專利名稱：：太陽能電池鐘表面板及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于太陽能鐘表中的面板.
背景技術(shù)：
：長久以來，太陽能電池在如手表、電子計(jì)數(shù)器和便攜式收音機(jī)中被用作能量來源。太陽能電池一般是用非晶態(tài)硅等構(gòu)成，并且將光能轉(zhuǎn)化為電能。為了完成其功能，太陽能電池必須排列在受光區(qū)域，即可直接從外部看見的表面區(qū)域。然而，太陽能電池一般是棕色或深藍(lán)色的，因此例如面板也必須是棕色或深藍(lán)色的。所以，依靠太陽能電池作為能源的鐘表在設(shè)計(jì)(包括表的色調(diào))方面的自由很受限制。為了解決上述問題，提出了在太陽能電池的前表面上安置干涉濾光膜等的手表，這樣便可防止直接看見太陽能電池。然而，這種手表遇到的問題是妨礙了對(duì)太陽能電池的光能供應(yīng)，而且手表面板的外觀質(zhì)量差。在嘗試解決這些問題的努力中，例如日本專利出版物No.5(1993)-38464公開了一種彩色的太陽能電池，它包括太陽能電池和顏色漫射層。該顏色漫射層包括位于太陽能電池前表面上的濾色膜，該濾色膜能夠?qū)?duì)能量產(chǎn)生有貢獻(xiàn)的波長范圍的輻射透射給太陽能電池，以及位于太陽能電池和濾色膜之間的散射層，該散射層能夠透射部分透過濾色膜的光同時(shí)將其余的光線向各個(gè)方向散射。其中描述到，在制備白色的漫射板時(shí)，散射層由乳白色的丙烯酸板、涂有消光透明漆的半鏡面、一側(cè)粗糙且在另一側(cè)上具有例如鋁鏡面的玻璃或塑料等構(gòu)成。但是，乳白色的丙烯酸板的缺點(diǎn)不僅在于加工時(shí)候會(huì)發(fā)毛，需要去毛刺從而增加了成本，而且還有長時(shí)間暴露于直射陽光下會(huì)造成熱變形的缺點(diǎn)。此外，涂有消光透明漆的半鏡和一側(cè)粗糙且在另一側(cè)上具有例如鋁鏡面的玻璃或塑料遇到這樣的問題即膜厚度如此不規(guī)則，使光傳播被分散從而產(chǎn)生色彩發(fā)暗。此外，所有上述材料在用作鐘表面板時(shí)都有外觀質(zhì)量差的缺點(diǎn)。在日本專利申請(qǐng)No.6(1994)-32463中，同一發(fā)明人提出了一種裝有面板的表，它包括一太陽能電池和背面具有凹槽和凸面的蓋部。在這種蓋部中，高度差很小的凸面和凹槽是在陶瓷板的一側(cè)按等間距形成的，從而光被不規(guī)則地反射，因而難以看見安裝在蓋部下側(cè)的太陽能電池。但是，這種蓋部只有使用高精度的模具才能制造。本發(fā)明在考慮到目前的情況基礎(chǔ)上作出。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種太陽能電池鐘表的面板，它能防止從外部看見太陽能電池而不妨礙向太陽能電池供應(yīng)光能。本發(fā)明的另一目的是提供一種太陽能電池鐘表的面板，它能使太陽能電池鐘表的設(shè)計(jì)多樣化。發(fā)明公開的內(nèi)容本發(fā)明的太陽能電池鐘表面板安裝在鐘表中太陽能電池上或上方，它含有純度至少99.90％式Al2O3的氧化鋁，并且透光率為40-60％。在本發(fā)明中較理想的是，太陽能電池鐘表面板為白色調(diào)，太陽能電池鐘表面板的表面粗糙度(Ra)為0.01-2微米，而且太陽能電池鐘表面板有鎖緊用的凸起、槽口或孔。本發(fā)明的太陽能電池鐘表面板的透光率為40-60％，從而可以在不妨礙向太陽能電池供應(yīng)光能的情況下防止從外部看見太陽能電池。此外，本發(fā)明的太陽能電池鐘表面板可以使太陽能電池鐘表的設(shè)計(jì)多樣化。尤其是當(dāng)太陽能電池鐘表面板為白色調(diào)時(shí)，太陽能電池鐘表的設(shè)計(jì)可獲得很大程度的多樣化。本發(fā)明的生產(chǎn)太陽能電池鐘表面板的方法包括以下步驟混合純度至少為99.90％式Al2O3的氧化鋁、有機(jī)粘合劑和水，從而獲得Al2O3混合物(A)；使Al2O3混合物干燥和?；?，從而獲得顆粒材料(B)；將顆粒材料模制成板狀面板前體(C)；在700-1500℃，大氣環(huán)境中燒結(jié)面板前體，從而獲得初燒結(jié)產(chǎn)物(D)；和在1500-1800℃，1×10-2－1×10-5乇下燒結(jié)初燒結(jié)產(chǎn)物1-10小時(shí)，以獲得太陽能電池鐘表面板(E)。在本發(fā)明中，可在上述步驟(E)之后進(jìn)行后燒結(jié)步驟，它包括在800-1800℃，大氣環(huán)境中燒結(jié)太陽能電池鐘表面板(F)。此外，在上述的后燒結(jié)步驟(F)之后，可以進(jìn)行研磨和/或拋光太陽能電池鐘表面板表面的研磨/拋光步驟(G)、清潔太陽能電池鐘表面板的清潔步驟(H)和后燒結(jié)步驟(F)。此外，可在上述步驟(E)之后進(jìn)行研磨/拋光步驟(G)、清潔步驟(H)和后燒結(jié)步驟(F)。本發(fā)明的這些方法可產(chǎn)生出本發(fā)明的太陽能電池鐘表面板，它含有純度至少為99.90％式Al2O3的氧化鋁，并且透光率為40-60％。附圖簡述圖1(A)至(C)是顯示本發(fā)明太陽能電池鐘表面板的示意圖。圖2(A)是采用本發(fā)明的太陽能電池鐘表面板的一種形式的太陽能電池鐘表的部分截面示意圖，圖2(B)是圖2(A)部分區(qū)域的示意圖，其中太陽能電池鐘表面板的凸起和支架被裝在一起。在各圖中，數(shù)字10表示太陽電池鐘表面板，1表示凸起，2表示槽口，3表示小孔，而5表示時(shí)間刻度。實(shí)施本發(fā)明的最佳方式本發(fā)明的太陽能電池鐘表面板含有純度至少為99.90％，較佳地至少為99.99％的式Al2O3的氧化鋁，而且其透光率為40-60％，較佳地為50-60％。在本發(fā)明中，優(yōu)選太陽能電池鐘表面板為白色調(diào)。當(dāng)構(gòu)成太陽能電池鐘表面板的Al2O3純度在上述范圍內(nèi)時(shí)，既不會(huì)因雜質(zhì)吸收光而降低太陽能電池鐘表面板的透光率，也不會(huì)在生產(chǎn)過程中使太陽能電池鐘表面板帶上顏色。此外，當(dāng)透光率在上述范圍內(nèi)時(shí)，不僅可以滿意地掩蓋掉太陽能電池的顏色，而且也不會(huì)因太陽能電池鐘表面板而妨礙太陽能電池的光能供應(yīng)。在本發(fā)明中，透光率由通過太陽能電池鐘表面板的光在太陽能電池中所產(chǎn)生的電的數(shù)量所確定。即透光率是A1占A0的百分比，其中A0是當(dāng)放置在離光源預(yù)定距離處的太陽能電池受到設(shè)備(在該設(shè)備中無外部光線)中的光輻射時(shí)，由光能轉(zhuǎn)化為電能而獲得的電數(shù)值。而A1是以相同方式獲得的電數(shù)值，不同點(diǎn)在于太陽能電池鐘表面板被安裝在太陽能電池的上表面。在本發(fā)明中，白色調(diào)指按國際照明委員會(huì)(CIE)所定義的CIE1976(L*a*b)顏色空間中的光亮度指數(shù)(L*)至少為75。表1列出了用色差儀測得的所制備的5個(gè)、厚500微米且表面粗糙度(Ra)為0.4微米的面板樣品和所制備的5個(gè)、厚度相同但表面粗糙度(Ra)為0.02微米的面板樣品中每個(gè)的亮度指數(shù)(L*)。每個(gè)面板樣品的光亮度指數(shù)(L*)的測量值是根據(jù)基于0度視場XYZ系統(tǒng)的材料顏色測量方法，使用SugaTestInstrumentsCo.，Ltd.制造的色差儀SM-2-SCH(積分球法，通過反射而測量，測量孔徑12毫米)進(jìn)行。表1</tables>本發(fā)明的上述太陽能電池鐘表面板的表面粗糙度(Ra)較好是用描跡型(tracertype)表面粗糙度測量儀測得為0.01-2微米，尤其是0.02-1微米。當(dāng)表面粗糙度低于0.01微米時(shí)，太陽能電池鐘表面板會(huì)有光亮的白色調(diào)，結(jié)果透光率會(huì)下降。另一方面，當(dāng)表面粗糙度超過2微米時(shí)，散射光會(huì)增加從而使白色調(diào)變暗，結(jié)果透光率下降。此外，從表1可看出，太陽能電池鐘表面板的光亮度指數(shù)(L*)隨表面粗糙度而有所變化。在上述的測量值中，太陽能電池鐘表面板的表面粗糙度是用描跡型表面粗糙度測量儀(MitsutoyoCorporation制造的Surfpak)測量的。然而，測量儀并不限于此，而且可使用非描跡型的表面粗糙度測量儀如光學(xué)表面粗糙度測量儀。此處所用的術(shù)語“表面粗糙度(Ra)”指在日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)B0601中所定義的中央平均粗糙度。盡管太陽能電池鐘表面板的厚度沒有特別的限制，只要太陽能電池鐘表面板的透光率為40-60％，但是上述厚度較佳地一般是200-1000微米，尤其是400-600微米，更佳地為450-550微米。本發(fā)明的太陽能電池鐘表面板最好在其邊緣有鎖緊用的凸起、槽口和孔，如圖1(A)至(C)中所示。圖1(A)中所示的太陽能電池鐘表面板10具有相互對(duì)稱地位于邊緣的、接近長方形的凸起，并且在太陽能電池鐘表面板邊緣附近安裝有時(shí)間刻度5如羅馬數(shù)字。圖1(B)中所示的太陽能電池鐘表面板10具有相互對(duì)稱地位于邊緣的、接近半圓形的槽口，并且在太陽能電池鐘表面板邊緣附近安裝有時(shí)間刻度5如羅馬數(shù)字。圖1(C)中所示的太陽能電池鐘表面板10具有對(duì)稱地位于邊緣附近的、接近圓形的孔，并且在太陽能電池鐘表面板邊緣附近安裝有時(shí)間刻度5如羅馬數(shù)字。盡管圖1中的各個(gè)太陽能電池鐘表面板只有選自凸起、槽口和孔中的一種，但是本發(fā)明的太陽能電池鐘表面板可以安裝有選自上組的至少2種所構(gòu)成的組合。此外，盡管兩個(gè)凸起、兩個(gè)槽口或兩個(gè)孔是相互對(duì)稱地排列，但是本發(fā)明的太陽能電池鐘表面板也可安裝至少3個(gè)。在這種情況下，凸起、槽口或孔也可排列在相互不對(duì)稱的位置。本發(fā)明的太陽能電池鐘表面板可用上述的凸起1、槽口2或孔3而固定在鐘表的主體上。例如，當(dāng)太陽能電池鐘表面板10有凸起1時(shí)，通過將各個(gè)凸起1嵌入支架17上部的凹槽18中而將其固定在表的主體，如圖2(A)和(B)所示。在這種裝配中，太陽能電池鐘表面板10的上表面與支架17的上表面基本上相平。在圖2中，數(shù)字11指太陽能電池基片，而數(shù)字15指鐘表外殼，數(shù)字16指組件。本發(fā)明的上述太陽能電池鐘表面板可通過例如包括下列步驟(A)-(F)的方法而生產(chǎn)。Al2O3混合物制備步驟(A)在該步驟中，將Al2O3(氧化鋁)、有機(jī)粘合劑和水混合在一起，從而獲得Al2O3混合物。該混合可以在例如破碎機(jī)械如轉(zhuǎn)筒篩中進(jìn)行。在Al2O3、有機(jī)粘合劑和水的混合中，水的用量相對(duì)每份重量的有機(jī)粘合劑而言為1-8重量份數(shù)，較佳地為2-5重量份數(shù)，更佳地為3-4重量份數(shù)。對(duì)于每100重量份數(shù)Al2O3而言，有機(jī)粘合劑和水的總用量為50-90重量份數(shù)，較佳地為60-80重量份數(shù)，更佳地為70-75重量份數(shù)。用于本發(fā)明的Al2O3其純度最好至少為99.90％，更佳地為至少99.99％。還優(yōu)選Al2O3的顆粒大小為0.05-10微米，尤其是0.1-1.0微米，更佳地為0.1-0.3微米。有機(jī)粘合劑是例如聚乙烯醇、聚環(huán)氧乙烷、聚乙二醇、甘油、硬脂酸或丙烯酸。其中，優(yōu)選聚乙烯醇和聚環(huán)氧乙烷。干燥/粒化步驟(B)將Al2O3混合物干燥和?；?，從而獲得Al2O3的顆粒材料。Al2O3混合物的干燥和?；梢酝ㄟ^使用例如噴射干燥器而實(shí)現(xiàn)。形成的顆?；牧献詈闷漕w粒大小為30-150微米，尤其是60-80微米。?；牧系念w粒大小可通過例如篩選而調(diào)節(jié)。模制步驟(C)在該步驟中，將上述的顆粒材料模制成板狀面板前體。為了獲得面板前體而進(jìn)行的模制例如可在500-2000kg/平方厘米，較佳地為700-1000kg/平方厘米的壓力下壓制而實(shí)現(xiàn)。這樣獲得的面板前體最好其厚度為800-1200微米，尤其是1000-1100微米，而且密度為3.60-3.99g/cm3，尤其是3.90-3.95g/cm3。初燒結(jié)步驟(D)在該步驟中，在空氣中燒結(jié)上述的面板前體，從而獲得初燒結(jié)產(chǎn)物。該初燒結(jié)步驟除去有機(jī)粘合劑。燒結(jié)溫度為700-1500℃，較佳地為800-1400℃。盡管取決于燒結(jié)溫度，但是燒結(jié)時(shí)間一般為10-30小時(shí)，較佳地為10-20小時(shí)。當(dāng)燒結(jié)溫度高時(shí)燒結(jié)時(shí)間可縮短，而當(dāng)燒結(jié)溫度低時(shí)可延長。此外，在燒結(jié)步驟中，燒結(jié)溫度可在上述范圍中變動(dòng)。當(dāng)燒結(jié)溫度在上述范圍內(nèi)時(shí)，獲得的太陽能電池鐘表面板顏色不會(huì)變暗。主燒結(jié)步驟(E)在該步驟中，在壓力1×10-2－1×10-5乇，較佳為5×10-3－1×10-5乇，更佳為1×10-3－1×10-5乇下燒結(jié)上述的初燒結(jié)產(chǎn)物，以獲得太陽能電池鐘表面板。燒結(jié)溫度為1500-1800℃，較佳地為1600-1800℃，更佳地為1700-1800℃。盡管取決于燒結(jié)溫度，但是燒結(jié)時(shí)間一般為1-10小時(shí)，較佳地為1-5小時(shí)，更佳地為1-3小時(shí)。當(dāng)燒結(jié)溫度高時(shí)燒結(jié)時(shí)間可縮短，而當(dāng)燒結(jié)溫度低時(shí)可延長。當(dāng)燒結(jié)過程中的真空程度和燒結(jié)溫度在上述范圍內(nèi)時(shí)，獲得的太陽能電池鐘表面板表現(xiàn)出滿意的透光率并且具有白色調(diào)。當(dāng)燒結(jié)時(shí)間過短時(shí)，獲得的太陽能電池鐘表面板的透光率會(huì)不規(guī)則。另一方面，當(dāng)燒結(jié)時(shí)間過長時(shí)，獲得的太陽能電池鐘表面板有時(shí)強(qiáng)度較差。這樣獲得的太陽能電池鐘表面板一般其透光率為約45-60％，較佳地為約50-60％。此外，獲得的太陽能電池鐘表面板為白色調(diào)。理想的是，獲得的太陽能電池鐘表面板其表面粗糙度(Ra)一般為0.01-2微米，尤其是0.02-1微米，而且其厚度一般為400-600微米，尤其是450-550微米。此外理想的是，太陽能電池鐘表面板的密度為3.90-3.95g/cm3。當(dāng)在主燒結(jié)步驟(E)后接著其他步驟，比如下面所述的后燒結(jié)步驟(F)和研磨/拋光步驟(G)時(shí)，則太陽能電池鐘表面板的透光率、表面粗糙度(Ra)和厚度可在上述范圍之外。在本發(fā)明中，可在上述主燒結(jié)步驟(E)后進(jìn)行下述的后燒結(jié)步驟(F)。此外，在上述的后燒結(jié)步驟(F)之后，可以進(jìn)行下述的研磨/拋光步驟(G)、清潔步驟(H)和后燒結(jié)步驟(F)。此外，下述的研磨/拋光步驟(G)、清潔步驟(H)和后燒結(jié)步驟(F)可在上述步驟(E)后進(jìn)行。后燒結(jié)步驟(F)在該步驟中，于空氣中燒結(jié)已經(jīng)過了主燒結(jié)步驟(E)或下述清潔步驟(H)的太陽能電池鐘表面板。燒結(jié)溫度為800-1800℃，較佳地為1200-1700℃，更佳地為1400-1600℃。盡管取決于燒結(jié)溫度，但是燒結(jié)時(shí)間一般為30-180分鐘，較佳地為60-150分鐘，更佳地為90-120分鐘。當(dāng)燒結(jié)溫度高時(shí)燒結(jié)時(shí)間可縮短，而當(dāng)燒結(jié)溫度低時(shí)可延長。例如，后燒結(jié)可在1500-1800℃進(jìn)行30-60分鐘，或在800-1200℃進(jìn)行90-120分鐘。當(dāng)燒結(jié)溫度在上述范圍內(nèi)時(shí)，獲得的太陽能電池鐘表面板表現(xiàn)出滿意的透光率，具有白色調(diào)并且強(qiáng)度很高。當(dāng)燒結(jié)時(shí)間過短時(shí)，獲得的太陽能電池鐘表面板可能有黑色調(diào)。太陽能電池鐘表面板的透光率和色調(diào)可通過后燒結(jié)加以調(diào)節(jié)。研磨/拋光步驟(G)太陽能電池鐘表面板的研磨和拋光可通過使用例如粒徑200-2000#的磨石、粒徑基本相同的磨料或其混合物進(jìn)行。通過研磨和/或拋光太陽能電池鐘表面板的表面，不僅可以調(diào)節(jié)太陽能電池鐘表面板的表面粗糙度和厚度，而且可以調(diào)節(jié)其透光率和光亮度指數(shù)。理想的是，經(jīng)過上述研磨和/或拋光后的太陽能電池鐘表面板其厚度為400-600微米，更佳地為450-550微米。在本發(fā)明中，在上述研磨和/或拋光后可進(jìn)行滾磨或搪磨。其中優(yōu)選滾磨。滾磨可以按下列方式進(jìn)行。即，將經(jīng)過上述研磨和/或拋光步驟的太陽能電池鐘表面板、如銅球之類的介質(zhì)和粒徑約600#的磨石(例如碳化硅(GC))置于振動(dòng)型的滾磨機(jī)中，讓機(jī)器運(yùn)行0.5-2小時(shí)從而實(shí)現(xiàn)拋光。滾磨和搪磨可降低太陽能電池鐘表面板的表面粗糙度，而且可將例如太陽能電池鐘表面板的圓周去角。在研磨/拋光步驟(G)中，理想的是，太陽能電池鐘表面板被研磨和/或拋光從而使表面粗糙度(Ra)為0.01-2微米，尤其是0.02-1微米。清潔步驟(H)在本發(fā)明中，當(dāng)上述的研磨/拋光步驟(G)完成后，清潔經(jīng)過步驟(G)的太陽能電池鐘表面板。在太陽能電池鐘表面板的清潔中，采用這樣的方法將太陽能電池鐘表面板浸入例如沸騰的硫酸和鹽酸混合物或沸騰的硝酸中，按需要用有機(jī)清潔劑洗滌，再用水、醇等洗滌，并干燥。當(dāng)在上述的研磨/拋光步驟(G)中進(jìn)行過銅球滾磨時(shí)，優(yōu)選將太陽能電池鐘表面板浸入沸騰的硝酸中，用水、醇等洗滌并干燥。在本發(fā)明中，對(duì)于用上述方法獲得的太陽能電池鐘表面板，可通過重復(fù)上述的研磨/拋光步驟(G)、清潔步驟(H)和后燒結(jié)步驟(F)而調(diào)節(jié)太陽能電池鐘表面板的透光率和/或表面粗糙度(Ra)。上述方法可產(chǎn)生這樣的太陽能電池鐘表面板，它含有純度至少為99.90％式Al2O3的氧化鋁并且透光率為40-60％。發(fā)明效果本發(fā)明的太陽能電池鐘表面板可以防止從外部看見太陽能電池而且防止了向太陽能電池供應(yīng)光能的不利影響。此外，本發(fā)明的太陽能電池鐘表面板增加了太陽能電池鐘表面板的色彩變化，從而使太陽能電池鐘表的設(shè)計(jì)更多樣化。權(quán)利要求1.一種安裝在鐘表中太陽能電池上或上方的太陽能電池鐘表面板，其特征在于，該太陽能電池鐘表面板含有純度至少為99.90％式Al2O3的氧化鋁，并且透光率為40-60％。2.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池鐘表面板，其特征在于，其表面粗糙度(Ra)為0.01-2微米。3.如權(quán)利要求1或2所述太陽能電池鐘表面板，其特征在于，它有鎖緊用的凸起、槽口或孔。4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的太陽能電池鐘表面板，其特征在于，它為白色調(diào)。5.一種生產(chǎn)太陽能電池鐘表面板的方法，其特征在于，它包括以下步驟混合純度至少為99.90％式Al2O3的氧化鋁、有機(jī)粘合劑和水，從而獲得Al2O3混合物(A)；使Al2O3混合物干燥和粒化，從而獲得顆粒材料(B)；將顆粒材料模制成板狀面板前體(C)；在700-1500℃，大氣環(huán)境中燒結(jié)面板前體，從而獲得初燒結(jié)產(chǎn)物(D)；和在1500-1800℃，1×10-2-1×10-5乇下燒結(jié)初燒結(jié)產(chǎn)物1-10小時(shí)，以獲得太陽能電池鐘表面板(E)。6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在步驟(E)后還包括步驟在800-1800℃，大氣環(huán)境中燒結(jié)太陽能電池鐘表面板(F)。7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在步驟(F)后還包括以下步驟研磨和/或拋光太陽能電池鐘表面板表面(G)、清潔太陽能電池鐘表面板(H)和在800-1800℃，大氣環(huán)境中燒結(jié)太陽能電池鐘表面板(F)。8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在步驟(E)后還包括以下步驟研磨和/或拋光太陽能電池鐘表面板表面(G)、清潔太陽能電池鐘表面板(H)和在800-1800℃，大氣環(huán)境中燒結(jié)太陽能電池鐘表面板(F)。全文摘要一種安裝在鐘表中太陽能電池上或上方的太陽能電池鐘表面板，該太陽能電池鐘表面板含有純度至少為99.90％式Al文檔編號(hào)G04C10/00GK1161088SQ95195738公開日1997年10月1日申請(qǐng)日期1995年10月20日優(yōu)先權(quán)日1994年10月21日發(fā)明者青木昭雄,村田俊雄,東晃,小林郁夫,齊藤孝雄申請(qǐng)人:西鐵城鐘表株式會(huì)社,西邁奧精密株式會(huì)社