[发明专利]太阳能草皮:获取太阳能的人工草皮

说明书

相关申请的交叉引用

本申请请求享有2007年12月28日提交的序列号为60/990,807的美国临时申请的权益，其包括任何附图、表格、或者图画的整体内容在此引入作为参考。

背景技术

由于其持久性和实际上的免维护运行，人工草皮用于运动场和景观应用中。在难以获得水的区域这一点特别受到关注。到达人工草皮的日光通常废弃了。采用大面积的人工草皮以将日光转换为有用能量将具有巨大的经济价值。

因此，有利的是提供能够将日光转换为电能的人工草皮或景观所共有的其它物品，以及制造获取光的人工草皮所需要的任何材料或者方法。

发明内容

本发明的一个实施例涉及一种获取光的人工草皮的太阳能片组件，其中每个片用作太阳能电池，太阳能电池包括工作电极和反电极，所述反电极设置在包括至少一种给受体共轭聚合物(DA-CP)的材料附近，在所述聚合物中多个给体重复单元与受体重复单元耦合。DA-CP可溶解于一种或者多种溶剂中并且在自然状态下为绿色。太阳能片可以为弹性的并用作草坪。

DA-CP可具有基于取代二氧杂环的给体基，而所述二氧杂环可以为：二氧基噻吩，如亚烷基二氧基噻吩，例如3，4-亚丙基二氧基噻吩。所述受体可以为电子缺乏的芳族单元，例如取代或者未取代的苯并噻二唑、噻二唑并喹喔啉、喹喔啉、噻吩并噻二唑、噻吩并吡嗪、吡嗪并喹喔啉、苯并双噻二唑或者噻二唑并噻吩并吡嗪。

本发明的另一个实施例涉及一种形成获取光的人工草皮单元的方法，包括在一个或多个太阳能片和互联片之间的一对导电界面上将多个太阳能片组装到互联条上。所述太阳能草皮单元可具有提供电绝缘和环境稳定性的保护层。

本发明还提供一种获取光的人工草皮装置，其通过组装一个或多个获取光的人工草皮单元而形成以在受到日光照射时获得期望的电信号，以及一种采用获取光的人工草皮装置收集太阳能的方法。

附图说明

图1示出了一种根据本发明实施例制造太阳能片的示例性方法；

图2描述了根据本发明实施例各种示例性聚合物的获取光谱；

图3示出了根据本发明实施例的用于形成太阳能片的两个示例性DA-CPs的图片再现和化学结构；以及

图4示意性示出了根据本发明实施例的组装的获取光的人工草皮单元。

具体实施方式

参考本发明的实施例，在附图中描述了其实施例。在任何可能的地方，在整个附图中相同的附图标记将用于指代相同或者等价的部件。在下面的描述中，参考形成本发明的部分的附图，其中通过描述实践本发明的具体特别示例性实施例示出。

示例性实施例提供了在这里被称为“太阳能草皮”的获取光的人工草皮。太阳能草皮包括一个或多个在这里被称作“太阳能片”并且用作太阳能电池的获取光的人工片，以及制造太阳能草皮的方法和材料。所述技术的优点在于从能够显示期望的绿色、替换颜色或者多种颜色的太阳能草皮产生电信号可提供现有人工草皮不可能获得的经济好处。尽管术语太阳能草皮和太阳能片意味着获取光的人工草坪，并且示例性实施例涉及一种获取光的草坪，但是本发明的实施例不受这样的限制。太阳能草皮单元可以为植物、菌类、岩石、砂甚至动物的任何部分的形状，从而获取日光的装置可以为自然或者甚至以其中装置被划分为多个单元的方式构造的非自然景观的一部分，并且多个表面容易构造并优化表面面积并允许从多个角度和方向获取日光。因此，太阳能草皮可形成太阳能电池的新形式因素，并代表景观和太阳能电池行业的新颖选择。

特别地，每个太阳能片都包括工作电极、反电极、和夹在工作电极和反电极上的光敏区域之间的光敏材料。太阳能片可将所吸收的光(例如日光)转换为电并且可显示某种期望的颜色。此外，可形成太阳能草皮单元，其包括一个或多个被互联条电组装和连接的太阳能片。另外，可通过组合并联和/或串联连接以在受到光的照射时获得期望的电输出例如期望的电压和/或电流而将太阳能草皮装置构造为具有一个或多个太阳能草皮单元。

在各种实施例中，可以以包括但不限于草、植物、树和灌木或者任何期望的形式/形状的各种形式配置太阳能片。光敏材料可具有不同的颜色例如蓝色、红色、绿色和黑色。为解释方便起见，将参考绿色草坪或者替换装饰或者其它颜色或者颜色组合的景观形式的太阳能片描述本发明的若干实施例。