基于太阳光转向波导夹胶光伏发电玻璃及其制造方法技术

本发明专利技术提供了基于太阳光转向波导夹胶光伏发电玻璃及其制造方法，本光伏发电玻璃特殊之处在于太阳能发电层位于玻璃边缘处，是与太阳光入射方向平行放置的，因此不会对于太阳光入射透过率产生影响或干扰。此外，本光伏发电玻璃包含第一玻璃层、第二玻璃层以及光致发光物质层；在所述光伏发电玻璃边缘处设有封装材料层，所述封装材料层外侧为平行太阳光入射方向放置的光伏层，所述太阳能发电层连接外部电路。本申请提供的光伏发电玻璃实现了全透明或半透明的夹胶光伏发电玻璃，该种基于太阳光转向射入平行放置光伏层的夹胶光伏发电玻璃，可用于建筑幕墙、交通工具、光伏电站等领域的光伏一体化应用。伏一体化应用。伏一体化应用。

【技术实现步骤摘要】
基于太阳光转向波导夹胶光伏发电玻璃及其制造方法


[0001]本专利技术涉及基于太阳光转向射入平行放置光伏层的夹胶光伏发电玻璃 Laminated Photovoltaic Glass, 以下简称LPG，属于光伏


技术介绍

[0002]在现有技术状态中，开发利用太阳能发电会造成可见光波段的吸收或阻挡，造成常用光伏电池(或太阳能电池)都不透光或具有颜色，难以与玻璃幕墙进行一体化集成。因此现有光伏建筑一体化技术，主要限制在不透明的建筑材料，例如屋顶、墙壁、瓦片、石材、金属板材等。
[0003]极少部分与玻璃一体化集成的光伏技术，由于其吸光材料具有颜色，造成光伏发电玻璃无法呈现全透明无色形态。
[0004]例如，中国汉能Hanergy公司与美国特斯拉Tesla公司推出的屋顶光伏发电产品，采用产品是将柔性薄膜太阳能发电芯片，封装在曲面玻璃与高分子复合材料之中，与传统屋面瓦的形态结合，创造出全新的绿色建筑材料，可全面替代传统的屋面瓦成为节能建筑建材。但由于采用的薄膜太阳能发电材料带有颜色，因此只能在低透光率的屋顶使用。
[0005]而目前应用于光伏玻璃幕墙的产品，普遍采用有色半透明光伏材料或镂空挖孔不透明光伏材料的技术手段，从而只能实现玻璃部分透光的使用效果。
[0006]如图1所示，箭头光线入射方向，上述光伏玻璃无法实现全透明的核心问题在于，现有光伏产品仅利用的是太阳光直射光子能量，经太阳能发电层吸收后射入光有衰减。因此光伏材料层，即太阳能发电层、太阳光吸收层需完全垂直或部分垂直于太阳光入射光方向，造成光伏材料完全或部分吸收太阳光后，最终通过玻璃的出光量的减少。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中的不足，本专利技术旨在提供一种基于太阳光转向光波导夹胶结构的光伏发电玻璃，将光伏材料层设计成完全平行于太阳光入射方向，这样完全不会减少光伏发电玻璃的透光率，最终可以实现可见光全透过（全透明、全透光）的光伏发电玻璃。
[0008]本专利技术采用的具体技术方案如下：基于太阳光转向波导夹胶光伏发电玻璃，所述光伏发电玻璃为多层夹胶结构，至少包含第一玻璃层、第二玻璃层以及两层玻璃层之间的光致发光物质层；太阳能发电层设置在光伏发电玻璃边缘且与太阳光入射方向平行，太阳光中的可见光全部穿过所述光伏发电玻璃，太阳光中的不可见光通过所述光致发光物质层发生转向，再经过多层夹胶结构的界面全反射将不可见光波导至侧向边缘处太阳能发电层进行发电。
[0009]进一步的，所述光致发光物质层包含两个单层光致发光化合物质层以及其中间的聚合物胶膜物质层，或者，所述光致发光物质层为通过光致发光物质与聚合物胶膜物质相混合形成带粘性的光致发光物质层。
[0010]进一步的，所述第一玻璃层、第二玻璃层以及光致发光物质层构成单元玻璃层，所
述光伏发电玻璃包含一个单元玻璃层或多个叠置的单元玻璃层；所述单元玻璃层采用真空热压的加工方式将光致发光物质层与玻璃层粘结成整体。
[0011]本申请还提供上述光波导夹胶结构的光伏发电玻璃的制造方法，所述制造方法包括：S1，制造光致发光物质层，所述光致发光物质层为单层化合物，或者通过光致发光物质与聚合物胶膜物质相混合形成带粘性的光致发光物质层；S2，将所述光致发光物质层与玻璃层粘结形成单元玻璃层，将所述单元玻璃层在其表面垂直方向两侧叠置，形成光伏发电玻璃中部的主体部分；S3，将所述主体部分的边缘进行封装，并在封装材料层外侧贴合太阳能发电层，所述太阳能发电层连接外部电路。
[0012]进一步的，所述单元玻璃层采用真空热压的加工方式将光致发光物质层与玻璃层粘结成整体。
[0013]进一步的，所述单元玻璃层包含第一玻璃层、第二玻璃层以及光致发光物质层。
[0014]进一步的，所述太阳能发电层与光伏发电玻璃呈垂直方向设置。
[0015]进一步的，所述光伏发电玻璃包含一个单元玻璃层或多个单元玻璃层。
[0016]本申请还提供光致发光物质的应用的技术方案，所述光致发光物质应用在光伏发电玻璃中，所述光致发光物质为零维金属卤化物发光材料、稀土发光材料、有机发光材料、金属配合物发光材料、有机无机杂化发光材料、无机量子点发光材料中的一种或多种组合。
[0017]进一步的，所述光致发光物质与玻璃层相结合，构成多层结构；所述光致发光物质以涂布的方式分布在玻璃层与聚合物胶膜层的表界面处，或印刷在玻璃层与聚合物胶膜层的表界面处，或者所述光致发光物质混合入聚合物胶膜层中。
[0018]基于上述专利技术的技术方案，本专利技术与现有技术方案相比具有如下技术优点：相较于现有技术中夹胶光伏发电玻璃，本申请光伏发电玻璃中的太阳能发电层为平行于太阳光入射方向放置，太阳光中的可见光全部穿过光伏发电玻璃，不可见光通过所述光伏发电玻璃中的光致发光物质层发生转向，再经过多层夹胶结构的界面全反射原理将光线波导至侧向边缘处平行于光线设置的太阳能发电层进行发电。基于该方案，太阳能发电层可以与光线呈平行方向设置，避免出现现有技术中太阳能发电层垂直于光线设置，造成影响透光的问题。
[0019]本申请采用的光波导夹胶结构可以在垂直于太阳光入射角度引入更多个介质反射面，从而大幅提升太阳光子激发光致发光物质产生新的转换光子转向波导至玻璃四周边缘的出光比例。例如长10cm
×
宽10cm
×
厚1cm的玻璃，其正面入射光面积为长
×
宽=100，转向传递到侧边的出光面积为边长
×
厚度=40，其理论出光强度会提高2.5倍，且该提升比例会随着玻璃面积放大进一步提高。因此相比于现有技术中夹胶光伏发电玻璃，本专利技术的光波导夹胶结构的光伏发电玻璃LPG，不仅因为太阳能发电层平行于太阳光入射方向放置而不影响玻璃透光率，而且具有更高的理论太阳能电池光伏转换效率。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领
域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0021]图1为现有技术中夹胶玻璃的光路效果图；图2为本申请中夹胶玻璃的光路效果图；图3为本申请提供的光伏发电玻璃的光吸收原理图；图4为本申请光波导夹胶结构的光伏发电玻璃的侧视图；图5为本申请光波导夹胶结构的光伏发电玻璃的俯视图；图6为实施例中光致发光物质层的性能测试效果图；图7为实施例中提供的光波导夹胶结构的光伏发电玻璃的性能测试效果图；图中，1
‑
玻璃层、2
‑
聚合物胶膜物质层、3
‑
光致发光物质层、4
‑
封装材料层、5
‑
太阳能发电层、6
‑
外部电路。
具体实施方式
[0022]为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。下文本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于太阳光转向波导夹胶光伏发电玻璃，其特征在于，所述光伏发电玻璃为多层夹胶结构，至少包含第一玻璃层、第二玻璃层以及两层玻璃层之间的光致发光物质层；太阳能发电层设置在光伏发电玻璃边缘且与太阳光入射方向平行，太阳光中的可见光全部穿过所述光伏发电玻璃，太阳光中的不可见光通过所述光致发光物质层发生转向，再经过多层夹胶结构的界面全反射将不可见光波导至侧向边缘处太阳能发电层进行发电。2.根据权利要求1所述的基于太阳光转向波导夹胶光伏发电玻璃，其特征在于，所述光致发光物质层包含两个单层光致发光化合物质层以及其中间的聚合物胶膜物质层，或者，所述光致发光物质层为通过光致发光物质与聚合物胶膜物质相混合形成带粘性的光致发光物质层。3.根据权利要求1所述的基于太阳光转向波导夹胶光伏发电玻璃，其特征在于，所述第一玻璃层、第二玻璃层以及光致发光物质层构成单元玻璃层，所述光伏发电玻璃包含一个单元玻璃层或多个叠置的单元玻璃层；所述单元玻璃层采用真空热压的加工方式将光致发光物质层与玻璃层粘结成整体。4.基于太阳光转向波导夹胶光伏发电玻璃的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：S1，制造光致发光物质层，所述光致发光物质层为单层化合物，或者通过光致发光物质与聚合物胶膜物质相混合形成带粘性的光致发光物质层；S2，将所述光致发光物质层与玻璃层粘结形成单元玻璃层，将所述单元玻璃层在其表面垂直方向两侧叠置，形成光伏发电玻璃中部...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦天石，王彦晨，王艾菲，黄维，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：