具有表面可視圖像的剛性或柔性太陽能傳感器及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種設(shè)備，其具有對光源的光能的傳感器，所述設(shè)備包括至少一個光能傳感器（5），其特征在于，其此外包括布置在光源和所述傳感器之間的透明板（1），并且所述透明板（1）的第一面（1a）通過由間隙（2）分隔開的透鏡（10）網(wǎng)而結(jié)構(gòu)化，而第二面（1b）包含圖像的像素區(qū)（3）和透明區(qū)（4）。由于該結(jié)構(gòu)，觀察者可以可視屏幕表面處的圖像，盡管屏幕對太陽光線是透明的。這些太陽光線于是到達(dá)位于板后方的太陽能傳感器。間隙造于所述板的厚度中，也為了使得屏幕是柔性并且繞軸可卷繞的。這些間隙此外具有增大圖像視線角的光學(xué)屬性。本發(fā)明尤其適合于將太陽能傳感器視覺集成于我們的環(huán)境中，尤其是遮簾、遮陽板、遮陽幕、陽傘、蔭蔽、屋頂、墻壁、瓦片、裝配玻璃、運輸車輛（其中包括船舶和飛機）、廣告面板和屏幕、電子屏幕、服裝中，以及一般地集成在任何圖像化載體（其中包括電子圖像）上，以及集成在所有平面或非平面的表面上。
【專利說明】具有表面可視圖像的剛性或柔性太陽能傳感器及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱學(xué)和/或光伏太陽能傳感器，并且更具體地涉及這些傳感器的視覺集成，從而允許使其表面處的圖像可視化。

【背景技術(shù)】
[0002]將太陽能傳感器不引人注目(discdte)地視覺集成在主要功能在于至少部分地遮住太陽光線的物體中是特別有用的，如例如在遮簾、遮陽板、陽傘、蔭蔽(ombriSre)等的情況中。
[0003]但是太陽能傳感器的良好視覺和功能集成還可以在更廣范圍的載體中是有用的，如建筑物、屋頂、墻壁、瓦片、裝配玻璃、運輸車輛(其中包括船舶和飛機)、廣告面板和屏幕、電子屏幕、服裝，以及一般地在任何平面或非平面載體上。
[0004]該考慮中存在兩個技術(shù)問題。
[0005]第一問題在于以下方面，即已知太陽能傳感器一般而言是深暗的，其妨礙這些傳感器在顏色與傳感器的顏色不同的載體上的良好視覺集成。事實上，大部分太陽能傳感器的顏色是一致且深暗的，因為其由本身顏色一致且深暗的材料構(gòu)成，如用于光伏傳感器的結(jié)晶或非晶質(zhì)硅，以及如用于太陽能熱傳感器的覆蓋有鈦或黑色吸收劑的銅或鋁。
[0006]然而，在【背景技術(shù)】中已知某些光伏電池，其利用對可見光透明的材料，這允許穿過電池使有色圖像可視化。然而，這些電池只將太陽光譜的一部分(如紅外光線和紫外光線)轉(zhuǎn)換成電，以使得其電性能最終相當(dāng)弱。已知的不同太陽能傳感器因而不允許穿過其表面使有色圖像可視化，而同時捕獲太陽輻射的全部，然而所述使得能夠促進(jìn)這些太陽能傳感器在我們環(huán)境中的視覺集成，而同時保持其性能的重要部分。
[0007]此外已知若干設(shè)備，其允許使其表面處的圖像可視化，而同時捕獲太陽輻射。這些設(shè)備利用與一些圖像帶和一些太陽能傳感器帶相關(guān)聯(lián)的平直微透鏡的網(wǎng)，以便能夠使太陽能面板表面處的圖像在某些觀察角度下可視化，而在其它入射角度下，光照亮太陽能傳感器帶。但是，這些設(shè)備有以下缺點，即太陽輻射的捕獲角和圖像的可視化角受限于相對微小的角范圍，超過所述范圍，觀察者將看到太陽能傳感器而不是圖像，并且太陽光線將觸及圖像而不是太陽能傳感器。
[0008]另一問題在于大部分已知太陽能傳感器缺乏柔性，這強烈將其用途限制在明顯呈平面的載體上的應(yīng)用，而柔性太陽能傳感器的存在使得能夠增強該技術(shù)的潛在應(yīng)用。
[0009]很好的理解到，對所提及的兩個問題的同時解決將使得既能夠設(shè)想太陽能傳感器在非平面表面上的應(yīng)用，又給予這些太陽能傳感器適當(dāng)更不引人注目的方面，使得能夠?qū)⑵浜芎玫匾曈X集成于所設(shè)想的不同載體，而不損失性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的因此在于解決這兩個問題并且一方面從視覺的觀點提議一種明顯透明的太陽能傳感器，并且另一方面提議一種柔性且適合于非平面載體的太陽能傳感器。
[0011]眾所周知，在其更演進(jìn)的版本中，本發(fā)明的目的在于同時解決這兩個問題并且提議一種太陽能傳感器，其既對可見光明顯透明，又在大表面上足夠柔性，以用于容易地應(yīng)用于非平面載體。
[0012]為此，本發(fā)明描述一種光學(xué)設(shè)備，其將圖像的可視化和太陽光線的捕獲的總體角范圍增大到直至180°。此外，本發(fā)明將允許使得透鏡狀表面成為易彎曲(flexible)的，甚至在具有很大透鏡厚度的情況下。
[0013]本發(fā)明的目的因此在于一種設(shè)備，其包括至少一個對來自光源的光能的傳感器，其特征在于，所述設(shè)備此外包括布置在光源和所述傳感器之間的透明板，并且其第一面通過由間隙所分隔的透鏡的網(wǎng)而結(jié)構(gòu)化，在造于透明板的一個面上的間隙的底部與透明板的相對面之間的距離是這樣的以致其允許在該部位處屈曲透明板，而透明板的第二面包含圖像的像素區(qū)和透明區(qū)。
[0014]根據(jù)所保留的實施例，所述透鏡是凸或凹的，并且是對稱或非對稱形狀的。
[0015]透明板例如由無機玻璃制成、由有機玻璃制成、由聚合物制成，如PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)、或聚碳酸酯、或還是硅酮。
[0016]間隙優(yōu)選地被布置在直接暴露于光源的板的前面中，并且其優(yōu)選地是平直的并且垂直于板的平面。這些間隙例如是彼此平行的(在設(shè)備的非卷繞位置處)并且將其分隔開的距離都是相等的。
[0017]間隙的深度是這樣的以致其在間隙底部與板的后面之間留出材料厚度(epaisseur de matiSre)。該材料厚度足夠微小以便允許在該部位處的變形而不造成折斷，這允許設(shè)備的卷繞。
[0018]由間隙的軌跡所劃定的透明板的每個范圍在板的后面上對應(yīng)于像素化區(qū)和透明區(qū)。
[0019]在板后方，在后面?zhèn)?，放置了光能傳感器，典型地為太陽能傳感器。太陽能傳感器可以是所有性質(zhì)的，例如熱學(xué)和/或光伏或化學(xué)的。如果其是光伏的，則其可以呈結(jié)晶或非晶質(zhì)硅，或呈薄或有機層。如果其是熱學(xué)的，則其可以是由銅、鋁、PVC (聚氯乙烯)制成的，其通過載熱液體或通過氣體，如空氣。太陽能傳感器本身可以是剛性或適當(dāng)柔性的，甚至沿單個軸。眾所周知，太陽能傳感器將連接至電或水力線路，以便允許其良好運轉(zhuǎn)以及所生成能量的回收。
[0020]透明板的像素化區(qū)和透明區(qū)具有一種形狀、一種尺寸并且相對于間隙而定位，以使得在某些觀察角度下，觀看前面的觀察者將只看到像素化區(qū)，所述像素化區(qū)彼此組合以便允許在板的整個表面上的圖像可視化，而在其它角度下，直接或間接的太陽輻射將被在板的表面折射，穿過透明區(qū)，然后激活位于板的后方的太陽能傳感器。
[0021]優(yōu)選地，在每個間隙內(nèi)部的相對面是足夠光滑的以使得這些表面具有反射來自板的內(nèi)部的某些光線的屬性。該光學(xué)反射由于在板的透明材料和包含在間隙中的空氣之間的折射率差異而發(fā)生。發(fā)自光源(尤其是太陽)的光線的一部分于是將在間隙的隔板上反射，并且將穿過透明區(qū)，而其它太陽光線將直接穿過透明區(qū)，不在間隙表面上反射。
[0022]將穿過透明區(qū)并且到達(dá)太陽能傳感器的光的量于是將大于如果不存在間隙則將會穿過透明區(qū)的光的量，這將事實上提高設(shè)備的能量產(chǎn)生效率。
[0023]在間隙隔板上的鏡面類型光學(xué)反射也作用于發(fā)自像素化區(qū)的出射光線，這允許觀察者在比如果不存在間隙時更大的角度下可視所有像素化區(qū)，因而可視整個圖像。由此引起，設(shè)備在載體上的視覺集成將在比不存在間隙時更大的角范圍上有效。
[0024]另一方面，間隙的存在促使一種屬性，即使得板能夠沿其間隙而彎曲，并甚至，如果這些間隙是平直并平行的，使得板能夠繞圓柱體卷繞，所述圓柱體的旋轉(zhuǎn)軸平行于間隙的縱軸。由于這些間隙，板的剛性因而不再與其厚度成比例，這允許利用于很大厚度的板，例如一或數(shù)毫米而同時具有良好柔性。板的厚度于是允許具有一些像素化區(qū)，所述像素化區(qū)的尺寸可以與板的厚度是相同數(shù)量級，這將促進(jìn)其制造及其定位的精度。
[0025]按照不同實施例，間隙要么在裝有透鏡并且暴露于光源的前面的側(cè)上，要么在后面的側(cè)上具有其開口。間隙開口所位于的板的側(cè)確定該板的屈曲或卷繞方向，即該屈曲或卷繞將繞與間隙開口相對的側(cè)的軸進(jìn)行。這些間隙優(yōu)選地垂直于其中包含不存在屈曲的板的平面，但是為了管控可視化角和透明角，間隙可以相對于板平面的垂線以非零角傾斜。
[0026]在特定實施例中，透明板的前面將經(jīng)受防反光處理。
[0027]在另一實施例中，板前面由另一透明的、剛性或柔性的板或膜覆蓋，以使得保護間隙不受污垢結(jié)垢。該保護板也可以在其外面上針對反射進(jìn)行處理。
[0028]在未表示的另一實施例中，太陽能傳感器只覆蓋透明區(qū)而不覆蓋像素化區(qū)。在太陽能傳感器的該情況下，如例如呈薄層的光伏電池，可以具有與透明區(qū)相同的形狀和相同的尺寸，并且與其交替。
[0029]在未表示的另一實施例中，像素化區(qū)由電子像素構(gòu)成，所述電子像素由如LCD (液晶顯示器)的后向照明部件、或者如LED (發(fā)光二極管)或OLED (有機發(fā)光二極管)的電致發(fā)光部件生成，或者所述像素化區(qū)還由鏡面表面上的有色濾鏡類型的反射像素構(gòu)成，或者還由其顏色由光學(xué)衍射網(wǎng)的效應(yīng)所確定或其有色反射由光干擾效應(yīng)所確定的像素構(gòu)成。
[0030]在所有這些情況下，電子像素的載體可以是剛性或適當(dāng)柔性的。電子像素的載體(雖然未圖示)將包含對其運轉(zhuǎn)所必需的所有電連接。
[0031]在圖5中圖示的另一特定實施例中，太陽能傳感器、優(yōu)選地光伏電池被置于間隙的兩個面之一上，并且像素化區(qū)覆蓋板的后面的所有或部分。該布置的優(yōu)點是，位于實施本發(fā)明的豎直太陽能屏幕前方的觀察者將只看到圖像，并且完全看不到太陽能傳感器，甚至在被包括在對應(yīng)于板平面的垂線的0°和對應(yīng)于接近于豎直線的視線的90°之間的很大角范圍中。
[0032]在圖6中圖示的另一特定實施例中，間隙劃定圓柱體形狀(或由其劃定)，其縱軸垂直于板。圓柱體形狀的底部可以是圓形或多邊形(如例如六邊形)，并且包含像素化區(qū)和/或透明區(qū)，其中在板的后方具有太陽能熱或光伏傳感器。對于相對于設(shè)備的某些位置，觀察者于是只看到像素化區(qū)，因而全部圖像，而太陽光線，直接或在反射于圓柱體的隔板上之后，將在穿過透明區(qū)之后到達(dá)太陽能傳感器。為了使得太陽能屏幕還更柔性，所討論的圓柱體形狀可以被小型化，并且取光纖的尺寸和特性，如例如小于500微米的直徑。
[0033]在未表示的另一實施例中，像素化區(qū)沒有被太陽能傳感器覆蓋，并且全部或部分地對于光是透明的，這將允許位于板的后側(cè)的觀察者接收到至少一部分光，尤其是由板的前側(cè)所接收的太陽光。
[0034]在另一實施例中，間隙的空氣層(lame d’air)將板的不同部分彼此間完全分隔開，并且透明膜于是貼合在板的整個后面上，以便將這些部分相對于彼此維持在原位。該透明膜可以是剛性或柔性的，該后者的情況于是將允許在空氣層處折疊板并且于是獲得板的一般柔性。
[0035]本發(fā)明在其中光源是太陽并且所述光能傳感器于是為熱學(xué)、光伏或化學(xué)類型的太陽能傳感器的情況中找到其主要應(yīng)用。
[0036]本發(fā)明的目的還在于一種諸如上述的設(shè)備的制造方法，其特征在于，其包括在于以下各項的步驟:
-供應(yīng)透明板，所述透明板在其面之一上通過透鏡網(wǎng)結(jié)構(gòu)化，并且在另一面上包括由像素區(qū)形成的圖像，所述像素區(qū)由透明帶間隔開；
-在圖像面上沉積一層光伏非晶質(zhì)硅；
-在裝有透鏡的面中、在相繼兩個透鏡之間實現(xiàn)間隙，所述間隙的深度使得存在一材料厚度，所述材料厚度能確保透明板處的屈曲可能性。
[0037]根據(jù)第一變型，設(shè)備的制造方法包括在于以下各項的步驟:
-供應(yīng)透明膜和一些透明條(Mgle)，所述透明條的面之一具有透鏡形式，所述透明膜的面之一上裝有由透明帶間隔開的圖像區(qū)；
-并排將所述透明條的面貼合在所述透明膜上，以使得每個條是通過與其具有透鏡形式的面相對的面而貼合的，并且使得在所述條中每一個之間留出具有平行面的空氣層，所述條具有諸如其覆蓋圖像帶和透明帶的寬度；
-供應(yīng)一個或多個太陽能傳感器，并且將其布置在透明板的與其承載間隙的面相對的面上，以使得所述太陽能傳感器使其活性面轉(zhuǎn)向透明區(qū)的側(cè)。
[0038]根據(jù)另一變型，所述制造方法包括一些步驟，在于供應(yīng)呈現(xiàn)平面和裝有透鏡網(wǎng)的面的透明板，所述平面如上配置有透明區(qū)和像素化區(qū)，然后在一個或兩個面中通過模壓、力口熱成型或擠壓成型而布置了間隙網(wǎng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]本發(fā)明在其詳細(xì)描述結(jié)合附圖的幫助下將更好理解，其中:
-圖1A是根據(jù)【背景技術(shù)】的透鏡狀太陽能傳感器的元件的正視圖和剖視圖；
-圖1B是根據(jù)本發(fā)明的太陽能傳感器的元件的正視圖和剖視圖；
-圖2是圖1B的太陽能傳感器處于彎曲位置時的正視圖和剖視圖；
-圖3是根據(jù)圖1B和2的太陽能傳感器繞軸卷繞的整體的橫截剖視圖；
-圖4是根據(jù)圖1B的太陽能傳感器的第一變型的正視圖和剖視圖；
-圖5是根據(jù)圖1B的太陽能傳感器的第二變型的正視圖和剖視圖；
-圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的太陽能傳感器的另一實現(xiàn)變型的透視圖；
-圖7是示意性地示出了根據(jù)圖1B的太陽能傳感器的實現(xiàn)步驟的透視圖；
-圖8是示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的太陽能傳感器的實現(xiàn)方法的變型的步驟的視圖。
[0040]這些圖不是按比例的，設(shè)備的相對厚度被夸大以便更好地顯現(xiàn)結(jié)構(gòu)。

【具體實施方式】
[0041]參照圖1，其對應(yīng)于根據(jù)專利W0/2007/085721的已知太陽能傳感器。其包括透明板1，所述透明板I具有暴露于太陽8并裝有透鏡10的網(wǎng)的前面la。后面Ib交替地裝有透明區(qū)4和圖像的像素區(qū)3。在區(qū)3、4后方安置了太陽能傳感器5。由此導(dǎo)致，在某些入射角度下，入射太陽光線8A、8B將穿過透明板I和透明區(qū)4，以便照在太陽能傳感器5上。位于6處的觀察者將看到圖像的像素3，但看不到位于透明區(qū)后方的太陽能傳感器5，該傳感器只在其它角度下可見，如在7處表示的。
[0042]根據(jù)圖1B的已知太陽能傳感器實際上有一個缺點，即太陽輻射的捕獲角和圖像的可視化角受限于大約55度的總角范圍內(nèi)，這限制傳感器相對于太陽行程和相對于觀察者的可能傾斜。超過該55度的角范圍，觀察者將看到太陽能傳感器5，而不是圖像，并且太陽光線將觸及圖像而不是太陽能傳感器。
[0043]根據(jù)圖1A的太陽能傳感器的另一問題在于其缺乏柔性，這強烈將其用途限制于在明顯平面載體上的應(yīng)用，而柔性太陽能傳感器的存在將使得能夠增強該技術(shù)的潛在應(yīng)用。
[0044]參照圖1B，其是根據(jù)本發(fā)明的并且能夠解決所提及問題的太陽能傳感器設(shè)備的不同元件的正視和剖視原理示意圖。
[0045]由玻璃或有機玻璃制成的透明板I具有其裝有透鏡10的網(wǎng)的前面la，以及其平面的后面lb。前面Ia通過將相繼兩個透鏡分隔開的一系列間隙2而結(jié)構(gòu)化，并且其兩個面是平面并且光滑的。在所圖示的示例中，這些間隙2明顯垂直于透明板I的后面Ib的平面，并且這些間隙2優(yōu)選地可以是平直的并且彼此平行。通過透明板I的前面la，我們注意到其直接面對觀察者并且直接接收光源(尤其是太陽8，諸如所表示的)的光輻射。
[0046]間隙2的深度18優(yōu)選地小于板I的厚度，以使得在每個間隙2的底部和板的后面Ib之間存在材料厚度11，該材料厚度11足夠微小以便允許板的某種屈曲而不使其斷裂。
[0047]在板I的后面Ib上，由相繼兩個間隙2劃定的表面包括透明區(qū)4和像素區(qū)3，也稱作像素化區(qū)。當(dāng)間隙2是平直的并且彼此平行時，這兩個相應(yīng)的區(qū)4、3優(yōu)選地可以是平行于間隙的縱軸的透明帶和圖像帶。
[0048]通過應(yīng)用光的傳播原理，在某些角度下，入射光線8A、8B折射于板I的前面Ia上，然后在到達(dá)太陽能傳感器5之前到達(dá)板后方的透明區(qū)4，而在其它角度下，觀察者6可以沿光學(xué)路徑6A、6B穿過板看到像素3。
[0049]觸及間隙2的面中任一個的、發(fā)自透明板I內(nèi)部的光線9于是反射于這些間隙的表面，如通過鏡面，一旦這些光線相對于這些面的垂線的入射角大于構(gòu)成板的透明材料的折射率的函數(shù)極限值的話。
[0050]在圖1B中表示的實施例中，透明板I的后面Ib全部由太陽能傳感器5覆蓋，所述太陽能傳感器5于是也覆蓋圖像的像素化區(qū)3。
[0051]在未表示的另一特定實施例中，可以預(yù)期的是，太陽能傳感器5只覆蓋板I的透明區(qū)4，而不覆蓋其圖像區(qū)。
[0052]根據(jù)其入射角，某些太陽光線8將穿過透明區(qū)4并且觸及位于透明區(qū)4后方的太陽能傳感器5。
[0053]所述一個或多個太陽能傳感器5可以是所有類型的，熱學(xué)或光伏的、剛性或柔性的。
[0054]為了定義針對圖像區(qū)3的觀察角以及針對從中觀察到透明的角的值，可以使相繼間隙2之間的距離以及其厚度18變化。該調(diào)節(jié)根據(jù)每個給定的明確應(yīng)用將容易地在本領(lǐng)域技術(shù)人員的所及范圍內(nèi)。
[0055]注意到，為了簡化描述，與太陽能傳感器相關(guān)聯(lián)的用于確保電或熱能的采集和再分配的電學(xué)或熱學(xué)設(shè)備沒有圖示出，其對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是眾所周知的，并且適當(dāng)?shù)夭粯?gòu)成本發(fā)明的部分。
[0056]圖像區(qū)3典型地是發(fā)出有色光的像素。該光可以是發(fā)自環(huán)境光的光，其反射于有色介質(zhì)上(如印刷或粉刷的膜或紙)、鏡面類型的反射介質(zhì)上(其由有色濾鏡覆蓋或其顏色由光學(xué)衍射網(wǎng)的效應(yīng)所確定，或甚至其有色反射由光干擾效應(yīng)所確定)。該光也可以是發(fā)自裝備有后向照明的電子光源(如LED、OLED或LCD )的光。這些照明設(shè)備的電源沒有圖示出。
[0057]圖2圖示了處于屈曲位置的圖1B的設(shè)備。在該屈曲過程中，其隔板在圖1中平行的間隙2現(xiàn)在彼此分開以便形成開口角，所述開口角的大小隨屈曲的程度。太陽能傳感器5的光伏膜其本身在本示例中是柔性的，以使得其表面保持接近于板的后面。
[0058]圖3圖示了處于繞軸或繞圓柱體卷繞的位置中的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備。按照本發(fā)明的太陽能屏幕設(shè)備繞圓柱體25卷繞，所述圓柱體25可以繞其縱軸26轉(zhuǎn)動。在該示例中，間隙2的開口定向成朝向卷繞的外部，并且間隙的縱軸平行于卷繞軸26。
[0059]很好地看到，在該布置中，例如可能的是，使組合于形成太陽能傳感器5的光伏電池的圖像3卷繞，以使得光伏產(chǎn)生表面保持柔性和可卷繞，其由于間隙2而在某些觀察角度下是被掩蔽的。這最終允許布置一種使圖像3顯現(xiàn)的光伏可卷繞表面，同時在大部分有用視線角度下掩蔽光伏電池。
[0060]圖4圖示在特定實施例中的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，其中間隙2相對于透明板I的表面的垂線而傾斜。板I于是在其前面Ia上由間隙2結(jié)構(gòu)化，所述間隙2的隔板相對于板的表面的垂線傾斜角度(A)。如在根據(jù)圖1B的實現(xiàn)中，板I的后面Ib還包含在間隙2之間交替的圖像區(qū)3和透明區(qū)4。太陽能傳感器5 (例如光伏的)位于板的后方并且覆蓋在其整個表面上。
[0061]圖5示意性示出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的實現(xiàn)變型，其中，太陽能傳感器5的表面不再位于透明板的后方，而是直接在每個間隙2的一個面上。
[0062]該定位特別適合于豎直放置的太陽能屏幕。透明板I的后面總是在間隙2之間包括圖像區(qū)3和透明區(qū)4。
[0063]于是，位于太陽能屏幕對面的觀察者13將通過透明而看到板I的圖像區(qū)3。他也將穿過透明區(qū)4而看到布置于板后方的可能的載體。但是在這些間隙明顯在其視線軸的延長部分上的范圍內(nèi)，觀察者13將幾乎看不到于此置于或貼合于這些間隙2的下隔板上的太陽能傳感器5。
[0064]相反地，來自上方的太陽光線8或環(huán)境光折射于透明板I的表面上，并且到達(dá)太陽能傳感器5上，所述太陽能傳感器5位于這些間隙上并且其在該示例中處于水平位置。
[0065]因此在通過太陽能屏幕的展開位置的該布置中，有通過太陽能傳感器5的電或熱能產(chǎn)生，而這些太陽能傳感器保持由觀察者13不可見，觀察者13只看見圖像3。此外，所表示的太陽能屏幕提供繞與間隙2的縱軸平行的軸屈曲或卷繞的可能性。
[0066]圖6表示當(dāng)間隙2不再由平面的面而是由圓柱體形狀14劃定時的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的變型。透明板I于是在其前面Ia上通過間隙或空隙而結(jié)構(gòu)化，所述間隙或空隙的隔板是非平面的并且劃定例如取圓形的輪廓。結(jié)果產(chǎn)生圓柱體14的并置，所述圓柱體14的縱軸垂直于透明板1，并且其高度輕微地小于所述板的厚度。
[0067]在每個圓柱體14的底部上安置了透明區(qū)16和像素區(qū)15。進(jìn)入每個圓柱體14的光的一部分指向透明區(qū)16并且到達(dá)位于其后方的太陽能傳感器5，而觀察者在某些視線角度下只看到像素15，并且因此全部圖像。
[0068]最終，在某些入射角度下，穿過透明區(qū)16的入射光將到達(dá)太陽能傳感器5并且因此產(chǎn)生能量，而在其它角度下觀察該結(jié)構(gòu)的觀察者不能看到透明區(qū)16和位于后方的太陽能傳感器5，而是只看到像素區(qū)15，并且因此看到區(qū)別于太陽能傳感器的圖像。
[0069]此外，根據(jù)為太陽能傳感器5和其載體所選的柔性，將可能的是，賦予設(shè)備某種柔性并且將其適配于非平面載體。
[0070]現(xiàn)在參照圖7，其表示制造根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的方法的原理。
[0071]根據(jù)該方法的變型，利用激光束以用于實現(xiàn)透明板I的間隙2。透明板I的前面Ia經(jīng)受激光束17，以使得在其中產(chǎn)生間隙2，所述間隙2的深度18小于或等于板I的厚度。
[0072]間隙2優(yōu)選是平直的并且垂直于板I的表面。在間隙2底部和板的后面Ib之間的距離20足夠微小，以便允許在該部位處的屈曲，而沒有斷裂。在每個間隙和板的后表面之間布置了像素區(qū)3和透明區(qū)4。如果間隙2是平直的，那么圖像區(qū)3和透明區(qū)4將優(yōu)選地也是平直的并且被配置成帶狀形式。
[0073]制造方法的第一變型在于在透明膜25上印刷像素區(qū)3，并且將該膜貼合在板I的后方，使得像素區(qū)3與由相繼兩個間隙2所劃定的區(qū)相對應(yīng)。該膜25也可以有利地用于將不同部分維持在原位，尤其是在其中間隙的深度18等于透明板I的厚度的實施例中。在板I的后方，安置或貼合太陽能傳感器5，所述太陽能傳感器5在該非限制性示例中是平面的并且覆蓋整個板。
[0074]圖8表示制造根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的方法的變型的原理。為了實現(xiàn)透明板I和間隙2，其在于并置一系列透明條24，所述透明條24貼合在充當(dāng)載體的透明膜25上。透明條24的截面(sect1n)例如是正方形的，除非在涉及其呈透鏡形式的前面時。
[0075]條24并排并置，同時在相鄰兩條之間留出空氣膜，從而于是實現(xiàn)如前述所解釋的間隙2，條24通過其平面的后面而貼合，以使得透鏡狀面位于透明板I的前面Ia上。
[0076]為了確保設(shè)備的柔性，透明膜25其本身可以是柔性的。其將會預(yù)先印刷有平直并且平行于條的縱軸的圖像帶3。圖像帶3的寬度將例如是條24的寬度的一半。
[0077]每個圖像帶3將位于條24的對面。透明帶4出現(xiàn)在相繼兩個圖像帶3之間。太陽能傳感器5被供應(yīng)并且置于該設(shè)備的后方。該太陽能傳感器5將使其活性面轉(zhuǎn)向這些條
24。太陽能傳感器5可以貼合于該結(jié)構(gòu)上，或者如果其涉及熱學(xué)傳感器則適當(dāng)?shù)赜煽諝鈱臃指糸_。
[0078]現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明所實現(xiàn)和構(gòu)造的太陽能面板的具體實現(xiàn)示例的構(gòu)成和尺寸。
[0079]由聚酯制成的邊為30cm乘70cm并且厚度為0.1mm的透明柔性膜在其面之一上印刷有寬Imm的像素帶，所述像素帶彼此由寬Imm的透明帶間隔開。
[0080]膜的另一面是自動貼合的。像素帶顏色主要呈橙色。供應(yīng)35個各側(cè)呈2mm(除非在涉及呈透鏡形式的前面時)、長度為70cm的由PMMA制成的透明條。然后將這些條并排布置在印刷膜的其自動貼合面的側(cè)上，以使得這些條的貼合于膜的面對應(yīng)于與透鏡狀面相對的面并且完全覆蓋像素帶和透明帶。
[0081]其上貼合了 35個條的膜被機械固定于光伏太陽能傳感器的表面，其與所述膜的尺寸相同并且使得所述膜與太陽能傳感器相接觸。
[0082]太陽能傳感器于是被置于面向南方的屋頂?shù)某壬咂希蛘哒梦挥谄涓采w的瓦片的位置處，以使得條的縱軸是水平的并且使得圖像帶朝向屋頂上方。
[0083]觀看屋頂上的太陽能面板的觀察者將在所述面板的表面處只看到與屋頂?shù)耐咂伾嗤某壬栞椛鋵⒑芎玫卮┻^該板并且激活光伏太陽能傳感器。
[0084]該配置只是利用本發(fā)明的目標(biāo)方法、制造黑色太陽能面板并將其視覺集成于橙色屋頂上的簡化示例。
[0085]一旦矩形太陽能面板裝備有一方面使得能夠確保面板之間的密封性(這可以是例如如果這些面板彼此部分相覆蓋的情況)并且另一方面其裝備有連接件以用于帶回由太陽能面板所生成的電或熱功率的系統(tǒng)，則應(yīng)用于整個屋頂并且取代原始瓦片的以上過程的重復(fù)就是可能的。
[0086]在另一非限制性實現(xiàn)示例中，供應(yīng)在150cm的高度上寬10cm并且厚度為Imm的PMMA板，在其上利用透明的膠貼合了 0.5mm厚的柔性光伏膜，所述膜在寬度和高度上與所述板尺寸相同，并且在其上已印刷了 0.5mm寬的白色圖像帶，所述圖像帶彼此由相同寬度的透明帶間隔開。
[0087]利用UV墨進(jìn)行的壓印和圖像帶和透明帶平行于板的寬度。然后，所述板的非貼合面由激光束進(jìn)行掃描以使得產(chǎn)生平行于圖像帶的平直間隙，這些間隙位于圖像帶和透明帶之間的接合處上方，并且彼此間隔開1mm，以使得在兩個間隙之間的空間準(zhǔn)確地封入圖像帶和透明帶。間隙的深度為1mm。
[0088]通過間隙如此結(jié)構(gòu)化的板變成柔性的并且其可以繞直徑5cm并且平行于間隙而安置的空心、剛性金屬管卷繞。所有這些構(gòu)成可卷繞光伏遮簾的主要部分。當(dāng)遮簾在住所第一層的窗戶前放下時，其表面被布置成豎直的，并且位于下面的觀察者將只看到白色圖像帶，因此全部白色的遮簾表面,而主要來自上方的太陽輻射將完全穿過該板并且激活傳感器的光伏效應(yīng)。
[0089]由遮簾所產(chǎn)生的電流產(chǎn)生可以例如為電池充電，所述電池將用于為用于自動卷繞或放下遮簾的電動機饋電。
[0090]該配置只是制造并視覺集成置于建筑物窗戶前的光伏遮簾并且其利用本發(fā)明的目標(biāo)設(shè)備和方法的簡化示例。
[0091]從前述得出，本發(fā)明實現(xiàn)所確定的目標(biāo)。其描述了一種設(shè)備，該設(shè)備具有用于使太陽能傳感器表面處的圖像可視化的同時機械和光學(xué)的特性，并且其又沒有現(xiàn)今已知的設(shè)備的缺點。
[0092]本發(fā)明的目標(biāo)設(shè)備將允許使得太陽能傳感器足夠柔性以便能給予其不同的形狀和/或例如繞圓柱體卷繞它們，而同時保持與工業(yè)制造相兼容的厚度。
[0093]本發(fā)明的目標(biāo)設(shè)備此外將使得圖像的可視化角和太陽輻射的捕獲角能夠在更大的角范圍上，可以總體直至180°。
[0094]本發(fā)明特別適合于將太陽能傳感器視覺集成于遮簾、遮陽板、遮陽幕、陽傘、蔭蔽、屋頂、墻壁、瓦片、裝配玻璃、運輸車輛(其中包括船舶和飛機)、廣告面板和屏幕、電子屏幕、服裝中，以及一般地集成在任何圖像化載體(其中包括電子圖像)上，以及集成在所有平面或非平面的表面上。
【權(quán)利要求】
1.一種設(shè)備，其包括至少一個對來自光源的光能的傳感器(5)，其特征在于，其此外包括布置在光源和所述傳感器之間的透明板(1)，并且所述透明板(I)的第一面(Ia)通過由間隙(2)分隔開的透鏡(10)的網(wǎng)而結(jié)構(gòu)化，在造于透明板(I)的一面上的間隙(2)的底部與透明板(I)的相對面之間的距離(11)是這樣的以使得其允許在該部位處屈曲所述透明板，而透明板(I)的第二面(Ib)包含圖像的像素區(qū)(3)和透明區(qū)(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述透鏡(10)是凸的或凹的，并且呈對稱或非對稱形狀。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中之一所述的設(shè)備，其特征在于，像素區(qū)(3)和透明區(qū)(4)位于由相繼兩個間隙(2)所劃定的所述第二面(Ib)的范圍中。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中之一所述的設(shè)備，其特征在于，所述光源是太陽，并且在于，所述光能傳感器是熱學(xué)、光伏或化學(xué)類型的太陽能傳感器。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中之一所述的設(shè)備，其特征在于，所述透明板(I)由玻璃或由有機玻璃制成、或者由PMMA、PET或聚碳酸酯類型的透明聚合物制成。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中之一所述的設(shè)備，其特征在于，透明板(I)在其大部分上是有色的。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中之一所述的設(shè)備，其特征在于，間隙(2)是平直的并且彼此平行。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中之一所述的設(shè)備，其特征在于，間隙(2)由圓柱體、多邊形形式劃定，或者由光纖(14)劃定。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中之一所述的設(shè)備，其特征在于，間隙(2)垂直于透明板(I)的平面，或相對于透明板(I)的平面的垂線傾斜某個角度(A)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中之一所述的設(shè)備，其特征在于，間隙(2)造于暴露于光的所述第一面(Ia)上和/或透明板(I)的所述第二面(Ib)上。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中之一所述的設(shè)備，其特征在于，在造于透明板(I)的一面上的間隙(2)的底部與相對面之間的距離(11)足夠微小以便允許在該部位處的材料屈曲而不斷裂。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中之一所述的設(shè)備，其特征在于，間隙(2)具有其平滑和/或光滑的隔板。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中之一所述的設(shè)備，其特征在于，像素區(qū)(3)包含通過后向照明、電致發(fā)光或反射部件所生成的電子像素或印刷像素。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中之一所述的設(shè)備，其特征在于，太陽能傳感器(5)是沿至少一個軸(26)呈柔性和/或易彎曲的。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中之一所述的設(shè)備，其特征在于，其可以繞平行于間隙(2)的縱軸的圓柱體(25 )或軸(26 )進(jìn)行卷繞。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中之一所述的設(shè)備，其特征在于，太陽能傳感器(5)覆蓋透明板(I)的面之一的整個表面，或只覆蓋透明區(qū)(4)，或只覆蓋透明區(qū)(4)的一部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至15中之一所述的設(shè)備，其特征在于，太陽能傳感器(5)置于間隙(2)的面之一上，并且在于，像素區(qū)(3)覆蓋透明板(I)的與承載間隙(2)的面相對的面的全部或部分。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中之一所述的設(shè)備，其特征在于，像素區(qū)(3)全部或部分地對光透明。
19.制造根據(jù)權(quán)利要求1至18中之一所述的設(shè)備的方法，其特征在于，其包括在于以下各項的步驟: -供應(yīng)透明板(1)，所述透明板(I)在其面之一上由透鏡網(wǎng)結(jié)構(gòu)化，并且在另一面上包括由像素區(qū)(3)形成的圖像，所述像素區(qū)(3)由透明帶(4)間隔開； _在圖像面上沉積一層光伏非晶質(zhì)娃(23)； -在裝有透鏡的面中、在相繼兩個透鏡之間實現(xiàn)間隙(2 )，所述間隙(2 )的深度(8 )使得存在一材料厚度，所述材料厚度能確保透明板處的屈曲可能性。
20.制造根據(jù)權(quán)利要求1至18中之一所述的設(shè)備的方法，其特征在于，其包括在于以下各項的步驟: -供應(yīng)透明膜(25)和一些透明條(24)，所述透明條(24)的面之一具有透鏡(10)形式，所述透明膜(25)的面之一上裝有由透明帶(4)間隔開的圖像區(qū)(3)； -并排將所述透明條(24)的面貼合在所述透明膜(25)上，以使得每個條是通過其與具有透鏡(10)形式的面相對的面而進(jìn)行貼合的，并且使得在所述條的每一個之間留出具有平行面的空氣層(19)，所述條(24)具有諸如其覆蓋圖像帶(3)和透明帶(4)的寬度； -供應(yīng)一個或多個太陽能傳感器(5)，并且將其布置在透明板的與其承載間隙(2)的面相對的面上，以使得所述太陽能傳感器(5)使其活性面轉(zhuǎn)向透明區(qū)(4)的側(cè)。
21.制造根據(jù)權(quán)利要求1至18中之一所述的設(shè)備的方法，其特征在于，供應(yīng)呈現(xiàn)裝有透鏡(10)網(wǎng)的面和平面的透明板(1)，并且在于，在兩個面之一上通過模壓、加熱成型或擠壓成型布置了由間隙(2 )分隔開的透鏡(10 )的網(wǎng)。
【文檔編號】F24J2/50GK104160219SQ201280062539
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月18日
【發(fā)明者】J.吉爾貝 申請人:太陽伙伴科技公司