具有阳光控制性质的光伏窗组件制造技术

本发明专利技术提供了一种光伏窗组件。该光伏窗组件包括光伏元件、阳光控制涂层和间隔。阳光控制涂层被定位为与光伏元件相邻。间隔定位为与阳光控制涂层的表面直接相邻。间隔在光伏元件和阳光控制涂层之间，或者在阳光控制涂层与光伏元件相反的一侧。本发明专利技术还提供了光伏窗组件另外的实施例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及多功能的窗组件。更特别地，本专利技术涉及建筑物集成的光伏窗组件。
技术介绍
将光伏器件布置于场地内或者于屋顶上以产生电能是已知的。但是，这些光伏器件大部分都不适用于窗单元，因为它们是不透明的。美国专利No. 6，646，196 (专利’ 196)公开了用于给窗单元内的电致变色涂层提供功率的光伏电池的用途。当由光伏电池来提供功率时，电致变色涂层能够从透明状态变为不透明状态。因而，电致变色涂层能够被控制用于提供可变的透光率。同样，在它们的不透明状态中，电致变色的涂层能够阻挡太阳辐射。 但是，这些窗单元具有几个缺点。例如，电致变色的元件是昂贵的，并且消耗由光伏元件产生的电能。同样地，这些窗单元的成本是高的，并且由它们产生的电能不可以用于其它用途。同样，为了使光伏电池在低光照条件期间提供足够的电能来控制电致变色的元件，这些窗元件仅适用于集成到建筑物的立面的朝南部门。而且，在专利’ 196公开的优选配置中，光伏电池仅定位为沿着窗单元的边缘部分。这种配置降低了窗单元的能量密度，并且对于建筑上的应用来说是不可接受的。因此，需要有美感的，能够使用于建筑物立面的所有面上的，产生高密度的电能并且不需要所述能量来调整该单元的光学及阳光控制性质的光伏窗组件。
技术实现思路
本专利技术涉及改进的光伏窗组件。通过使用光伏元件和阳光控制涂层，光伏窗组件提供太阳热控制并且利用接触窗组件的太阳辐射来产生电能。光伏窗组件包括光伏元件、阳光控制涂层和间隔。阳光控制涂层定位为相邻于光伏元件。间隔定位为与阳光控制涂层的表面直接相邻，其中间隔在光伏元件与阳光控制涂层之间或者在与阳光控制涂层与光伏元件相对的一侧上。在一种更具体的实施例中，光伏窗组件包括层合结构。层合结构至少包括透明的电介质基板材料的第一窗格(pane)和第二窗格。每个窗格具有第一和第二主表面。第一窗格具有布置于其主表面中的一个或两个主表面上的功能薄膜涂层。功能薄膜涂层之一包括导电层。第二窗格具有布置于其主表面中的一个或两个主表面上的功能薄膜涂层。功能薄膜涂层之一包括半导体层。布置于第一和第二窗格之间的是电解质材料，在该电解质材料的一个表面上布置有发色材料，前者被布置为使得起着光伏元件的作用。与层合结构最接近的且为平行的、间隔开的关系的是透明的电介质基板材料的至少第三窗格。该至少第三窗格具有两个主表面。功能薄膜涂层被布置于该至少第三窗格的主表面中的一个或两个主表面上。功能薄膜涂层的至少一个包括阳光控制涂层。间隔元件以及预定宽度的间隔使透明的电介质基板材料的至少第三窗格与层合结构分离开。在另一种实施例中，光伏窗组件包括层合结构。层合结构包括透明的电介质基板材料的至少第一窗格和第二窗格。每个窗格都具有第一和第二主表面。第一窗格具有布置于其主表面中的一个或两个主表面上的功能薄膜涂层。功能薄膜涂层之一包括导电层。第二窗格具有布置于每个主表面上的功能薄膜涂层。功能薄膜涂层之一包括半导体层，并且功能涂层之一包括阳光控制涂层。布置于第一和第二窗格之间的是电解质材料，在该电解质材料的一个表面上布置有发色材料，前者被布置成使得起着光伏元件的作用。附图说明图I不出了一个光伏窗组件的截面图；以及图2示出了另一个光伏窗组件的截面图。具体实施例方式应当理解，本专利技术可以假定各种可替换的取向和步骤顺序，除非另有明确说明。还应当意识到，在下面的说明书中所示出的和所描述的具体实施例是所附的权利要求书定义 的本专利技术概念的简单示例性实施例。本专利技术涉及光伏(PV)窗组件10，优选地用作建筑物立面或玻璃窗系统的构件。PV窗组件10具有太阳热控制性质，并且使用接触窗组件10的太阳辐射来产生电能。因而，虽然在图I和2的实施例中没有示出，但是PV窗组件10同样会需要外围密封、电引线/接头和电控制器。PV窗组件10包括PV元件12。PV元件12可以具有层合结构并且优选为染料敏化元件12，也称为再生光电化学(RPEC)元件和/或纳米染料太阳能电池。以下，PV元件12将被称为RPEC型的。概括地，在本专利技术中使用的RPEC PV元件12在例如美国专利No. 4,927, 721、No. 6，297, 900和No. 7，649，140中描述，在此以提及方式全文引用这些专利。RPEC PV元件12吸收可见光，并将其转换成电能。RPEC PV元件12并不将其所吸收的全部可见光都转换成电能。优选地，RPEC PV元件12具有5%或更大的，并且更优选地为7%或更大的转换效率。但是，RPEC PV元件12即使在低光照条件下也能够提供电能。例如，当在PV窗组件10与太阳之间的入射角为低，窗组件10被遮蔽时，和/或通过吸收由建筑物内部的照明产生的光，RPEC PV元件12能够产生电能。可见光的吸收量可以在适合于在PV窗组件10内使用的RPEC PV元件之间变化。优选地，在实施本专利技术时使用的RPEC PV元件将吸收穿过它们的大约80%-96%的可见光。因而，穿过RPEC PV元件12的可见光的一部分没有被吸收。有利地，没有由RPEC PV元件12吸收的可见光的一部分透射穿过PV窗组件10并进入建筑物。优选地，没有由RPEC PV元件12吸收的大部分可见光透射进入了建筑物。应当指出，在美国专利No. 6，297，900 (专利’ 900)中，由PV元件产生的电能被用来给电致变色(EC)的元件供电并控制它。EC元件通过使“智能窗”变暗或变亮来允许更多的或更少的太阳辐射穿过“智能窗”来提供阳光控制性质。在专利’ 900中描述的智能窗是相对复杂的，并且由于其复杂性估计是相对昂贵的。但是，因为阳光控制性质通过控制EC元件来调整，所以智能窗消耗能量以节省能量；即，在专利’900中，由PV元件产生的能量由EC元件所消耗，以防止或允许太阳能透射率。本专利技术提供比专利’ 900的窗更简单的PV窗组件10。同时，本专利技术达到了与专利’ 900的窗相同的或相似的阳光控制性质，例如，类似的U值和/或较低的太阳得热系数(SHGC)，没有消耗由PV元件12产生的电能。因此，由PV元件12产生的电能可用来使用于其它建筑物功能，例如，照明、加热、冷却等。另外，PV窗组件10可以有效地包括由于避免与EC元件的操作有关的问题而具有比专利’ 900所描述的那些窗格的表面积大的表面积的窗格。以上所描述的RPEC PV元件12的优点和性能特性有助于允许PV窗组件10用于建筑物立面或玻璃窗系统的所有面上。因而，建筑物的总体美感能够保持于建筑标准。如图I和2所示，PV窗组件10包括PV元件12、阳光控制涂层14和间隔16。阳光控制涂层14被定位为与PV元件12相邻。间隔16定位为与阳光控制涂层14的表面18·直接相邻。在某些实施例中，间隔16在PV元件12与阳光控制涂层14之间，或者在阳光控制涂层14与PV元件12相反的侧面20上。PV元件12是RPEC型的。RPEC PV元件12优选为层合结构，包括透明的电介质基板材料26、28的至少第一窗格和第二窗格。每个窗格26、28具有第一和第二主表面。第一窗格26具有布置于其主表面中的一个或两个主表面上的功能薄膜涂层，其中功能薄膜涂层之一包括导电层30。第二窗格28具有布置于其主表面中的一个或两个主表面上的功能薄膜涂层，其中功能薄膜涂层之一包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·E·韦德纳，
申请(专利权)人：皮尔金顿集团有限公司，
类型：
国别省市：