KR102622645B1 - Fitting and Fitting system having the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 창호는 창을 포함하고, 상기 창은 집광부 및 상기 집광부의 측부에 배치된 태양 전지를 구비하는 하나 이상의 태양 전지 모듈을 포함하고, 상기 집광부는 태양광이 입사되는 제1 면 및 상기 제1 면과 대향하는 제2 면을 구비하는 양자점층; 및 상기 양자점층의 상기 제2 면 측에 적층되는 제1 광 투과 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다. A window according to an embodiment of the present invention includes a window, and the window includes one or more solar cell modules including a light collecting part and solar cells disposed on a side of the light collecting part, and the light collecting part receives sunlight. A quantum dot layer having a first surface and a second surface opposing the first surface; and a first light-transmitting member laminated on the second surface side of the quantum dot layer.
Description
본 발명은 창호 및 이를 구비하는 창호 시스템에 관한 것으로, 상세하게는, 태양광 중 실내로 유입되는 광을 불필요하게 감소시키지 않으면서, 창에 입사된 태양광 중 태양 전지에 의해 전기 에너지로 변환될 수 있는 광의 비율을 극대화할 수 있는 창호 및 이를 구비하는 창호 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to windows and a window system including the same, and more specifically, to converting sunlight incident on a window into electrical energy by a solar cell without unnecessarily reducing the sunlight flowing into the room. It relates to windows that can maximize the ratio of available light and a window system equipped with the same.
최근 들어서 태양 에너지를 이용하여 전력을 생산할 수 있는 태양광 발전 시설이 점차 보편화되고 있다. 태양 전지와 같은 이러한 태양광 발전 시설을 건축물의 외피 마감재로 사용하는 건물 일체형 태양광 발전(BIPV; Building Integrated PhotoVoltaic)은 2014년 초 스위스 로잔 공과대학교의 컨벤션 센터에 사용된 바 있으며, 근래에는 21세기 유망 신기술로서 전 세계적으로 주목받고 있다. Recently, solar power generation facilities that can produce electricity using solar energy have become increasingly common. Building Integrated PhotoVoltaic (BIPV), which uses solar power generation facilities such as solar cells as the exterior finishing material of buildings, was used in the convention center of the Lausanne University of Technology in Switzerland in early 2014, and has recently been used in the 21st century. It is attracting attention around the world as a promising new technology.
창문에서 태양광을 집광하여 전기를 생산할 수 있는 집광형 태양광발전 스마트 창문에 관한 종래 기술인 특허문헌 1(한국공개특허공보 제10-2020-0080702호)이 개시되어 있다. Patent Document 1 (Korean Patent Publication No. 10-2020-0080702), which is a prior art regarding a concentrating solar power generation smart window that can produce electricity by concentrating sunlight from a window, is disclosed.
특허문헌 1에 개시된 집광형 태양광발전 스마트창문은 복수의 유리 패널 사이에 배치되며 입사된 태양광의 일부를 창문 프레임의 일측으로 굴절시키며 일부를 통과시키는 회절격자부, 및 창문 프레임의 일측에 위치하며 회절격자부에 의해 굴절된 빛을 광원으로 사용하여 전기를 생산하는 태양 전지를 포함한다. 그런데, 태양광을 굴절시키는 회절격자부는 태양광을 차단시키는 광 차단부가 태양광을 투과시키는 복수의 슬릿(slit) 사이마다 제공된다. 따라서, 태양광 중 실내로 유입되는 광을 불필요하게 감소시키는 문제점이 있다. 또한, 이러한 회절격자부에 입사되는 태양광 중에는, 예를 들어 자외선과 같은, 태양 전지에 의해 전기 에너지로 변환되지 못하는 광이 포함되어 있기 때문에, 창에 입사되는 태양광으로부터 전기 에너지를 생성하는 태양 전지의 효율을 증가시키는 데에 한계가 있는 문제점이 있다. The concentrating solar power generation smart window disclosed in
본 발명의 목적은 태양광 중 실내로 유입되는 광을 불필요하게 감소시키지 않으면서, 창에 입사된 태양광 중 태양 전지에 의해 전기 에너지로 변환될 수 있는 광의 비율을 극대화할 수 있는 창호 및 이를 구비하는 창호 시스템을 제공하는 데에 있다. The object of the present invention is to provide a window and door equipped with the same that can maximize the ratio of light that can be converted into electrical energy by a solar cell among the sunlight incident on the window without unnecessarily reducing the amount of sunlight entering the room. The goal is to provide a window system that
본 발명의 다른 목적은 집광부를 통하여 태양 전지의 수광면으로 입사되는 광의 양을 증가시킬 수 있는 창호 및 이를 구비하는 창호 시스템을 제공하는 데에 있다. Another object of the present invention is to provide a window that can increase the amount of light incident on the light-receiving surface of a solar cell through a light concentrator, and a window system including the same.
본 발명의 또 다른 목적은, 예를 들어 창호의 개폐와 같은 창호의 본래의 기능이 훼손되는 것을 방지하면서, 태양 전지로부터 생성된 전기 에너지를 저장하고 사용할 수 있는 창호 시스템을 제공하는 데에 있다. Another object of the present invention is to provide a window system that can store and use electrical energy generated from solar cells while preventing damage to the original functions of the window, such as opening and closing the window.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예의 제1 특징에 따르는 창호는 창을 포함하고, 상기 창은 집광부 및 상기 집광부의 측부에 배치된 태양 전지를 구비하는 하나 이상의 태양 전지 모듈을 포함하고, 상기 집광부는 태양광이 입사되는 제1 면 및 상기 제1 면과 대향하는 제2 면을 구비하는 양자점층; 및 상기 양자점층의 상기 제2 면 측에 적층되는 제1 광 투과 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the window according to the first feature of the embodiment of the present invention includes a window, and the window includes one or more solar cell modules including a light collecting part and a solar cell disposed on a side of the light collecting part. It includes: a quantum dot layer, wherein the light collecting part has a first surface on which sunlight is incident and a second surface opposing the first surface; and a first light-transmitting member laminated on the second surface side of the quantum dot layer.
본 발명의 실시예의 제2 특징에 따르는 창호는 창을 포함하고, 상기 창은 집광부 및 상기 집광부의 측부에 배치된 태양 전지를 구비하는 하나 이상의 태양 전지 모듈을 포함하고, 상기 집광부는 태양광이 입사되는 제1 면 및 상기 제1 면과 대향하는 제2 면을 구비하는 양자점층; 및 상기 양자점층의 상기 제1 면 측에 적층되는 광 투과 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다. A window according to a second feature of an embodiment of the present invention includes a window, wherein the window includes at least one solar cell module having a light collecting part and a solar cell disposed on a side of the light collecting part, and the light collecting part includes solar cells. A quantum dot layer having a first surface on which the light is incident and a second surface opposing the first surface; and a light-transmitting member laminated on the first side of the quantum dot layer.
상기 제1 특징에 따른 창호는 상기 집광부가 상기 양자점층과 상기 제1 광 투과 부재 사이에 적층되며 상기 양자점층의 굴절율보다 낮은 굴절율을 가지는 제1 저굴절층을 더 포함할 수 있다. The window according to the first feature may further include a first low refractive index layer in which the light collecting part is laminated between the quantum dot layer and the first light transmitting member and has a refractive index lower than the refractive index of the quantum dot layer.
상기 제1 특징에 따른 창호는 상기 집광부가 상기 양자점층의 상기 제2 면에 제공되며 상기 양자점층의 굴절율보다 낮은 굴절율을 가지는 제1 저굴절 패턴을 더 포함할 수 있다. The window according to the first feature may further include a first low refractive index pattern in which the light collecting part is provided on the second surface of the quantum dot layer and has a refractive index lower than the refractive index of the quantum dot layer.
상기 제1 특징에 따른 창호는 상기 집광부가 상기 양자점층의 상기 제1 면 측에 적층되는 제2 광 투과 부재를 더 포함할 수 있다. The window according to the first feature may further include a second light transmitting member in which the light collecting part is laminated on the first surface side of the quantum dot layer.
상기 제2 특징에 따른 창호는 상기 집광부가 상기 양자점층과 상기 광 투과 부재 사이에 적층되며 상기 양자점층의 굴절율보다 낮은 굴절율을 가지는 저굴절층을 더 포함할 수 있다. The window according to the second feature may further include a low refractive index layer in which the light collecting part is laminated between the quantum dot layer and the light transmitting member and has a refractive index lower than that of the quantum dot layer.
상기 제2 특징에 따른 창호는 상기 집광부가 상기 양자점층의 상기 제1 면에 제공되며 상기 양자점층의 굴절율보다 낮은 굴절율을 가지는 저굴절 패턴을 더 포함할 수 있다. The window according to the second feature may further include a low refractive index pattern in which the light collecting part is provided on the first surface of the quantum dot layer and has a refractive index lower than the refractive index of the quantum dot layer.
상기 제1 특징에 따른 창호는 상기 집광부가 상기 양자점층과 상기 제2 광 투과 부재 사이에 적층되며 상기 양자점층의 굴절율보다 낮은 굴절율을 가지는 제2 저굴절층을 더 포함할 수 있다. The window according to the first feature may further include a second low refractive index layer in which the light collecting part is laminated between the quantum dot layer and the second light transmitting member and has a refractive index lower than that of the quantum dot layer.
상기 제1 특징에 따른 창호는 상기 집광부가 상기 양자점층과 상기 제1 면에 제공되며 상기 양자점층의 굴절율보다 낮은 굴절율을 가지는 제2 저굴절 패턴을 더 포함할 수 있다. The window according to the first feature may further include a second low refractive index pattern in which the light collecting part is provided on the quantum dot layer and the first surface and has a refractive index lower than the refractive index of the quantum dot layer.
본 발명의 실시예의 제3 특징에 따르는 창호 시스템은 창호; 상기 창호의 창의 가장자리를 따라 연장되는 창틀 내에 설치된 전기 에너지 저장부; 및 상기 전기 에너지 저장부에 전기적으로 연결되며 상기 창호에 설치된 기능 소자를 포함하고, 상기 창호는 상기 창을 포함하고, 상기 창은 집광부 및 상기 집광부의 측부에 배치된 태양 전지를 구비하는 하나 이상의 태양 전지 모듈을 포함하고, 상기 집광부는 태양광이 입사되는 제1 면 및 상기 제1 면과 대향하는 제2 면을 구비하는 양자점층; 및 상기 양자점층의 상기 제2 면 측에 적층되는 제1 광 투과 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.The window system according to the third feature of the embodiment of the present invention includes windows and doors; an electric energy storage unit installed in a window frame extending along an edge of the window; and a functional element electrically connected to the electric energy storage unit and installed on the window, wherein the window includes the window, and the window includes a light collecting part and a solar cell disposed on a side of the light collecting part. It includes the above solar cell module, wherein the light collecting part includes a quantum dot layer having a first surface on which sunlight is incident and a second surface opposing the first surface; and a first light-transmitting member laminated on the second surface side of the quantum dot layer.
본 발명의 실시예의 제4 특징에 따르는 창호 시스템은 창호; 상기 창호의 창의 가장자리를 따라 연장되는 창틀 내에 설치된 전기 에너지 저장부; 및 상기 전기 에너지 저장부에 전기적으로 연결되며 상기 창호에 설치된 기능 소자를 포함하고, 상기 창호는 상기 창을 포함하고, 상기 창은 집광부 및 상기 집광부의 측부에 배치된 태양 전지를 구비하는 하나 이상의 태양 전지 모듈을 포함하고, 상기 집광부는 태양광이 입사되는 제1 면 및 상기 제1 면과 대향하는 제2 면을 구비하는 양자점층; 및 상기 양자점층의 상기 제1 면 측에 적층되는 광 투과 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다. The window system according to the fourth feature of the embodiment of the present invention includes windows and doors; an electric energy storage unit installed within a window frame extending along an edge of the window; and a functional element electrically connected to the electric energy storage unit and installed on the window, wherein the window includes the window, and the window includes a light collecting part and a solar cell disposed on a side of the light collecting part. It includes the above solar cell module, wherein the light collecting part includes a quantum dot layer having a first surface on which sunlight is incident and a second surface opposing the first surface; and a light-transmitting member laminated on the first side of the quantum dot layer.
본 발명의 실시예에 따른 창호 및 이를 구비하는 창호 시스템을 사용하면 다음과 같은 효과가 달성된다. The following effects are achieved by using a window and a window system including the same according to an embodiment of the present invention.
1. 태양광 중 실내로 유입되는 광을 불필요하게 감소시키지 않으면서, 창에 입사된 태양광 중 태양 전지에 의해 전기 에너지로 변환될 수 있는 광의 비율을 극대화할 수 있다. 1. Without unnecessarily reducing the amount of sunlight entering the room, it is possible to maximize the proportion of sunlight incident on the window that can be converted into electrical energy by solar cells.
2. 집광부를 통하여 태양 전지의 수광면으로 입사되는 광의 양을 증가시킬 수 있다. 2. The amount of light incident on the light-receiving surface of the solar cell can be increased through the light concentrator.
3. 예를 들어 창호의 개폐와 같은 창호의 본래의 기능이 훼손되는 것을 방지하면서, 태양 전지로부터 생성된 전기 에너지를 저장하고 사용할 수 있다. 3. Electrical energy generated from solar cells can be stored and used while preventing damage to the original functions of windows, such as opening and closing windows.
이하, 본 발명에 따른 창호 및 이를 구비하는 창호 시스템의 바람직한 실시형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 창호의 정면도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 창호의 부분 측단면도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 창호의 태양 전지 모듈의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태의 제1 변형예에 따른 창호의 부분 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태의 제2 변형예에 따른 창호의 부분 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태의 제3 변형예에 따른 창호의 부분 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태의 제4 변형예에 따른 창호의 부분 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태의 제5 변형예에 따른 창호의 부분 측단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태의 제6 변형예에 따른 창호의 부분 측단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따른 창호를 구비하는 창호 시스템의 배면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따른 창호를 구비하는 창호 시스템의 제조 방법의 순서도이다. Hereinafter, preferred embodiments of the window and the window system including the same according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
1 is a front view of a window according to an embodiment of the present invention.
Figure 2a is a partial side cross-sectional view of a window according to an embodiment of the present invention.
Figure 2b is a perspective view of a solar cell module of a window according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a partial side cross-sectional view of a window according to a first modified example of one embodiment of the present invention.
Figure 4 is a partial side cross-sectional view of a window according to a second modification of one embodiment of the present invention.
Figure 5 is a partial side cross-sectional view of a window according to a third modification of one embodiment of the present invention.
Figure 6 is a partial side cross-sectional view of a window according to a fourth modification of one embodiment of the present invention.
Figure 7 is a partial side cross-sectional view of a window according to a fifth modification of one embodiment of the present invention.
Figure 8 is a partial side cross-sectional view of a window according to a sixth modification of one embodiment of the present invention.
Figure 9 is a rear view of a window system including windows according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a flowchart of a method of manufacturing a window system including windows according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명에 따른 창호 및 이를 구비하는 창호 시스템의 바람직한 실시형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the window and the window system including the same according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 창호의 정면도이고, 도 2a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 창호의 부분 측단면도이며, 도 2b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 창호의 태양 전지 모듈의 사시도이다. Figure 1 is a front view of a window and door according to an embodiment of the present invention, Figure 2a is a partial side cross-sectional view of a window and door according to an embodiment of the present invention, and Figure 2b is a solar cell module of a window and door according to an embodiment of the present invention. This is a perspective view of
도 1 내지 도 2b를 참조하여, 본 발명의 일 실시형태에 따른 창호(100)를 설명하면 다음과 같다. 창호(100)는 창(110)을 포함한다. 또한, 창호(100)는 창틀(120)을 더 포함할 수 있다. With reference to FIGS. 1 to 2B, the
창(110)은 태양광(SL; 도 2 참조)이 투과되는 부분이다. The
본 명세서에 있어서, "창(110)"은 "사람이 드나들지 않는 창문"에 제공되는 창일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 베란다 문과 같이 "사람이 드나드는 문"에 제공되는 창을 포함할 수 있음에 유의하여야 한다.In this specification, the “
창(110)은 하나 이상의 태양 전지 모듈(SCM)을 포함한다. 또한, 창(110)은 전방 패널(도시되지 않음) 및 후방 패널(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다.
태양 전지 모듈(SCM)은 집광부(130) 및 태양 전지(140)를 포함한다. The solar cell module (SCM) includes a
집광부(130)는 양자점층(131) 및 제1 광 투과 부재(132)를 포함한다. The
본 명세서에 있어서, "집광부(130)"는 "발광 태양 집광기" 또는 "발광 태양 농축기(Luminescent solar concentrator)"로도 칭해질 수 있으며, 태양광(SL)을 발광체가 흡수하여 낮은 에너지의 빛(예를 들어, 가시광선 및/또는 적외선)으로 재발광(PhotoLuminescence; PL)시키는 구성요소일 수 있다. In this specification, the "
양자점층(131)은 복수의 양자점(QD)을 포함한다. 또한, 양자점층(131)은 태양광(SL)이 입사되는 제1 면(S1), 및 제1 면(S1)과 대향하는 제2 면(S2)을 구비한다. 양자점(QD)은 제1 파장 범위의 광 에너지를 제2 파장 범위의 광 에너지로 변환시킬 수 있다. 예를 들어, 집광부(130)로 입사된 태양광(SL) 중 10 ~ 400 nm의 파장 범위의 파장을 가진 자외선은, 양자점층(131) 내의 양자점(QD)에 의해, 400 ~ 700 nm의 파장 범위의 파장을 가진 가시광선 및/또는 700 ~106 nm의 파장 범위의 파장을 가진 적외선으로 변환되어 발광될 수 있다.
이렇게 발광된 광은, 양자점층(131)과 외부 공기(A) 간의 굴절율 차이 및 양자점층(131)과 제1 광 투과 부재(132) 간의 굴절율 차이에 의해, 양자점층(131)의 제1 면(S1) 및 제2 면(S2)에서 반사되어 양자점층(131)의 길이 방향을 따라 도파한 후 양자점층(131)의 측부로부터 방사될 수 있다. 구체적으로, 이러한 양자점층(131)의 제1 면(S1) 및 제2 면(S2)에서의 반사는, 굴절율이 서로 다른 매질 간의 경계면에서 광의 투과(굴절)와 반사가 함께 행해진다는 프레넬(Fresnel) 반사 원리에 의해 행해질 수 있다. The light emitted in this way is transmitted to the first surface of the
제1 광 투과 부재(132)는 양자점층(131)이 코팅되는 광 투과 부재로서, 양자점층(131)의 제2 면(S2) 측에 적층된다. 예를 들어, 제1 광 투과 부재(132)는 유리를 포함할 수 있다. The first light-transmitting
태양 전지(140)는 집광부(130)의 측부에 배치되어 양자점층(131)로부터 입사된 광을 전기 에너지로 변환하는 구성요소이다. 태양 전지(140)는 양자점층(131)으로부터 방출된 광이 입사되는 수광면(141)을 갖는다. 도 2b를 참조하면, 태양 전지(140)는 집광부(130)의 측부 전체, 예를 들어, 집광부(130)의 복수의 측면 전체에 걸쳐 배치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 태양 전지(140)는 집광부(130)의 측부 중 일부, 예를 들어, 집광부(130)의 복수의 측면 중 일부의 측면에 배치될 수도 있다. The
전방 패널은 태양광(SL)이 입사되는 태양 전지 모듈(SCM)의 전방에 배치되는 패널이다. 전방 패널은 태양 전지 모듈(SCM)의 전방을 하우징하는 역할을 한다. 전방 패널은 예를 들어 유리를 포함할 수 있다. 또한, 창(110)이 이러한 전방 패널을 포함하는 경우, 도 2a에 도시된 외부 공기(A)는 양자점층(131)과 전방 패널 사이의 공기층일 수 있다. The front panel is a panel placed in front of the solar cell module (SCM) where sunlight (SL) is incident. The front panel serves to house the front of the solar cell module (SCM). The front panel may include glass, for example. Additionally, when the
후방 패널은 태양 전지 모듈(SCM)의 후방에 배치되는 패널이다. 후방 패널은 태양 전지 모듈(SCM)의 후방을 하우징하는 역할을 한다. 후방 패널은 예를 들어 유리를 포함할 수 있다. The rear panel is a panel placed at the rear of the solar cell module (SCM). The rear panel serves to house the rear of the solar cell module (SCM). The rear panel may include glass, for example.
창틀(120)은, 도 1을 참조하면, 창(110)의 가장자리를 따라 연장되는 틀이다. Referring to FIG. 1, the
본 발명의 실시예의 제1 특징에 따르면, 창호(100)는 창(110)을 포함하고, 상기 창(110)은 집광부(130) 및 상기 집광부(130)의 측부에 배치된 태양 전지(140)를 구비하는 하나 이상의 태양 전지 모듈(SCM)을 포함하고, 상기 집광부(130)는 태양광(SL)이 입사되는 제1 면(S1) 및 상기 제1 면(S1)과 대향하는 제2 면(S2)을 구비하는 양자점층(131); 및 상기 양자점층(131)의 상기 제2 면(S2) 측에 적층되는 제1 광 투과 부재(132)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 태양광(SL) 중 실내로 유입되는 광을 불필요하게 감소시키지 않으면서, 창(110)에 입사된 태양광(SL) 중 태양 전지(140)에 의해 전기 에너지로 변환될 수 있는 광의 비율을 극대화할 수 있다. According to the first feature of the embodiment of the present invention, the
도 3은 본 발명의 일 실시형태의 제1 변형예에 따른 창호의 부분 측단면도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태의 제1 변형예에 따른 창호(100A)는 창(110A)을 포함한다. 또한, 창(110A)은 하나 이상의 태양 전지 모듈(SCMA)을 포함한다. Figure 3 is a partial side cross-sectional view of a window according to a first modified example of one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, a
제1 변형예에 따른 창호(100A)는, 도 2a에 도시된 창호(100)와 비교하여, 창(110A)의 태양 전지 모듈(SCMA)의 구성만이 다르고 나머지 구성은 유사하다. 구체적으로, 제1 변형예에 따른 태양 전지 모듈(SCMA)은, 도 2a에 도시된 태양 전지 모듈(SCM)과 비교하여, 집광부(130A)가 양자점층(131)과 제1 광 투과 부재(132) 사이에 적층되며 양자점층(131)의 굴절율보다 낮은 굴절율을 가지는 제1 저굴절층(133)을 더 포함한다. 이에 따라, 제1 변형예에 따른 창호(100A)는, 도 2a에 도시된 창호(100)와 비교하여, 집광부(130A)를 통하여 태양 전지(140)의 수광면(141)으로 입사되는 광의 양을 증가시킬 수 있다. The
도 4는 본 발명의 일 실시형태의 제2 변형예에 따른 창호의 부분 측단면도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태의 제2 변형예에 따른 창호(100B)는 창(110B)을 포함한다. 또한, 창(110B)은 하나 이상의 태양 전지 모듈(SCMB)을 포함한다. Figure 4 is a partial side cross-sectional view of a window according to a second modification of one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, a
제2 변형예에 따른 창호(100B)는, 도 2a에 도시된 창호(100)와 비교하여, 창(110B)의 태양 전지 모듈(SCMB)의 구성만이 다르고 나머지 구성은 유사하다. 구체적으로, 제2 변형예에 따른 태양 전지 모듈(SCMB)은, 도 2a에 도시된 태양 전지 모듈(SCM)과 비교하여, 집광부(130B)가 양자점층(131)의 제2 면(S2)에 제공되며 양자점층(131)의 굴절율보다 낮은 굴절율을 가지는 제1 저굴절 패턴(134)을 더 포함한다. 이에 따라, 제2 변형예에 따른 창호(100B)는, 도 2a에 도시된 창호(100)와 비교하여, 집광부(130B)를 통하여 태양 전지(140)의 수광면(141)으로 입사되는 광의 양을 증가시킬 수 있다. The
도 5는 본 발명의 일 실시형태의 제3 변형예에 따른 창호의 부분 측단면도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태의 제3 변형예에 따른 창호(100C)는 창(110C)을 포함한다. 또한, 창(110C)은 하나 이상의 태양 전지 모듈(SCMC)을 포함한다. Figure 5 is a partial side cross-sectional view of a window according to a third modification of one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, a
제3 변형예에 따른 창호(100C)는, 도 2a에 도시된 창호(100)와 비교하여, 창(110C)의 태양 전지 모듈(SCMC)의 구성만이 다르고 나머지 구성은 유사하다. 구체적으로, 제3 변형예에 따른 태양 전지 모듈(SCMC)은, 도 2a에 도시된 태양 전지 모듈(SCM)과 비교하여, 집광부(130C)가 양자점층(131)의 제1 면(S1) 측에 적층되는 제2 광 투과 부재(135)를 더 포함한다. The
또한, 제3 변형예에 따른 태양 전지 모듈(SCMC)는, 도 3에 도시된 제1 변형예에 따른 태양 전지 모듈(SCMA)과 유사하게, 집광부(130C)가 양자점층(131)과 제1 광 투과 부재 사이(132)에 적층되며 양자점층(131)의 굴절율보다 낮은 굴절율을 가지는 제1 저굴절층((133))을 더 포함할 수 있다. 또한, 제3 변형예에 따른 태양 전지 모듈(SCMC)는, 도 4에 도시된 제2 변형예에 따른 태양 전지 모듈(SCMB)과 유사하게, 집광부(130C)가 양자점층(131)의 제2 면(S2)에 제공되며 양자점층(131)의 굴절율보다 낮은 굴절율을 가지는 제1 저굴절 패턴(134)을 더 포함할 수 있다. 또한, 제3 변형예에 따른 태양 전지 모듈(SCMC)은 집광부(130C)가 양자점층(131)과 제2 광 투과 부재(135) 사이에 적층되며 양자점층(131)의 굴절율보다 낮은 굴절율을 가지는 제2 저굴절층(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다. 또한, 제3 변형예에 따른 태양 전지 모듈(SCMC)은 집광부(130C)가 양자점층(131)의 제1 면(S1)에 제공되며 양자점층(131)의 굴절율보다 낮은 굴절율을 가지는 제2 저굴절 패턴(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다. In addition, the solar cell module (SCMC) according to the third modification example, similar to the solar cell module (SCMA) according to the first modification example shown in FIG. 1. It may further include a first low refractive index layer (133) that is laminated between the light transmitting members (132) and has a lower refractive index than the refractive index of the quantum dot layer (131). In addition, the solar cell module (SCMC) according to the third modification example, similar to the solar cell module (SCMB) according to the second modification example shown in FIG. 4, has a light concentrator (130C) It is provided on the second side (S2) and may further include a first low
도 6은 본 발명의 일 실시형태의 제4 변형예에 따른 창호의 부분 측단면도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태의 제4 변형예에 따른 창호(100D)는 창(110D)을 포함한다. 또한, 창(110D)은 하나 이상의 태양 전지 모듈(SCMD)을 포함한다. Figure 6 is a partial side cross-sectional view of a window according to a fourth modification of one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, a
제4 변형예에 따른 창호(100D)는, 도 2a에 도시된 창호(100)와 비교하여, 창(110D)의 태양 전지 모듈(SCMD)의 구성만이 다르고 나머지 구성은 유사하다. 구체적으로, 제4 변형예에 따른 태양 전지 모듈(SCMD)은, 도 2a에 도시된 태양 전지 모듈(SCM)과 비교하여, 집광부(130D)가 양자점층(131)의 제1 면(S1) 측에 적층되는 광 투과 부재(136)를 포함한다. 또한, 양자점층(131)의 제2 면(S2) 측에는 광 투과 부재(136)가 적층되어 있지 않다. 양자점층(131)의 제2 면(S2) 측에는 외부 공기(A)가 존재할 수 있다. The
본 발명의 실시예의 제2 특징에 따르면, 창호(100D)는 창(110D)을 포함하고, 상기 창(110D)은 집광부(130D) 및 상기 집광부(130D)의 측부에 배치된 태양 전지(140)를 구비하는 하나 이상의 태양 전지 모듈(SCMD)을 포함하고, 상기 집광부(130D)는 태양광(SL)이 입사되는 제1 면(S1) 및 상기 제1 면(S1)과 대향하는 제2 면(S2)을 구비하는 양자점층(131); 및 상기 양자점층(131)의 상기 제1 면(S1) 측에 적층되는 광 투과 부재(136)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 태양광(SL) 중 실내로 유입되는 광을 불필요하게 감소시키지 않으면서, 창(110D)에 입사된 태양광(SL) 중 태양 전지(140)에 의해 전기 에너지로 변환될 수 있는 광의 비율을 극대화할 수 있다. According to the second feature of the embodiment of the present invention, the
도 7은 본 발명의 일 실시형태의 제5 변형예에 따른 창호의 부분 측단면도이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태의 제5 변형예에 따른 창호(100E)는 창(110E)을 포함한다. 또한, 창(110E)은 하나 이상의 태양 전지 모듈(SCME)을 포함한다. Figure 7 is a partial side cross-sectional view of a window according to a fifth modification of one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, a
제5 변형예에 따른 창호(100E)는, 도 6에 도시된 창호(100D)와 비교하여, 태양 전지 모듈(SCME)의 구성만이 다르고 나머지 구성은 유사하다. 구체적으로, 제5 변형예에 따른 태양 전지 모듈(SCME)은, 도 6에 도시된 태양 전지 모듈(SCM)과 비교하여, 집광부(130E)가 양자점층(131)과 광 투과 부재(136) 사이에 적층되며 양자점층(131)의 굴절율보다 낮은 굴절율을 가지는 저굴절층(133A)을 더 포함한다. 이에 따라, 제5 변형예에 따른 창호(100E)는, 도 6에 도시된 창호(100D)와 비교하여, 집광부(130E)를 통하여 태양 전지(140)의 수광면(141)으로 입사되는 광의 양을 증가시킬 수 있다. The
도 8은 본 발명의 일 실시형태의 제6 변형예에 따른 창호의 부분 측단면도이다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태의 제6 변형예에 따른 창호(100F)는 창(110F)을 포함한다. 또한, 창(110F)은 하나 이상의 태양 전지 모듈(SCMF)을 포함한다. Figure 8 is a partial side cross-sectional view of a window according to a sixth modification of one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8, a
제6 변형예에 따른 창호(100F)는, 도 6에 도시된 창호(100D)와 비교하여, 태양 전지 모듈(SCMF)의 구성만이 다르고 나머지 구성은 유사하다. 구체적으로, 제6 변형예에 따른 태양 전지 모듈(SCMF)은, 도 6에 도시된 태양 전지 모듈(SCMD)과 비교하여, 집광부(130F)가 양자점층(131)의 제1 면(S1)에 제공되며 양자점층(131)의 굴절율보다 낮은 굴절율을 가지는 저굴절 패턴(134A)을 더 포함한다. 이에 따라, 제6 변형예에 따른 창호(100F)는, 도 6에 도시된 창호(100D)와 비교하여, 집광부(130F)를 통하여 태양 전지(140)의 수광면(141)으로 입사되는 광의 양을 증가시킬 수 있다.The
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따른 창호를 구비하는 창호 시스템의 배면도이다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 창호 시스템(1000)은 창호(100), 전기 에너지 저장부(E), 및 기능 소자를 포함한다. 또한, 창호 시스템(1000)은 외부 창틀(200)을 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에 따른 창호(100), 및 이의 변형예들에 따른 창호(100A~100F)에 대해서는 앞에서 상세히 설명하였으므로, 이하에서는 나머지 구성요소들을 설명한다. Figure 9 is a rear view of a window system including windows according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 9, a
전기 에너지 저장부(E)는 태양 전지(140)로부터 생성된 전기 에너지를 저장하는 구성요소이다. 전기 에너지 저장부(E)는 창틀(120) 내에 설치되어 있다. 전기 에너지 저장부(E)는 예를 들어 2차 전지로 구현될 수 있다. 또한, 전기 에너지 저장부(E)는 태양 전지(140)로부터 전기 에너지를 받기 위해 태양 전지(140)와 전선(도시되지 않음)으로 연결될 수 있다. The electrical energy storage unit E is a component that stores electrical energy generated from the
기능 소자는 전기 에너지 저장부(E)에 저장된 전기 에너지를 이용하여 미리 정해진 기능을 발휘하는 소자이다. 예를 들어, 기능 소자는 센서부(S), 통신부(CU), 변색 필름(F), 및 제어부(C) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 센서부(S)는 터치 센서, 이미지 센서, 조도 센서, 및 온도 센서 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 센서부(S)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 창(110)에 설치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 창틀(120)에 설치될 수도 있다. 통신부(CU)는 기능 소자로부터 수신된 정보를 사용자의 단말(도시되지 않음)로 송신하거나, 사용자의 단말로부터 신호를 수신하기 위한 구성요소이다. 예를 들어, 통신부(CU)는 무선 통신을 수행할 수 있다. 통신부(CU)는 인쇄 회로 기판(P)에 실장된 통신 모듈로 구현될 수 있다. 변색 필름(F)은 제어부(C)의 제어 신호에 따라 색상이 변화하는 필름이다. 제어부(C)는 센서부(S), 통신부(CU), 및 변색 필름(F) 중 하나 이상을 제어하기 위한 구성요소이다. 제어부(C)는 인쇄 회로 기판(P)에 실장된 CPU로 구현될 수 있다. A functional device is a device that performs a predetermined function using electrical energy stored in the electrical energy storage unit (E). For example, the functional element may include one or more of a sensor unit (S), a communication unit (CU), a color change film (F), and a control unit (C). The sensor unit S may include one or more of a touch sensor, an image sensor, an illumination sensor, and a temperature sensor. Additionally, the sensor unit S may be installed on the
외부 창틀(200)은 창틀(120)의 외측면을 따라 연장되면서 창틀(120)을 이동가능하게 지지한다. 예를 들어, 도 9를 참조하면, 외부 창틀(200)은, 창틀(120)과 힌지(H)에 의해 서로 연결되어, 창틀(120)이 전방 또는 후방으로 이동가능하게 창틀(120)을 지지할 수 있다. 또한, 외부 창틀(200)은 창틀(120)이 외부 창틀(200)에 대하여 슬라이딩 방식으로 이동가능하게 창틀(120)을 지지할 수도 있다. The
본 발명의 실시예의 제3 특징에 따르는 창호 시스템(1000)은 창호(100); 상기 창호(100)의 창(110)의 가장자리를 따라 연장되는 창틀(120) 내에 설치된 전기 에너지 저장부(E); 및 상기 전기 에너지 저장부(E)에 전기적으로 연결되며 상기 창호(100)에 설치된 기능 소자를 포함하고, 상기 창호(100)는 상기 창(110)을 포함하고, 상기 창(110)은 집광부(130) 및 상기 집광부(130)의 측부에 배치된 태양 전지(140)를 구비하는 하나 이상의 태양 전지 모듈(SCM)을 포함하고, 상기 집광부(130)는 태양광(SL)이 입사되는 제1 면(S1) 및 상기 제1 면(S1)과 대향하는 제2 면(S2)을 구비하는 양자점층(131); 및 상기 양자점층(131)의 상기 제2 면(S2) 측에 적층되는 제1 광 투과 부재(132)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The
또한, 본 발명의 실시예의 제4 특징에 따르는 창호 시스템(1000)은 창호(100D); 상기 창호(100D)의 창(110D)의 가장자리를 따라 연장되는 창틀(120) 내에 설치된 전기 에너지 저장부(E); 및 상기 전기 에너지 저장부(E)에 전기적으로 연결되며 상기 창호(100D)에 설치된 기능 소자를 포함하고, 상기 창호(100D)는 상기 창(110D)을 포함하고, 상기 창(110D)은 집광부(130D) 및 상기 집광부(130D)의 측부에 배치된 태양 전지(140)를 구비하는 하나 이상의 태양 전지 모듈(SCMD)을 포함하고, 상기 집광부(130D)는 태양광(SL)이 입사되는 제1 면(S1) 및 상기 제1 면(S1)과 대향하는 제2 면(S2)을 구비하는 양자점층(131); 및 상기 양자점층(131)의 상기 제1 면(S1) 측에 적층되는 광 투과 부재(136)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the
이에 따라, 예를 들어, 창호(100, 100D)의 개폐와 같은 창호(100, 100D)의 본래의 기능이 훼손되는 것을 방지하면서, 태양 전지(140)로부터 생성된 전기 에너지를 저장하고 사용할 수 있다. Accordingly, for example, the electric energy generated from the
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따른 창호를 구비하는 창호 시스템의 제조 방법의 순서도이다. 도 10을 참조하여, 본 발명의 일 실시형태에 따른 창호(100)를 구비하는 창호 시스템(1000)의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다. Figure 10 is a flowchart of a method of manufacturing a window system including windows according to an embodiment of the present invention. With reference to FIG. 10 , a method of manufacturing a
단계 310에서, 집광부(130) 및 집광부(130)의 측부에 배치된 태양 전지(140)를 구비하는 하나 이상의 태양 전지 모듈(SCM)을 준비한다. In
단계 320에서, 태양 전지(140)와 전기 에너지 저장부(E)를 전기적으로 연결시키면서, 하나 이상의 태양 전지 모듈(SCM)을 배치한다. 예를 들어, 태양 전지(140)와 전기 에너지 저장부(E)는 전선에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 도 1 및 도 9를 참조하면, 창(110)이 복수의 태양 전지 모듈(SCM)을 포함하는 경우, 복수의 태양 전지 모듈(SCM)은 타일 형태로 배치될 수 있다. In
단계 330에서, 전기 에너지 저장부(E)에 기능 소자를 전기적으로 연결시키면서, 하나 이상의 태양 전지 모듈(SCM)과 전기 에너지 저장부(E)를 하우징함으로써 창호 시스템(1000)을 제조한다. 예를 들어, 전기 에너지 저장부(E)와 기능 소자는 전선 및 인쇄 회로 기판(P) 중 하나 이상에 의해 서로 연결될 수 있다. 또한, 하나 이상의 태양 전지 모듈(SCM)은 전방 패널 및 후방 패널에 의해 하우징될 수 있다. 전기 에너지 저장부(E)는 창틀(120)에 의해 하우징된다. 예를 들어, 창호 시스템(1000)이 외부 창틀(200)을 포함하는 경우, 전기 에너지 저장부(E) 및 기능 소자가 설치된 창호를 외부 창틀(200)에 연결시키거나 끼움으로써 창호 시스템(1000)이 제조될 수 있다. In
본 발명은 첨부된 예시 도면의 바람직한 실시형태를 중심으로 도시하고 설명하였지만, 이에 한정하지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 실시할 수 있음은 물론이다. The present invention has been shown and described focusing on the preferred embodiments of the attached exemplary drawings, but is not limited thereto and is within the scope of the technical idea of the present invention as set forth in the following claims. Of course, it can be implemented in various forms.
100 ~ 100F: 창호 110 ~ 110F: 창
120: 창틀 130 ~ 130F: 집광부
131: 양자점층 132: 제1 광 투과 부재
133: 제1 저굴절층 133A: 저굴절층
134: 제2 저굴절 패턴 134A: 저굴절 패턴
135: 제2 광 투과 부재 136: 광 투과 부재
140: 태양 전지 141: 수광면
200: 외부 창틀 1000: 창호 시스템
A: 외부 공기 C: 제어부
CU: 통신부 E: 전기 에너지 저장부
F: 변색 필름 H: 힌지
P: 인쇄 회로 기판 S: 센서부
S1: 제1 면 S2: 제2 면
SCM ~ SCMF: 태양 전지 모듈 SL: 태양광 100 ~ 100F:
120:
131: quantum dot layer 132: first light transmitting member
133: first low
134: Second low
135: second light transmission member 136: light transmission member
140: solar cell 141: light receiving surface
200: external window frame 1000: window system
A: Outside air C: Control unit
CU: Communication unit E: Electrical energy storage unit
F: Color-changing film H: Hinge
P: Printed circuit board S: Sensor unit
S1:
SCM ~ SCMF: Solar module SL: Photovoltaic
Claims (13)
상기 창은 집광부 및 상기 집광부의 측부에 배치된 태양 전지를 구비하는 하나 이상의 태양 전지 모듈을 포함하고,
상기 집광부는
태양광이 입사되는 제1 면 및 상기 제1 면과 대향하는 제2 면을 구비하는 양자점층; 및
상기 양자점층의 상기 제2 면 측에 적층되는 제1 광 투과 부재
를 포함하며,
상기 집광부는 상기 양자점층과 상기 제1 광 투과 부재 사이에 적층되며 상기 양자점층의 굴절율보다 낮은 굴절율을 가지는 제1 저굴절층을 더 포함하고,
상기 집광부는 상기 양자점층의 상기 제1 면 측에 적층되는 제2 광 투과 부재를 더 포함하며,
상기 집광부는 상기 양자점층의 상기 제1 면에 제공되며 상기 양자점층의 굴절율보다 낮은 굴절율을 가지는 제2 저굴절 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 창호. In windows including windows,
The window includes one or more solar cell modules having a light concentrator and solar cells disposed on sides of the light concentrator,
The light concentrator
A quantum dot layer having a first surface on which sunlight is incident and a second surface opposing the first surface; and
A first light transmitting member laminated on the second side of the quantum dot layer
Includes,
The light concentrator further includes a first low refractive index layer that is laminated between the quantum dot layer and the first light transmitting member and has a refractive index lower than that of the quantum dot layer,
The light concentrator further includes a second light transmitting member stacked on the first side of the quantum dot layer,
The window is provided on the first surface of the quantum dot layer and further includes a second low refractive index pattern having a lower refractive index than the quantum dot layer.
상기 창은 집광부 및 상기 집광부의 측부에 배치된 태양 전지를 구비하는 하나 이상의 태양 전지 모듈을 포함하고,
상기 집광부는
태양광이 입사되는 제1 면 및 상기 제1 면과 대향하는 제2 면을 구비하는 양자점층; 및
상기 양자점층의 상기 제2 면 측에 적층되는 제1 광 투과 부재
를 포함하며,
상기 집광부는 상기 양자점층의 상기 제2 면에 제공되며 상기 양자점층의 굴절율보다 낮은 굴절율을 가지는 제1 저굴절 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 창호. In windows including windows,
The window includes one or more solar cell modules having a light concentrator and solar cells disposed on sides of the light concentrator,
The light concentrator
A quantum dot layer having a first surface on which sunlight is incident and a second surface opposing the first surface; and
A first light transmitting member laminated on the second side of the quantum dot layer
Includes,
The window is provided on the second surface of the quantum dot layer and further includes a first low refractive index pattern having a lower refractive index than the quantum dot layer.
상기 창은 집광부 및 상기 집광부의 측부에 배치된 태양 전지를 구비하는 하나 이상의 태양 전지 모듈을 포함하고,
상기 집광부는
태양광이 입사되는 제1 면 및 상기 제1 면과 대향하는 제2 면을 구비하는 양자점층; 및
상기 양자점층의 상기 제1 면 측에 적층되는 광 투과 부재
를 포함하며,
상기 집광부는 상기 양자점층의 상기 제1 면에 제공되며 상기 양자점층의 굴절율보다 낮은 굴절율을 가지는 저굴절 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 창호. In windows including windows,
The window includes one or more solar cell modules having a light concentrator and solar cells disposed on sides of the light concentrator,
The light concentrator
A quantum dot layer having a first surface on which sunlight is incident and a second surface opposing the first surface; and
A light transmitting member laminated on the first side of the quantum dot layer.
Includes,
The window is provided on the first surface of the quantum dot layer and further includes a low refractive index pattern having a refractive index lower than that of the quantum dot layer.
상기 창호의 상기 창의 가장자리를 따라 연장되는 창틀 내에 설치된 전기 에너지 저장부; 및
상기 전기 에너지 저장부에 전기적으로 연결되며 상기 창호에 설치된 기능 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 창호 시스템. Windows and doors described in paragraph 1 or 4;
an electric energy storage unit installed in a window frame extending along an edge of the window of the window; and
A window system electrically connected to the electrical energy storage unit and comprising a functional element installed on the window.
상기 창호의 상기 창의 가장자리를 따라 연장되는 창틀 내에 설치된 전기 에너지 저장부; 및
상기 전기 에너지 저장부에 전기적으로 연결되며 상기 창호에 설치된 기능 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 창호 시스템. Windows and doors described in paragraph 7;
an electric energy storage unit installed in a window frame extending along an edge of the window of the window; and
A window system electrically connected to the electrical energy storage unit and comprising a functional element installed on the window.
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