[发明专利]染料标示型高分子、聚光板及其形成方法、太阳能电池模组及免插电灯具

说明书

技术领域

本发明是有关于一种可应用于聚光板的材料、图形及其应用；具体地说，本发明是涉及一种染料标示型高分子（Dye-labeled polymer）、一种聚光板（luminescent solar collector）及其形成方法、以及一种使用该聚光板的太阳能电池模组（solar cell module）及使用该聚光板的免插电灯具（off-grid lamp usingthe collector）。

背景技术

近年环保与绿色能源的意识抬头，使得环保科技(如太阳能电池产业)的相关研究日益增多。以太阳能电池而言，硅基太阳能电池(Silicon-based solar cell)目前在市场上约有九成的占有率。然而，虽然硅基太阳能电池的光电转换效率稳定，但其平均光电转换效率仍未能突破20%。

另一方面，化合物半导体型太阳能电池(compound semiconductor solar cell)的光电转换效率虽优于硅基太阳能电池，但其材料取得及制程成本均较硅基材料昂贵，因此未能应用至日常生活上。

另外，薄膜太阳能电池则拥有极佳的成本优势，然其光电转换效率及元件、材料可靠性偏低，故仍未能有进一步的发展。

目前商用化的硅基太阳能电池元件的主要问题在于其制造成本偏高、光电转换效率偏低。再者，目前太阳能电池系统体积庞大且笨重，不易应用至轻薄、可携式产品上。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种染料标示型高分子，其应用于太阳能电池的聚光板时，此聚光板可具有较佳的聚光效率，基本上克服了现有技术中太阳能电池制造成本偏高、光电转换效率偏低等问题。

本发明的再一目的在于提供一种具有彩色化、高透光可视性及较佳的聚光效率的聚光板。

本发明一实施例提供一种染料标示型高分子，包括一荧光染料基团(afluorescent dye moiety)及一高分子基团(a polymer moiety)，其中该荧光染料基团及该高分子基团是以化学键结连接。

本发明另一实施例提供一种聚光板，一导光平板；一波长转换材料位于该导光平板上，其中该波长转换材料包括：0~95重量份的高分子材料；以及5~100重量份的前述染料标示型高分子，其中该高分子材料与该染料标示型高分子相异。

本发明另一实施例提供一种聚光板，包括：一导光平板；以及至少一荧光柱，内埋在该导光平板中，其中该荧光柱包括一波长转换材料，该波长转换材料吸收一第一波长的光，放出一第二波长的光，且该第一波长小于该第二波长。

本发明另一实施例提供一种聚光板的形成方法，包括：提供一第一导光平板及一第二导光平板；在该第一导光平板表面形成至少一第一柱状凹槽；将一第一荧光材料填入该第一柱状凹槽中，以形成一第一荧光柱；以及对组该第一、第二导光平板，使该第一荧光柱内埋在第一导光平板及第二导光平板之间，以形成一内埋式荧光柱。

本发明另一实施例提供一种聚光板的形成方法，包括：提供一导光平板，该导光平板具有一主表面及一侧表面；由该导光平板的侧表面形成至少一柱状孔洞深入该导光平板；以及将一荧光材料填入该柱状孔洞中，以在该导光平板中内埋一荧光柱。

本发明另一实施例提供一种聚光板的形成方法，包括：提供一第一导光平板，该第一导光平板上具有至少一柱状凹槽；在该第一导光平板上涂布一荧光材料；以及将一第二导光平板贴合上具有该荧光材料的第一导光平板上，使得该荧光材料形成具有相对于该柱状凹槽的至少一柱状结构。

本发明另一实施例提供一种太阳能电池模组，包括：一前述的聚光板；以及一太阳能电池，光学耦接至该聚光板，使得通过该聚光板的光聚集至该太阳能电池，以将光转换成电能。

本发明又一实施例提供一种免插电灯具，包括：一前述的聚光板；一太阳能电池，光学耦接至该聚光板，使得通过该聚光板的光聚集至该太阳能电池，以将光转换成电能；一储电元件，电性连接至该太阳能电池，以接收并储存该太阳能电池输出的电能；以及一发光元件(如发光二极管晶粒)，电性连接至该储电元件。

本发明的优点在于：本发明的染料标示型高分子通过选择不同的荧光染料基团及高分子基团的组合，可使得染料标示型高分子具有不同溶解参数，因此，在其被应用于聚光板时，可配合所使用的高分子材料的溶解参数，以解决传统荧光染料与高分子材料混掺时溶解参数相差值太大的问题；而且，由于本发明的染料标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，较佳的兼容性也可提升聚光板的透光性。