窗户集成的透明光伏模块制造技术

一种发电窗户，包括第一玻璃板、第二玻璃板和形成在第一玻璃板的内表面或第二玻璃板的内表面上的光伏器件。光伏器件包括第一透明电极层、第二透明电极层，以及一个或多个活性层，该一个或多个活性层被构造为传输可见光并吸收紫外或近红外光。在一些实施例中，发电窗户还包括间隔件，该间隔件构造为将第一玻璃板和第二玻璃板通过腔体隔开。在一些实施例中，发电窗户还包括一个或多个功能层，例如用于反射红外光的电致变色层或低辐射率层。

Window integrated transparent photovoltaic module

A power generation window includes a first glass plate, a second glass plate and a photovoltaic device formed on the inner surface of the first glass plate or the second glass plate. The photovoltaic device includes a first transparent electrode layer, a second transparent electrode layer, and one or more active layers configured to transmit visible light and absorb ultraviolet or near-infrared light. In some embodiments, the power window also includes a spacer configured to separate the first glass plate and the second glass plate through a cavity. In some embodiments, the power window also includes one or more functional layers, such as an electrochromic layer or a low emissivity layer for reflecting infrared light.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】窗户集成的透明光伏模块相关申请的交叉引用本申请要求2017年1月10日提交的题为“WINDOW-INTEGRATEDTRANSPARENTPHOTOVOLTAIC”的第62/444577号美国临时专利申请的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文，以用于所有目的。
本专利技术一般涉及光伏模块和器件领域，更具体地说，涉及窗户集成的透明光伏模块。
技术介绍
建筑集成光伏(Photovoltaic，PV)技术已经应用于将照射到建筑上的太阳能转换成可以在建筑中使用或存储的或者可以被反馈到电网的电能。然而，由于例如与将传统PV电池安装在诸如建筑窗户之类的位置上相关的成本、不透明性和美学问题，这些技术尚未被广泛使用。
技术实现思路
本文公开的技术涉及光伏模块，例如窗户集成的光伏模块。窗户集成的光伏模块可包括可见透明的PV层，该可见透明的PV层可以将可见光带外的光转换成电能。例如，一个或多个可见透明的PV层可以集成到中空玻璃单元(InsulatedGlazingUnits，IGU)中，该中空玻璃单元可包括由间隙隔开的两个或更多个窗户板(也称为面板或片)以减少热传递。可见透明的PV层可以将红外(Infrared，IR)和/或紫外(Ultraviolet，UV)光转换成电能，因此可以产生电能，同时通过IR光进一步减少建筑加热，同时例如，为了照明目的，允许可见光通过。在一些实施例中，其他功能层也可以集成到PV层或IGU中，以向IGU添加额外的功能和/或进一步改善IGU的整体性能。根据一些实施例，发电窗户可包括第一玻璃板、第二玻璃板和形成在第一玻璃板的内表面或第二玻璃板的内表面上的光伏器件。光伏器件可以包括第一透明电极层，第二透明电极层，以及一个或多个活性层，其被构造为传输可见光并吸收紫外或近红外光以将紫外或近红外光转换成电。在一些实施例中，光伏器件可以被构造为既用作光伏器件又用作用于反射红外光的低辐射率(LowEmissivity，low-E)层。在一些实施方式中，光伏器件可层压在第一玻璃板和第二玻璃板之间。在一些实施例中，发电窗户还可以包括电耦合到光伏器件的功能器件。在一些实施例中，功能器件可包括电致变色器件。在一些实施例中，发电窗户还可包括与第一透明电极层接触的第一汇流条，与第二透明电极层接触的第二汇流条，以及通过腔体将第一玻璃板和第二玻璃板隔开的间隔件。间隔件可以形成在光伏器件的周界外，但是在第一玻璃板或第二玻璃板的周界内的闭环。第一汇流条和第二汇流条可以在由间隔件形成的周界内或在间隔件下方，第一汇流条和第二汇流条中的每一个沿着光伏器件的边缘延伸。在一些实施例中，发电窗户还可以包括在光伏器件上和由间隔件形成的周界内的封装层。在一些实施方式中，封装层可包括一个或多个薄膜封装层。在一些实施方式中，封装层可包括用于反射红外光的低辐射率层。在一些实施方式中，封装层可包括玻璃板或层压阻挡层。在一些实施方式中，发电窗户还可以包括两根导线，每根导线电连接到第一汇流条或第二汇流条并且通过间隔件中的气密密封件穿过间隔件。根据一些实施例，电致变色窗户可包括第一玻璃板、形成在第一玻璃板的内表面上的光伏器件、阻挡层、第二玻璃板和电致变色层。光伏器件可以包括第一透明电极层、第二透明电极层，以及一个或多个活性层，该一个或多个活性层被构造为吸收紫外或近红外光，并且传输可见光。电致变色层可以位于阻挡层和第二玻璃板之间，并且可以电耦合到第一透明电极层和第二透明电极层。根据一些实施例，一种用于制造发电窗户的方法可以包括在第一玻璃板的上表面上形成光伏器件，以及将第二玻璃板附接到光伏器件的顶部上，其中第二玻璃板与光伏器件隔开一段距离。光伏器件可包括第一透明电极层、第二透明电极层、一个或多个活性层，该活性层被构造为吸收紫外或近红外光，并且传输可见光，以及第二透明电极层。在一些实施例中，制造发电窗的方法还可包括形成与第一透明电极层接触的第一汇流条，形成与第二透明电极层接触的第二汇流条，以及在光伏器件上沉积封装层。在一些实施例中，将第二玻璃板附接在光伏器件的顶部上可包括将间隔件附接在封装层上，以及将第二玻璃板附接在间隔件上。间隔件可以形成在光伏器件的周界外，但是在第一玻璃板或第二玻璃板的周界内的闭环。第一汇流条和第二汇流条可以在由间隔件形成的周界内或在间隔件下方，第一汇流条和第二汇流条中的每一个沿着光伏器件的边缘延伸。在一些实施例中，在光伏器件上沉积封装层可包括沉积一个或多个薄膜层。在一些实施例中，该方法可进一步包括在将第二玻璃板附接到光伏器件的顶部上之前，在第二玻璃板的底表面上或光伏器件上方形成用于反射红外线的低辐射率层。在一些实施例中，该方法可以进一步包括在第二玻璃板上或在光伏器件上方形成电致变色层，并将电致变色层电耦合到光伏器件。通过本专利技术实现了相对于传统技术的许多益处。例如，本专利技术的实施例可用于热隔离和太阳能收集，而不影响可见光对建筑内部的照射。通过将进入IGU的IR光(主要热源)转换成电能，PV层可以有助于改善IGU的整体热性能，例如热辐射率和太阳热增益系数，从而减少建筑的加热和/或冷却成本。因为PV层对可见光基本上是透明的，所以来自光源(例如，太阳)的可见光可以通过IGU进入建筑，而没有用于照明目的的损失。在各种实施例中，PV层还可以根据不同构造与其他功能层(例如，电致变色层)集成到IGU中，并且可以为这些功能层提供电能。因此，可以保持或改进现有窗户和/或玻璃幕墙的美感，以使建筑的采用更加自由。结合下文和附图更详细地描述了本专利技术的这些和其他实施例及其许多优点和特征。附图说明图1A为示例中空玻璃单元(InsulatedGlazingUnit，IGU)的俯视图；图1B为示例IGU的剖视图；图2，其中：图2A示出了根据特定实施例的示例透明光伏(Photovoltaic，PV)模块；图2B示出了根据特定实施例的透明PV模块集成到IGU中；图2C示出了根据特定实施例的透明PV模块集成到建筑的窗户中；图3A显示了AM1.5全球太阳光谱和人眼的明视反应；图3B显示了根据特定实施例的透明激子太阳能电池(ExcitonicSolarCell)的单结电能转换效率随电池能带隙的变化；图3C显示了根据特定实施例的太阳能电池的电能转换效率随太阳能电池中的透明结的数量的变化；图3D显示了CIE颜色空间色度图；图4A-4D示出了根据特定实施例的双板IGU中的PV层的各种构造；图5A-5D示出了根据特定实施例的多板IGU中的PV层的各种构造；图6A-6D示出了根据特定实施例的具有PV层和封装层的IGU的各种构造；图7A-7C示出了根据特定实施例的用于封装PV层的各种方法；图8A-8D示出了根据特定实施例的在组装IGU之前或之后，用于封装PV层的各种方法；图9A-9F示出了根据特定实施例的包括PV层、封装层、IGU间隔件和PV触点的示例IGU；图10A-10G示出了根据特定实施例的包括PV层、封装层、IGU间隔件和PV触点的示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发电窗户，包括：/n第一玻璃板，包括内表面；/n第二玻璃板，包括内表面；以及/n光伏器件，形成在所述第一玻璃板的内表面或所述第二玻璃板的内表面上，所述光伏器件包括：/n第一透明电极层；/n第二透明电极层；以及/n一个或多个活性层，构造为吸收紫外光或近红外光，并且传输可见光。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170110 US 62/444,5771.一种发电窗户，包括：
第一玻璃板，包括内表面；
第二玻璃板，包括内表面；以及
光伏器件，形成在所述第一玻璃板的内表面或所述第二玻璃板的内表面上，所述光伏器件包括：
第一透明电极层；
第二透明电极层；以及
一个或多个活性层，构造为吸收紫外光或近红外光，并且传输可见光。


2.根据权利要求1所述的发电窗户，其特征在于，还包括：
第一汇流条，与所述第一透明电极层接触；
第二汇流条，与所述第二透明电极层接触；以及
间隔件，将所述第一玻璃板和所述第二玻璃板通过腔体隔开；
其中，所述间隔件形成在所述光伏器件的周界外，但是在所述第一玻璃板或所述第二玻璃板的周界内的闭环；及
其中，所述第一汇流条和所述第二汇流条在由所述间隔件形成的周界内或在所述间隔件下方，所述第一汇流条和所述第二汇流条中的每一个沿着所述光伏器件的边缘延伸。


3.根据权利要求2所述的发电窗户，其特征在于，还包括在所述光伏器件上和由所述间隔件形成的周界内的封装层。


4.根据权利要求3所述的发电窗户，其特征在于，所述封装层包括一个或多个薄膜封装层。


5.根据权利要求3所述的发电窗户，其特征在于，所述封装层包括用于反射红外光的低辐射率层。


6.根据权利要求3所述的发电窗户，其特征在于，所述封装层包括玻璃板或层压阻挡层。


7.根据权利要求2所述的发电窗户，其特征在于，还包括两根导线，每根导线电连接到所述第一汇流条或所述第二汇流条并且通过所述间隔件中的气密密封件穿过所述间隔件。


8.根据权利要求1所述的发电窗户，其特征在于，所述光伏器件构造为既作为光伏器件又作为用于反射红外光的低辐射率层。


9.根据权利要求1所述的发电窗户，其特征在于，还包括：
低辐射率层，构造为反射红外光，
其中所述低辐射率层位于所述光伏器件上或不同于所述光伏器件的玻璃板上。


10.根据权利要求9所述的发电窗户，其特征在于，还包括位于所述光伏器件和所述低辐射率层之间的封装层。


11.根据权利要求1所述的发电窗户，其特征在于：
所述光伏器件层压在所述第一玻璃板和所述第二玻璃板之间。


12.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈尔斯·巴尔，伊恩·米勒德，雷切尔·莫拉罗，里沙·潘迪，维拉尔·哈德夫，戴蒙·赫斯，
申请(专利权)人：无处不在能量公司，
类型：发明
国别省市：美国;US