光伏智能窗户制造技术

本文描述了用于实现智能窗户的系统、方法、设备和其他技术，包括智能窗户的智能家居系统以及用于控制其的用户设备和应用。智能窗户或光伏窗户可以包括光伏件，其被配置为从入射到光伏窗户的光生成电力，存储电力，并将电力发送到电子封装或各种电气负载，电气负载包括无线通信系统、传感器或窗户功能件。光伏窗户可以与诸如集线器设备和用户设备的各种智能家居系统设备进行通信，这些通信可以包括在光伏窗户处接收控制数据和传输由窗户传感器捕获的传感器数据。捕获的传感器数据。捕获的传感器数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光伏智能窗户
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年10月28日提交的题为“光伏智能窗户(PHOTOVOLTAIC SMART WINDOW)”的第63/106,857号美国临时专利申请的优先权，其出于所有目的通过引用全部并入本文。

技术介绍

[0003]光伏器件通常用于通过使用光伏效应将光转换为电，其中吸收的光引起电子或其他电荷载流子激发到较高能量状态。相反类型的电荷载流子的分离导致可由外部电路利用的电压。可以将光伏器件(诸如光伏太阳能电池)封装在一起以构成诸如太阳能电池板的较大光伏系统的光伏阵列。使用光伏系统发电是继将成为全球的主流电源的一种重要形式的可再生能源。
[0004]利用太阳能所需的表面积仍然是抵消相当大一部分不可再生能源消耗的障碍。因此，需要能够集成到家居、摩天大楼和汽车的窗玻璃上的低成本、透明的有机光伏件(Organic Photovoltaic，OPV)器件。例如，在汽车和建筑中使用的窗玻璃通常分别为透射70
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80％和40
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80％的可见光谱，例如波长为约450nm至650nm的光。低机械灵活性、高模块成本以及更重要的是无机半导体的带状吸收限制了它们对透明太阳能电池的潜在效用。
[0005]与无机半导体相比，有机半导体和分子半导体的光学特性产生了高度结构化的吸收光谱，其吸收最小值和吸收最大值与其无机对应物的波带吸收有独特的区别。然而，虽然存在各种有机和分子半导体，但许多半导体在可见光谱中表现出强烈的吸收，因此不适合用于基于窗玻璃的光伏件(photovoltaic)。尽管取得了进步，但在本领域中，需要在透明太阳能
中的改进的系统、方法和装置结构。

技术实现思路

[0006]下面提供本专利技术的各种实施例的概要作为示例列表。如下文所述，对一系列示例的任何引用都应理解为对这些示例中的每一者的分离引用(例如，“示例1
‑
4”应理解为“示例1、2、3或4”)。
[0007]示例1是光伏窗户，其包括：玻璃单元，包括内部玻璃或外部玻璃中的一者或两者；光伏件，其与所述玻璃单元的内部玻璃或外部玻璃平行设置，所述光伏件被配置为从入射到所述光伏窗户上的光产生电力；与所述玻璃单元结合的电子封装，所述电子封装被配置为接收、存储和分配所述电力；以及至少一个电气负载，其被配置为从电子封装接收电力并消耗电力。
[0008]示例2是示例1中的光伏窗户，其中光伏窗户不从位于光伏窗户外部的电源接收外部电力。
[0009]示例3是示例1
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2中的光伏窗户，其中光伏窗户具有至少30％的平均可见光透射率(AVT)。
[0010]示例4是示例1
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3中的光伏窗户，其中光伏件基本上覆盖光伏窗户的可见部分。
[0011]示例5是示例1
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4中的光伏窗户，其中至少一个电气负载包括外部传感器模块，该外部传感器模块包括朝向光伏窗户的外侧的一个或多个传感器。
[0012]示例6是示例5中的光伏窗户，其中外部传感器模块安装在外部玻璃的外侧上或外部玻璃的内侧上。
[0013]示例7是示例5中的光伏窗户，其中外部传感器模块包括面向外部的摄像头。
[0014]示例8是示例1
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7中的光伏窗户，其中至少一个电气负载包括内部传感器模块，该内部传感器模块包括朝向光伏窗户的内侧的一个或多个传感器。
[0015]示例9是示例8中的光伏窗户，其中内部传感器模块安装在内部玻璃的内侧上或内部玻璃的外侧上。
[0016]示例10是示例8中的光伏窗户，其中内部传感器模块包括面向内部的摄像头。
[0017]示例11是示例1
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10中的光伏窗户，其中所述至少一个电气负载包括被配置为与外部设备进行通信的无线通信系统。
[0018]示例12是示例1
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11中的光伏窗户，其中所述至少一个电气负载包括安装在光伏窗户上的一个或多个窗户功能件，所述一个或多个窗户功能件包括以下项中的至少一者：窗户打开/关闭机构；窗户锁定/解锁机构；电动百叶窗；聚合物分散液晶(PDLC)膜；电致变色器件；或光源。
[0019]示例13是示例1
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12中的光伏窗户，其中至少一个电气负载中的一个或多个电气负载包括在电子封装中。
[0020]示例14是示例1
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13中的光伏窗户，其中电子封装沿着玻璃单元的外周边缘设置。
[0021]示例15是示例1
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14中的光伏窗户，其中电子封装安装在玻璃单元的外周边缘上。
[0022]示例16是示例1
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15中的光伏窗户，其中电子封装至少部分地设置在内部玻璃和外部玻璃之间。
[0023]示例17是示例1
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16中的光伏窗户，其中玻璃单元包括内部玻璃和外部玻璃，并且其中光伏窗户还包括：设置在内部玻璃和外部玻璃之间的间隔件。
[0024]示例18是示例17中的光伏窗户，其中电子封装至少部分地嵌入间隔件中。
[0025]示例19是示例1
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18中的光伏窗户，还包括：支撑玻璃单元的至少一个外周边缘的框架组件。
[0026]示例20是示例19中的光伏窗户，其中框架组件包括：框架；和玻璃挡块(glazing stop)。
[0027]示例21是示例20中的光伏窗户，其中电子封装至少部分地嵌入在框架或玻璃挡块中。
[0028]示例22是一种操作光伏窗户的方法，该方法包括：使用与光伏窗户的玻璃单元的内部玻璃或外部玻璃平行设置的光伏件，从入射到光伏窗户上的光产生电力；将所述电力从所述光伏件发送到与所述玻璃单元结合的所述光伏窗户的电子封装；在电子封装处存储电力；将电力从电子封装分配到光伏窗户的至少一个电气负载；以及在所述至少一个电气负载处消耗所述电力。
[0029]示例23是示例22中的方法，其中光伏窗户不从位于光伏窗户外部的电源接收外部电力。
[0030]示例24是示例22中的方法，其中光伏窗户具有至少30％的平均可见光透射率
(AVT)。
[0031]示例25是示例22中的方法，其中光伏件基本上覆盖光伏窗户的可见部分。
[0032]示例26是示例22中的方法，其中所述至少一个电气负载包括外部传感器模块，所述外部传感器模块包括朝向所述光伏窗户的外侧的一个或多个传感器。
[0033]示例27是示例26中的方法，其中外部传感器模块安装在外部玻璃的外侧上或外部玻璃的内侧上。
[0034]示例28是示例22中的方法，其中所述至少一个电气负载包括内部传感器模块，所述内部传感器模块包括朝向所述光伏窗户的内侧的一个或多个传感器。
[0035]示例29是示例28中的方法，其中内部传感器模块安装在内部玻璃的内侧上或内部玻璃的外侧上。
[0036]示例30是示例22中的方法，其中所述至少一个电气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光伏窗户，包括：玻璃单元，其包括以下项中的一者或两者：内部玻璃；或外部玻璃；光伏件，其与所述玻璃单元的所述内部玻璃或所述外部玻璃平行设置，所述光伏件被配置为从入射到所述光伏窗户上的光产生电力；电子封装，其与所述玻璃单元结合，所述电子封装被配置为接收、存储和分配所述电力；以及至少一个电气负载，其被配置为从所述电子封装接收所述电力并消耗所述电力。2.根据权利要求1所述的光伏窗户，其中，所述光伏窗户不从位于所述光伏窗户外部的电源接收外部电力。3.根据权利要求1所述的光伏窗户，其中，所述光伏窗户具有至少30％的平均可见光透射率(AVT)。4.根据权利要求1所述的光伏窗户，其中，所述光伏件基本上覆盖所述光伏窗户的可见部分。5.根据权利要求1所述的光伏窗户，其中，所述至少一个电气负载包括外部传感器模块，所述外部传感器模块包括朝向所述光伏窗户的外侧的一个或多个传感器。6.根据权利要求5所述的光伏窗户，其中，所述外部传感器模块安装在所述外部玻璃的外侧上或所述外部玻璃的内侧上。7.根据权利要求5所述的光伏窗户，其中，所述外部传感器模块包括面向外部的摄像头。8.根据权利要求1所述的光伏窗户，其中，所述至少一个电气负载包括内部传感器模块，所述内部传感器模块包括朝向所述光伏窗户的内侧的一个或多个传感器。9.根据权利要求8所述的光伏窗户，其中，所述内部传感器模块安装在所述内部玻璃的内侧上或所述内部玻璃的外侧上。10.根据权利要求8所述的光伏窗户，其中，所述内部传感器模块包括面向内部的摄像头。11.根据权利要求1所述的光伏窗户，其中，所述至少一个电气负载包括被配置为与外部设备通信的无线通信系统。12.根据权利要求1所述的光伏窗户，其中，所述至少一个电气负载包括安装在所述光伏窗户处的一个或多个窗户功能件，所述一个或多个窗户功能件包括以下项中的至少一者：窗户打开/关闭机构；窗户锁定/解锁机构；电动百叶窗；聚合物分散液晶(PDLC)膜；电致变色器件；或光源。13.根据权利要求1所述的光伏窗户，其中，所述至少一个电气负载中的一个或多个电
气负载包括在所述电子封装中。14.根据权利要求1所述的光伏窗户，其中，所述电子封装沿着所述玻璃单元的外周边缘设置。15.根据权利要求1所述的光伏窗户，其中，所述电子封装安装到所述玻璃单元的外周边缘上。16.根据权利要求1所述的光伏窗户，其中，所述电子封装至少部分地设置在所述内部玻璃和所述外部玻璃之间。17.根据权利要求1所述的光伏窗户，其中，所述玻璃单元包括所述内部玻璃和所述外部玻璃，并且其中所述光伏窗户还包括：设置在所述内部玻璃和所述外部玻璃之间的间隔件。18.根据权利要求17所述的光伏窗户，其中，所述电子封装至少部分地嵌入所述间隔件中。19.根据权利要求1所述的光伏窗户，还包括：支撑所述玻璃单元的至少一个外周边缘的框架组件。20.根据权利要求19所述的光伏窗户，其中，所述框架组件包括：框架；和玻璃挡块。21.根据权利要求20所述的光伏窗户，其中，所述电子封装至少部分地嵌入在所述框架或所述玻璃挡块中。22.一种操作光伏窗户的方法，所述方法包括：使用与所述光伏窗户的玻璃单元的内部玻璃或外部玻璃平行设置的光伏件，从入射到所述光伏窗户上的光产生电力；将所述电力从所述光伏件发送到与所述玻璃单元结合的所述光伏窗户的电子封装；在所述电子封装处存储所述电力；将所述电力从电子封装分配到所述光伏窗户中的至少一个电气负载；以及在所述至少一个电气负载处消耗所述电力。23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述光伏窗户不从位于所述光伏窗户外部的电源接收外部电力。24.根据权利要求22所述的方法，其中，所述光伏窗户具有至少30％的平均可见光透射率(AVT)。25.根据权利要求22所述的方法，其中，所述光伏件基本上覆盖所述光伏窗户的可见部分。26.根据权利要求22所述的方法，其中，所述至少一个电气负载包括外部传感器模块，所述外部传感器模块包括朝向所述光伏窗户的外侧的一个或多个传感器。27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述外部传感器模块安装在所述外部玻璃的外侧上或所述外部玻璃的内侧上。28.根据权利要求22所述的方法，其中，所述至少一个电气负载包括内部传感器模块，所述内部传感器模块包括朝向所述光伏窗户的内侧的一个或多个传感器。29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述内部传感器模块安装在所述内部玻璃的内
侧上或所述内部玻璃的外侧上。30.根据权利要求22所述的方法，其中，所述至少一个电气负载包括无线通信系统，所述无线通信系统被配置为与外部设备进行通信。31.根据权利要求22所述的方法，其中，所述至少一个电气负载包括安装在所述光伏窗户处的一个或多个窗户功能件，所述窗户功能件包括以下项中的至少一者：窗户打开/关闭机构、窗户锁定/解锁机构、电动百叶窗、聚合物分散液晶(PDLC)膜、电致变色器件或光源。32.根据权利要求22所述的方法，其中，所述至少一个电气负载中的一个或多个电气负载包括在所述电子封装中。33.根据权利要求22所述的方法，其中，所述电子封装沿着所述玻璃单元的外周边缘设置。34.根据权利要求22所述的方法，其中，所述电子封装安装到所述玻璃单元的外周边缘。35.根据权利要求22所述的方法，其中，所述电子封装至少部分地设置在所述内部玻璃和所述外部玻璃之间。36.根据权利要求22所述的方法，其中，所述玻璃单元包括所述内部玻璃和所述外部玻璃，并且其中所述光伏窗户还包括设置在所述内部玻璃和所述外部玻璃之间的间隔件。37.根据权利要求36所述的方法，其中，所述电子封装至少部分地嵌入所述间隔件中。38.根据权利要求22所述的方法，其中，所述光伏窗户还包括支撑所述玻璃单元的至少一个外周边缘的框架组件。39.根据权利要求38所述的方法，其中所述框架组件包括框架和玻璃挡块。40.根据权利要求39所述的方法，其中所述电子封装至少部分地嵌入所述框架或所述玻璃挡块中。41.一种家居自动化系统，包括：多个光伏窗户；以及集线器设备，其通信地耦合到所述多个光伏窗户，其中所述多个光伏窗户中的每个光伏窗户包括：玻璃单元，包括以下项中的一者或两者：内部玻璃；或外部玻璃；光伏件，其与所述玻璃单元的所述内部玻璃或所述外部玻璃平行设置，所述光伏件被配置为从入射到所述光伏窗户上的光产生电力；与所述玻璃单元结合的电子封装，所述电子封装被配置为接收、存储和分配所述电力；以及至少一个电气负载，其被配置为从所述电子封装接收所述电力并消耗所述电力。42.根据权利要求41所述的家居自动化系统，其中，所述多个光伏窗户中的每个光伏窗户不从位于所述多个光伏窗户外部的电源接收外部电力。43.根据权利要求41所述的家居自动化系统，其中，所述多个光伏窗户中的每个光伏窗户具有至少30％的平均可见光透射率(AVT)。44.根据权利要求41所述的家居自动化系统，其中，所述光伏件基本上覆盖所述光伏窗
户的可见部分。45.一种家居自动化系统，包括：集线器设备；以及一个或多个光伏窗户，其通信地耦合到所述集线器设备，其中所述一个或多个光伏窗户中的每个光伏窗户包括：光伏件，其被配置为从入射到所述光伏窗户上的光产生电力；以及无线通信系统，其被配置为：从所述光伏件接收所述电力以实现与所述集线器设备的无线通信，其中，所述无线通信系统由所述光伏件生成的所述电力单独供电；以及向所述集线器设备发送数据信号，所述数据信号包括关于所述光伏窗户的信息。46.根据权利要求45所述的家居自动化系统，其中，所述一个或多个光伏窗户中的每个光伏窗户不从位于所述光伏窗户外部的电源接收外部电力。47.根据权利要求45所述的家居自动化系统，其中，所述一个或多个光伏窗户中的每个光伏窗户具有至少30％的平均可见光透射率(AVT)。48.根据权利要求45所述的家居自动化系统，其中，所述光伏件基本上覆盖所述光伏窗户的可见部分。49.根据权利要求45所述的家居自动化系统，其中，所述一个或多个光伏窗户中的每个光伏窗户包括：一个或多个传感器，其被配置为从所述光伏件接收所述电力，并从内部环境或外部环境中的一者或两者捕获传感器数据，其中所述数据信号包括所述传感器数据。50.根据权利要求45所述的家居自动化系统，其中，所述一个或多个光伏窗户中的每个光伏窗户包括：一个或多个窗户功能件，其被配置为从所述光伏件接收所述电力并执行一个或多个窗户动作。51.根据权利要求50所述的家居自动化系统，其中，所述一个或多个窗户功能件包括以下项中的至少一者：窗户打开/关闭机构；窗户锁定/解锁机构；电动百叶窗；聚合物分散液晶(PDLC)膜；电致变色器件；或光源。52.根据权利要求50所述的家居自动化系统，其中，所述无线通信系统还被配置为：从所述集线器设备接收控制信号；以及根据所述控制信号执行所述一个或多个窗户动作。53.根据权利要求45所述的家居自动化系统，还包括：一个或多个家居功能件，其被配置为：从位于所述一个或多个光伏窗户外部的电源接收外部电力；从所述集线器设备接收控制信号；以及
根据所述控制信号执行一个或多个家居动作。54.根据权利要求53所述的家居自动化系统，其中，所述一个或多个家居功能件包括以下项中的至少一者：房间或外部的照明装置；加热或冷却系统；或门锁。55.一种操作家居自动化系统的方法，所述方法包括：对于家居自动化系统的一个或多个光伏窗户中的每个光伏窗户：使用所述光伏窗户的光伏件从入射到所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈尔斯，
申请(专利权)人：无处不在能量公司，
类型：发明
国别省市：