池的表面暴露在外面时，太阳能电池可易受物理冲击而损坏，并且易受污染。在示例性实施例中，示例性太阳能电池还可包括保护层。保护层可以是硬涂层30，其可被设置在超薄膜太阳能电池层20的上侧，并且作为保护膜。
[0073] 进一步地，由于涂层当可见光被反射时，为了防止透过率减少，硬涂层30还可以包括额外的涂层，诸如银(Ag)涂层。
[0074] 如图5所示，在示例性实施例中，特别地，当太阳能电池附着到或设置在车体上时，反射膜40可以被设置在太阳能电池上。当太阳能电池另外涂有反射膜时，可以产生与被反射到有源层的光的量一样多的电子数量，从而将性能提高了至少约10％。
[0075] 如上所述，根据本发明的太阳能电池可以附着到车辆的各个部分。太阳能电池可以附着到每个部分，诸如车辆的车顶、发动机室罩、挡泥板、前车门、后车门、行李箱盖或保险杠。
[0076] 如上所述，太阳能电池可以被切割以对应于每个部分的形状，粘合剂可以被涂敷到钢板或车体上，并且然后，可以散布太阳能电池，使得太阳能电池可以恰当地附着到钢板而无折痕。
[0077] 由于单独的太阳能电池被附着到每个部分，例如，如果前车门由交通事故受到损坏，并且需要被替换，则可以用新的前车门替换受损的前车门，并且只有附着到前车门的太阳能电池可被替换。同样地，本发明的太阳能电池在维护和管理方面可以是有利的。
[0078] 如图6所示，根据本发明的示例性实施例的示例性太阳能电池可以使用电力控制器60将电力存储在电池中，电力控制器60可以单独与太阳能电池连接，使得附着到各个部分的太阳能电池不受其他太阳能电池或部分的影响。
[0079] 如上所述，在现有技术中，当太阳能电池以串/并联阵列结构的形式连接时，在太阳能电池之间可以发生性能差异。进一步地，具有降低性能的太阳能电池可被呈现，从而使所有其他太阳能电池的性能或属性恶化。
[0080] 例如，附着到车顶、发动机室罩和行李箱盖的太阳能电池可被水平设置，而附着到车门、挡泥板和保险杠的太阳能电池可被垂直设置，使得太阳能电池可以接收不同角度的光，虽然太阳能电池特性是相同的，但是在太阳能电池之间的操作性能可以是不同的。
[0081] 附着到各个部分的太阳能电池的面积大小可以有差异，使得太阳能电池可以接收不同量的太阳光。进一步地，例如，凭借当车辆行驶时由发动机产生的热，与附着到其他部分的太阳能电池相比，附着到发动机室罩的太阳能电池可以产生较大量的电力，其中该其他部分具有与太阳能电池附着的发动机室罩的部分相同的面积。
[0082] 因此，为了最大限度地且有效地使用从太阳能电池产生的电力而不损失能量，电力控制器60可以单独地连接到相应的太阳能电池，如图6所示，使得由每个太阳能电池产生的电能可以被存储在电池中，而不受附着到其他部分的太阳能电池的影响。
[0084] 本发明可以提供太阳能电池，其包括在超薄膜基板上形成的超薄膜太阳能电池层。特别地，超薄膜基板可以具有弹性和柔性，使得太阳能电池可以紧密附着到车体而无折痕，使得即使不改变车体的设计，太阳能电池也可以容易地应用于车辆。
[0085] 根据本发明的各种示例性实施例，基板和太阳能电池层可被形成为超薄膜，并且因此，太阳能电池可适当地具有约1.5μm到5.5μm的总厚度和重量，使得即使太阳能电池附着到车辆的全部区域或较大区域，车辆的重量也不会大大增加，从而提高车辆的燃油效率和性能。
[0086] 此外，根据本发明的各种示例性实施例，太阳能电池可以单独地且分别地附着到车辆的各个部分，使得当修复受损的车辆时，可以只替换附着到要修复的部分的太阳能电池，从而提供有利的维护和管理。
[0087] 进一步地，电力控制器可以与附着到车辆的各个部分的相应的太阳能电池单独地连接，从而使由太阳能电池之间的操作性能的差异导致的能量损失最小化。
[0088] 已参考其优选实施例详细描述了本发明。然而，本领域技术人员应当理解，可在这些实施例中做出修改而不偏离本发明的原理和精神，其中在所附权利要求书及其等同形式中定义了本发明的保护范围。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 太阳能发电型滑动窗组件 | 2020-05-20 | 260 |
| 用于车辆的车体集成型太阳能电池 | 2020-05-22 | 566 |
| 显示设备 | 2020-05-22 | 357 |
| 氟掺杂氧化锡透明导电薄膜玻璃及其制造方法 | 2020-05-26 | 693 |
| 投影装置 | 2020-05-26 | 67 |
| 喷墨印刷用半导体氧化物油墨组合物、其制造方法、以及使用其制造光电转换元件的方法 | 2020-05-17 | 355 |
| 投影电视 | 2020-05-19 | 953 |
| 姿势矫正挎带 | 2020-05-11 | 424 |
| 车辆用染料敏化太阳能电池的曲面化方法 | 2020-05-12 | 326 |
| 用于车辆天窗的电力传输装置 | 2020-05-14 | 779 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
金相学热门专利
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈