KR20120033021A - 솔라브릭 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 솔라브릭에 관한 것이다. 본 발명에 따른 솔라브릭은, 캐비티가 형성된 몸체, 몸체의 내부에서 캐비티의 바닥면 상에 위치하는 발광소자모듈, 몸체의 내부에서 발광소자모듈 상에 위치하는 도광판, 몸체의 내부에서 도광판의 측면에 위치하는 태양전지 및 도광판 상의 파장변환층을 포함할 수 있다. 이에 의해, 태양광의 입사면과 발광면이 동일하여 솔라브릭의 발광 영역이 증가할 수 있고, 파장변환층을 포함함으로써, 솔라브릭에 포함되는 태양전지의 광전변환효율이 향상될 수 있다.
Description
본 발명은 솔라브릭에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광의 입사면과 솔라브릭의 발광면이 동일하고, 태양전지의 광전변환효율이 향상된 솔라브릭에 관한 것이다.
솔라브릭은 지면이나 건축물의 벽면에 설치되는 타일 또는 블록의 하나로서, 태양전지가 생산한 전력을 솔라브릭의 발광 전력으로 사용한다.
한편, 종래 솔라브릭은 태양광이 입사되는 입사면과, 광을 발산하는 발광면이 서로 분리되어 있었다. 즉, 솔라브릭의 전면의 가장자리 또는 중앙에 태양전지가 설치되어 태양광을 흡수하고, 중앙부분 또는 가장자리에 발광소자가 위치하여 광을 발산하였다. 그러나, 이와 같이, 솔라브릭의 전면에 태양전지의 광 흡수면과 솔라브릭의 발광면이 동시에 존재함에 따라 솔라브릭의 발광 면적이 제한될 수 있다.
또한, 태양전지는 광기전력 효과(Photovoltaic effect)를 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치로서, 입사되는 태양 광을 전기 에너지로 변환시키는 비율과 관계된 변환효율(Efficiency)을 높이는 것이 매우 중요하다. 그러나, 통상의 태양전지는 도 1에 도시되는 바와 같이 약 300 내지 450nm의 파장을 가지는 광은 낮은 광전변환 효율을 보이는바, 솔라브릭의 효율을 향상시키기 위해, 태양전지의 변환효율이 낮은 단파장대의 광을 활용할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 태양광의 입사면과 솔라브릭의 발광면이 동일하고, 태양전지의 광전변환효율이 향상된 솔라브릭을 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 솔라브릭은, 캐비티가 형성된 몸체, 몸체의 내부에서 캐비티의 바닥면 상에 위치하는 발광소자모듈, 몸체의 내부에서 발광소자모듈 상에 위치하는 도광판, 몸체의 내부에서 도광판의 측면에 위치하는 태양전지 및 도광판 상의 파장변환층을 포함할 수 있다.
또한, 파장변환층은 제1 파장을 가지는 광을 흡수하고, 제2 파장을 가지는 광을 방출하며, 제2 파장은 제1 파장보다 길 수 있다.
또한, 도광판의 굴절율이 파장변환층의 굴절율보다 클 수 있다.
또한, 도광판과 발광소자모듈 사이의 공기층을 포함할 수 있다.
또한, 파장변환층 상에 위치하는 투과층을 포함할 수 있다.
또한, 발광소자모듈은, 인쇄회로기판과 인쇄회로기판상에 실장된 발광소자를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 태양광의 입사면과 솔라브릭의 발광면이 동일하여 솔라브릭의 발광 영역이 증가할 수 있고, 파장변환층을 포함함으로써, 솔라브릭에 포함되는 태양전지의 광전변환효율이 향상될 수 있다.
도 1은 태양광의 스펙트럼을 도시한 도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔라브릭을 도시한 사시도,
도 3은 도 2의 솔라브릭의 A-A'단면을 도시한 단면도,
도 4는 도 2의 솔라브릭에 포함되는 발광소자모듈을 도시한 사시도, 그리고
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔라브릭의 단면을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔라브릭을 도시한 사시도,
도 3은 도 2의 솔라브릭의 A-A'단면을 도시한 단면도,
도 4는 도 2의 솔라브릭에 포함되는 발광소자모듈을 도시한 사시도, 그리고
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔라브릭의 단면을 도시한 단면도이다.
이하의 도면에서, 각 구성요소의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한, 각 구성요소의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 또한, 각 구성요소는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔라브릭을 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 솔라브릭의 A-A'단면을 도시한 단면도이며, 도 4는 도 2의 솔라브릭에 포함되는 발광소자모듈을 도시한 사시도이다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 솔라브릭(100)을 보다 상세히 설명하기 위해, 솔라브릭(100)의 가로방향(x)과, 가로방향(x)과 수직인 세로방향(y), 그리고 가로방향(x) 및 세로방향(y)과 수직인 높이방향(x)으로 설명하기로 한다. 즉, 도 3은 도 2의 솔라브릭(100)을 가로방향(x)과 높이방향(z)의 면을 세로방향(y)으로 바라본 도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 솔라브릭(100)은 캐비티가 형성된 몸체(110), 몸체(110)의 내부에서 캐비티의 바닥면 상에 위치하는 발광소자모듈(150), 몸체(110)의 내부에서 발광소자모듈(150) 상에 위치하는 도광판(130), 몸체(110)의 내부에서 도광판(130)의 측면에 위치하는 태양전지(140) 및 도광판(130) 상의 파장변환층(120)을 포함할 수 있다.
몸체(110)는 캐비티가 형성되어, 몸체(110) 내에 발광소자모듈(150), 도광판(130), 태양전지(140) 등이 안착될 수 있다.
몸체(110)는 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 알루미늄 나이트라이드(AlN), 액정폴리머(PSG, photo sensitive glass), 폴리아미드9T(PA9T), 신지오택틱폴리스티렌(SPS), 세라믹 등의 재질로 형성될 수 있으며, 또한 알루미늄(Al) 등과 같은 금속 재질로 형성되어 태양전지(140) 및 발광소자모듈(150)에서 발생한 열을 외부로 방출할 수 있다. 몸체(110)는 사출 성형, 에칭 공정 등에 의해 형성될 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
발광소자모듈(150)은 태양전지(140)로부터 전력을 공급받아 광을 발생할 수 도록 태양전지(140)와 도전체(180)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 발광소자모듈(150)에서 발생한 광은 솔라브릭(100)의 전면을 향하여 발산될 수 있도록, 발광소자모듈(150)은 몸체(110)의 내부에서 캐비티의 바닥면 상에 위치할 수 있다.
도 4는 발광소자모듈(150)을 도시한 사시도로, 도 4를 참조하면, 발광소자모듈(150)은 인쇄회로기판(152)과 인쇄회로기판상(152)에 실장된 발광소자(154)를 포함할 수 있다. 인쇄회로기판(152)은 회로패턴(156)이 인쇄되어 있으며, 회로패턴(156)은 상술한 도전체(180)와 전기적으로 연결될 수 있다.
인쇄회로기판(152)은 회로패턴(156) 및 발광소자(154) 위치하는 지지체로 절연성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어 인쇄회로기판(152)은 FR-4로 형성될 수 있으며, 연성을 가지기 위해 폴리이미드(polyimide), 액정 폴리머(liquid crystal polymer) 및 폴리에스테르(polyester) 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
발광소자(154)는 회로패턴(156)을 통해 공급하는 전력에 의해 광을 발생할 수 있다. 발광소자(154)는 인쇄회로기판(152) 상에 실장될 수 있으며, 일 예로 발광소자(154)는 발광다이오드 일 수 있다. 또한, 발광소자(154)는 적색, 녹색 및 청색을 발하는 복수의 발광소자(154)가 반복적으로 위치할 수도 있으며, 어느 특정의 색을 발하도록 선택적으로 실장될 수 있다.
도 4는 복수의 발광소자(154)가 병렬로 연결된 것을 도시한다. 이와 같이 복수의 발광소자(154)가 병렬로 연결된 경우는 회로패턴(156) 또는 일부의 발광소자(154)에 불량이 발생한 경우에도 나머지 발광소자(154)는 정상적으로 동작할 수 있는 이점이 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 복수의 발광소자(154)는 서로 직렬로 연결될 수도 있다.
회로패턴(156)은 일 예로 인쇄회로기판(152) 상에 구리 등의 도전성 물질을 스퍼터링, 전해/무전해 도금 등의 방법으로 구리층을 형성한 후, 이를 에칭하는 방법 등에 의해 형성할 수 있다. 회로패턴(156)은 인쇄회로기판(152)의 일면 또는 양면에 모두 형성될 수 있으며, 발광소자(154)와 전기적으로 연결되어, 구동신호 및 전력을 공급할 수 있다.
도광판(130)은 투명한 재질 즉, 유리, 폴리메틸메타크릴레이트, 아크릴, 폴리카보네이트 및 에틸렌비닐아세테이트 중 어느 하나로 형성되어, 입사하는 광 및 발광소자모듈(150)에서 발생한 광을 투과할 수 있다.
한편, 몸체(110)의 내측면에는 캐비티로 돌출된 지지부(160)를 포함할 수 있고, 지지부(160)는 도광판(130)과 발광소자모듈(150) 사이에 위치하여, 도광판(130)을 지지할 수 있다. 이에 따라, 도광판(130)과 발광소자모듈(150) 사이에는 에어층(170)이 형성될 수 있으며, 도광판(130)이 발광소자모듈(150)과 직접 접하는 것을 방지하여 도광판(130)이 발광소자모듈(150)에서 발생한 열에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있다.
도광판(130) 상의 파장변환층(120)은, 입사하는 태양광의 파장을 변환시켜 도광판(130)으로 입사시킬 수 있다. 즉, 파장변환층(120)은 도 2에서 도시하는 바와 같이 제1 파장(λ1)을 가지는 광을 흡수하고, 제2 파장(λ1)을 가지는 광을 방출하며, 제2 파장(λ2)은 제1 파장(λ1)보다 길 수 있다.
파장변환층(120)은 형광체, 또는 자외선을 흡수하여 장파장을 방출하는 특성을 보이는 희토류 원소와 고분자 수지 등이 혼합된 페이스트 등을 도광판(130) 상에 도포함으로써 형성할 수 있으며, 또한 필름 형태로 제작한 후 도광판(130) 상에 부착할 수도 있다.
고분자 수지는 투명한 성질을 가지는 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(EVA), 폴리비닐 부티랄(PVB), 폴리메틸메타 아크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리에스터, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리아클릴레이트 등일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
파장변환층(120)에 포함될 수 있는 형광체 또는 희토류 원소는 300 내지 450nm의 제1 파장(λ1)을 가지는 광을 흡수하여, 제1 파장(λ1) 보다 긴 500 내지 1000nm의 제2 파장(λ2)을 가지는 광을 방출할 수 있도록 하여 태양전지(140)의 광전변환 효율을 향상시킬 수 있다.
파장변환층(120)에 포함되는 형광체는 발광 및 인광 현상을 주는 무기 물질일 수 있으며, 유기 형광체, 무기 형광체, 유기 인광체 등일 수도 있다.
한편, 도광판(130)의 굴절율은 파장변환층(120)의 굴절율보다 큰 것이 바람직하다.
이와 같이, 도광판(130)의 굴절율이 파장변환층(120)의 굴절율보다 큰 경우는 스넬(Snell)의 법칙에 의해, 제1 파장(λ1)을 가지는 광이 도광판(130)과 파장변환층(120)의 계면에서 전반사가 일어나지 않고, 도광판(130)으로 진행할 수 있다.
한편, 파장변환층(120)에서 제1 파장(λ1)을 가지는 광은 제1 파장(λ1)보다 긴 제2 파장(λ2)을 가지도록 변환되며, 제2 파장(λ2)을 가지는 광은 제1 파장(λ1)을 가지는 광의 입사각(θ1)보다 큰 굴절각(θ2)을 가지고 도광판(130)으로 비스듬히 진행될 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 도광판(130)과 발광소자모듈(150) 사이에는 에어층(170)이 형성될 수 있고, 도광판(130)과 에어층(170) 사이의 계면에서는 도광판(130)과 에어층(170) 간의 큰 굴절율 차이에 의한 전반사가 일어날 수 있는 임계각이 클 수 있다.
따라서, 도광판(130)을 비스듬히 진행하는 제2 파장(λ2)을 가지는 광은 도광판(130)과 에어층(170) 간의 큰 굴절율 차이에 의해 전반사가 일어날 수 있다.
이와 같이, 도광판(130)과 에어층(170) 사이의 계면에서 전반사 된 광은 도광판(130)의 상부를 향하게 되며, 도광판(130)과 파장변환층(120) 사이에서 다시 전반사가 일어날 수 있다.
따라서, 도광판(130) 내로 입사한 광은 도광판(130) 내에서 전반사에 의해 도광판(130)의 측면으로 진행할 수 있으며, 이는 도광판(130)의 측면에 위치한 태양전지(140)로 입사할 수 있다.
한편, 태양전지(140)로 입사하는 광은 솔라브릭(100)의 전면으로 입사하는 광의 파장(λ1)보다 긴 파장(λ2)을 가지고 있고, 이에 따라 태양전지(140)의 광전변환효율이 향상될 수 있다.
여기서, 태양전지(140)는 실리콘 태양전지, 박막형 태양전지, 염료감응형 태양전지 및 유기고분자형 태양전지 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
따라서, 본 발명에 따르면 태양광의 입사면과 솔라브릭(100)의 발광면이 동일하여 솔라브릭(100)의 발광 영역이 증가할 수 있고, 파장변환층(120)을 포함함으로써, 솔라브릭(100)에 포함되는 태양전지(140)의 광전변환효율이 향상될 수 있다.
한편, 발광소자모듈(150)은 몸체(110)의 내부에서 캐비티의 바닥면 상에 위치하므로, 발광소자모듈(150)에서 발생한 광은 도광판(130)과 에어층(170) 사이의 계면 또는 도광판(130)과 파장변환층(120) 사이의 계면에서 전반사가 일어나지 않고 외부로 방출될 수 있다.
다만, 발광소자모듈(150)의 발광소자(154)는 일정한 지향각을 가질 수 있으므로, 발광소자모듈(150)에서 발생한 광 중 일부가 진행중에 도광판(130)과 파장변환층(120) 사이의 계면에서 전반사 될 수 있는데, 이러한 경우는 상술한 바와 같이 도광판(130) 내에서 전반사되어 태양전지(140)로 입사될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔라브릭의 단면을 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 솔라브릭(200)은 캐비티가 형성된 몸체(210), 캐비티의 바닥면 상에 위치하는 발광소자모듈(250), 발광소자모듈(250) 상에 위치하는 도광판(230), 도광판(230)의 측면에 위치하는 태양전지(240), 도광판(230) 상의 파장변환층(220), 파장변환층(220) 상의 투과층(280), 축전기 및 제어부(290)를 포함할 수 있다.
몸체(210), 발광소자모듈(250), 도광판(230), 태양전지(240) 및 파장변환층(220)은 도 2 내지 도 4에서 도시하고 설명한 바와 동일하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 솔라브릭(200)은 파장변환층(220) 상에 위치하는 투과층(280)을 포함할 수 있다.
투과층(280)은 파장변환층(220) 및 도광판(230)을 보호하고, 외부의 이물질이 몸체(210) 내로 침투하는 것을 방지할 수 있도록 강화유리인 것이 바람직하며, 또한, 투과층(280)은 입사되는 태양광의 반사를 방지하고 태양광의 투과율을 높이기 위해 철분이 적게 들어간 저철분 강화유리인 것이 더욱 바람직하다.
한편, 발광소자모듈(250)은 태양전지(240)로부터 전력을 공급받아 광을 발생할 수 있도록 태양전지(240)와 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 솔라브릭(200)은 태양전지(240)에서 생산된 전력을 축전하고, 발광소자모듈(250)로의 전력 공급을 제어하는 축전기 및 제어부(290)를 포함할 수 있다. 여기서, 축전기로는 2차 전지나 전기 이중층 콘덴서 등이 사용될 수 있고, 제어부는 축전기의 축전 전력을 발광소자모듈(250)에 공급하는 것을 제어할 수 있다.
한편, 태양전지(240)와 축전기 사이에는 제1 스위치(291)를 포함하고, 태양전지(240)와 발광소자모듈(250) 사이에는 제2 스위치(292)를 포함하여, 솔라브릭(200)의 작동을 제어할 수 있다.
이러한 솔라브릭(200)의 작동에 대해 구체적으로 살펴보면, 제1 스위치(291)가 OFF되고, 제2 스위치(293)가 ON 상태이면, 태양전지(240)에서 발생한 전력은 직접적으로 발광소자모듈(250)로 제공되어 솔라브릭(200)은 빛을 발생할 수 있다. 또한, 제1 스위치(291) 및 제2 스위치(292)가 동시에 ON 상태로 되어, 축전기에 전력을 축전하면서 빛을 발생할 수도 있다.
또한, 제1 스위치(291)가 ON 상태이고, 제2 스위치(292)가 OFF 상태인 경우는, 태양전지(240)에서 발생한 전력은 축전기에 저장될 수 있다. 이에 따라, 태양전지(240)가 주간의 태양광을 받아서 전력을 생산하고, 이 전력을 축전지에 저장해두었다가 솔라브릭(200)의 전력으로 사용할 수 있다.
즉, 주위의 조도가 기 설정치보다 낮아지는 경우, 제어부가 ON 신호를 발광소자모듈(250)로 전달하고, 이에 따라 축전기에 저장된 전력이 발광소자모듈(250)로 전달되면서 발광소자모듈(250)에서 광을 발생하게 할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 솔라브릭(200)은 야간에 사용할 수 있게 된다.
실시예에 따른 솔라브릭은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성에 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100, 200 : 솔라브릭 110, 210 : 몸체
120, 220 : 파장변환층 130, 230 : 도광판
140, 240 : 태양전지 150, 250 : 발광소자모듈
180 : 도전체 291 : 제1 스위치
292 : 제2 스위치 290 : 축전기 및 제어부
120, 220 : 파장변환층 130, 230 : 도광판
140, 240 : 태양전지 150, 250 : 발광소자모듈
180 : 도전체 291 : 제1 스위치
292 : 제2 스위치 290 : 축전기 및 제어부
Claims (13)
- 캐비티가 형성된 몸체;
상기 몸체의 내부에서 상기 캐비티의 바닥면 상에 위치하는 발광소자모듈;
상기 몸체의 내부에서 상기 발광소자모듈 상에 위치하는 도광판;
상기 몸체의 내부에서 상기 도광판의 측면에 위치하는 태양전지; 및
상기 도광판 상의 파장변환층을 포함하는 솔라브릭. - 제1항에 있어서,
상기 파장변환층은 제1 파장을 가지는 광을 흡수하고, 제2 파장을 가지는 광을 방출하며, 상기 제2 파장은 상기 제1 파장보다 긴 솔라브릭. - 제1항에 있어서,
상기 도광판의 굴절율이 상기 파장변환층의 굴절율보다 큰 솔라브릭. - 제1항에 있어서,
상기 도광판과 상기 발광소자모듈 사이의 에어층을 포함하는 솔라브릭. - 제1항에 있어서,
상기 파장변환층은 형광체 또는 희토류 원소를 포함하는 솔라브릭. - 제1항에 있어서,
상기 발광소자모듈은, 인쇄회로기판과 상기 인쇄회로기판상에 실장된 발광소자를 포함하는 솔라브릭. - 제1항에 있어서,
상기 몸체의 내측면에는 상기 캐비티로 돌출된 지지부;를 포함하고,
상기 지지부는 상기 도광판과 상기 발광소자모듈 사이에 위치하여, 상기 도광판을 지지하는 솔라브릭. - 제1항에 있어서,
상기 도광판은 유리, 폴리메틸메타크릴레이트, 아크릴, 폴리카보네이트 및 에틸렌비닐아세테이트 중 어느 하나로 형성된 솔라브릭. - 제1항에 있어서,
상기 파장변환층 상에 위치하는 투과층을 포함하는 솔라브릭. - 제1항에 있어서,
상기 태양전지에서 생산된 전력을 축전하는 축전기와 상기 발광소자모듈로의 전력 공급을 제어하는 제어부를 포함하는 솔라브릭. - 제10항에 있어서,
상기 태양전지와 상기 축전기 사이의 제1 스위치를 포함하는 솔라브릭. - 제10항에 있어서,
상기 태양전지와 상기 발광소자모듈 사이의 제2 스위치를 포함하는 솔라브릭. - 제1항에 있어서,
상기 태양전지는 실리콘 태양전지, 박막형 태양전지, 염료감응형 태양전지 및 유기고분자형 태양전지 중 어느 하나인 솔라브릭.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103574478A (zh) * | 2012-08-03 | 2014-02-12 | 常州亚玛顿股份有限公司 | 太阳能照明*** |
| WO2016075626A1 (es) * | 2014-11-10 | 2016-05-19 | Universidad Eafit | Elemento estructural tipo ladrillo que permite la fijacion de elementos electricos, opticos, electronicos y electromecanicos |
| EP3428973A4 (en) * | 2016-03-11 | 2019-11-13 | Universidad Eafit | COVER WITH OPTOELECTRONIC ELEMENTS |
| CN113169239A (zh) * | 2018-10-31 | 2021-07-23 | 米兰-比可卡大学 | 具有用于生产电能的发光太阳能集中器的玻璃砖 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030137831A1 (en) * | 2002-01-18 | 2003-07-24 | Lin Chung-Kuei | Tile in combination with a solar lamp |
| US20060012996A1 (en) * | 2004-06-24 | 2006-01-19 | Art Mark International Corporation | Solar light apparatus |
| KR20090069894A (ko) * | 2007-12-26 | 2009-07-01 | 엘지전자 주식회사 | 형광체를 포함한 태양전지 모듈 및 그 제조 방법 |
| KR20100057312A (ko) * | 2008-11-21 | 2010-05-31 | 삼성전자주식회사 | 태양전지 및 태양전지 모듈 |
-
2010
- 2010-09-29 KR KR1020100094608A patent/KR101698773B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030137831A1 (en) * | 2002-01-18 | 2003-07-24 | Lin Chung-Kuei | Tile in combination with a solar lamp |
| US20060012996A1 (en) * | 2004-06-24 | 2006-01-19 | Art Mark International Corporation | Solar light apparatus |
| KR20090069894A (ko) * | 2007-12-26 | 2009-07-01 | 엘지전자 주식회사 | 형광체를 포함한 태양전지 모듈 및 그 제조 방법 |
| KR20100057312A (ko) * | 2008-11-21 | 2010-05-31 | 삼성전자주식회사 | 태양전지 및 태양전지 모듈 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103574478A (zh) * | 2012-08-03 | 2014-02-12 | 常州亚玛顿股份有限公司 | 太阳能照明*** |
| WO2016075626A1 (es) * | 2014-11-10 | 2016-05-19 | Universidad Eafit | Elemento estructural tipo ladrillo que permite la fijacion de elementos electricos, opticos, electronicos y electromecanicos |
| EP3428973A4 (en) * | 2016-03-11 | 2019-11-13 | Universidad Eafit | COVER WITH OPTOELECTRONIC ELEMENTS |
| CN113169239A (zh) * | 2018-10-31 | 2021-07-23 | 米兰-比可卡大学 | 具有用于生产电能的发光太阳能集中器的玻璃砖 |
| US20210399152A1 (en) * | 2018-10-31 | 2021-12-23 | Universita' Degli Studi Di Milano - Bicocca | Glass brick with luminescent solar concentrator for production of electrical energy |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| KR101698773B1 (ko) | 2017-01-23 |
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