具有光伏电池和可见光透射反射器的建筑学制品制造技术

本发明专利技术公开了一种建筑学制品，所述建筑学制品包括光伏电池和被定位用于将光反射到所述光伏电池上的可见光透射反射器。所述可见光透射反射器包括具有光学叠堆的多层光学膜，所述光学叠堆包括多个交替的具有不同折射率的第一和第二光学层。所述多层光学膜反射对应于所述光伏电池的吸收带宽的波长范围内的光的至少一部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有光伏电池和可见光透射反射器的建筑学制品相关专利申请的交叉引用本专利申请要求2011年5月9日提交的美国临时专利申请N0.61/484，068的优先权，其公开内容以全文引用方式并入本文中。
技术介绍
将光伏装置和系统安装和/或整合到商业和居住建筑内是已知的。此类系统通常限于常规的屋顶型系统，所述屋顶型系统可具有有限的光伏能力和极低的美学吸引力。常规的屋顶型系统通常取决于支架系统，所述支架系统通常(例如)不适于以吸引人和便利的方式整合到竖直建筑物面内并且在其他构型中也可具有有限的适合性。在聚光型光伏应用中，通过使用常规的太阳能聚光反射镜来将宽带太阳能引导到光伏电池或太阳能热传递元件上。然而，从太阳能聚光反射镜反射到太阳能元件上的某些波长的电磁辐射会对太阳能元件产生不利影响。例如，红外光谱中的某些波长可使某些光伏电池的温度不利地升高。这样，光伏电池可损失效率，并随时间推移会因过度的热暴露而劣化。长期暴露于紫外(UV)光通常也会导致光伏电池的组件过早劣化。一些太阳能聚光反射镜已在国际专利申请公开N0.W02009/140493 (Hebrink等人)中有所公开，所述太阳能聚光反射镜反射对应于选定太阳能电池的吸收带宽的波长并且透射或吸收此带宽之外的光的绝大部分。
技术实现思路
本专利技术涉及包括光伏电池和可见光透射反射器的建筑学制品。可见光透射反射器可被设计用于将特定带宽的光聚集到选定的太阳能电池上。所述建筑学制品通常适于整合到建筑物或其他结构内。例如，所述建筑学制品可为窗、天窗、復盖物或局部復盖物(例如，屋顶或遮篷)、中庭、门、或者它们的组合。有利的是，当所述建筑学制品作为建筑物或结构的部分进行安装时，可见光透射反射器允许可见光进入建筑物或结构内(即，其允许采光)。根据美学要求，可见光透射反射器可看起来为无色的或着色的。在一些实施例中，当在零度视角下观察而非在斜角下观察时，可见光透射反射器可看起来具有不同的颜色。在一个方面，本专利技术提供了包括光伏电池和可见光透射反射器的建筑学制品，所述光伏电池具有吸收带宽，所述可见光透射反射器被定位用于将光反射到光伏电池上。可见光透射反射器包括具有光学叠堆的多层光学膜，所述光学叠堆包括多个交替的具有不同折射率的第一和第二光学层。多层光学膜反射对应于光伏电池的吸收带宽的波长范围内的光的至少一部分。在本专利申请中:诸如“一个”、“一种”和“所述”这样的术语并非旨在指单数个体，而是包括一般类另O，其中的具体例子可用来作举例说明。术语“一个”、“一种”和“所述”可以与术语“至少一种”互换使用。由包括两个或更多个项目的列表后随的短语“至少一(个)种”是指列表中项目的任一个以及列表中两个或更多个项目的任意组合。术语“光”是指电磁辐射，无论对于人的肉眼是否可见。术语“聚合物”是指基本上由一种或多种重复单体单元组成的大分子化合物，或者基本上由一种或多种类似重复单体单元组成的大分子化合物的混合物。除非另外指明，否则所有数值范围均包括它们的端点以及端点之间的非整数值。【附图说明】结合附图，参考以下对本专利技术的多个实施例的详细说明，可更全面地理解本专利技术，其中:图1是作为结构的覆盖物安装的本专利技术的建筑学制品的示例性实施例的示意性侧视图；图1a是根据本专利技术的建筑学制品的示例性实施例的透视图；图2是作为结构的覆盖物安装的本专利技术的建筑学制品的另一个示例性实施例的示意图；并且图3是作为结构的覆盖物安装的本专利技术的建筑学制品的另一个示例性实施例的示意图。【具体实施方式】根据本专利技术的建筑学制品包括可见光透射反射器，所述可见光透射反射器包括具有光学叠堆的多层光学膜，所述光学叠堆包括多个交替的具有不同折射率的第一和第二光学层。具有至少一种第一聚合物和一种第二聚合物的交替层的常规多层光学膜可用于制造可见光透射反射器。通过选择具有适当折射率的适当层对、层厚、和/或层对数量，光学叠堆可被设计用于透射或反射所需波长的光。通过适当地选择第一光学层和第二光学层，本文所公开的建筑学制品中的反射器可被设计用于反射或透射所需带宽的光。在光学叠堆中的光学层之间的每个界面处产生反射，所述层分别具有不同的折射率Ii1和112。在相邻光学层的界面处不反射的光通常穿过连续的层并且在随后的光学层中被吸收，在随后的界面处反射或者完全透射通过光学叠堆。通常，将给定层对中的光学层选择为(例如)需要反射性的那些光波长基本上透明。在层对界面处未被反射的光传送至下一层对界面，在此处光的一部分被反射并且未反射光继续前进，如此类推。增加光学叠堆中的光学层数可提供更大的光学功率。以此方式，具有多个光学层的光学层叠堆能够产生高度反射性。例如，如果层对之间的折射率较小，则光学叠堆可能达不到所需的反射率，但通过增加层对数就可以实现足够的反射率。在本专利技术的一些实施例中，光学叠堆包括至少2个第一光学层和至少2个第二光学层、至少5个第一光学层和至少5个第二光学层、至少50个第一光学层和至少50个第二光学层、至少200个第一光学层和至少200个第二光学层、至少500个第一光学层和至少500个第二光学层、或者至少1000个第一光学层和至少1000个第二光学层。通常，第一光学层的至少一部分和第二光学层的至少一部分紧密接触。通常，相邻光学层的界面的反射率与反射波长下第一光学层和第二光学层上的折射率差值的平方成正比。层对之间的折射率的绝对差值(Ii1-1i2)通常为0.1或更大。第一光学层和第二光学层之间较高的折射率差值可用于(例如)提供较高的光学功率(如，反射性)，因此能够获得较大的反射带宽。然而，在本专利技术中，取决于所选择的层对，层对之间的绝对差值可小于0.20、小于0.15、小于0.10、小于0.05或者甚至小于0.03。每个层的厚度均可通过改变反射量或变动反射波长范围来影响光学叠堆的性能。光学层通常具有待反射波长的约四分之一的平均单个层厚度、以及待反射波长的约二分之一的层对厚度。光学层各自可以是四分之一波长厚，或者光学层可以具有不同的光学厚度，只要层对的光学厚度之和为波长的一半(或其倍数)。例如，为了反射800纳米(nm)的光，平均单个层厚度将为约200nm，并且平均层对厚度将为约400nm。第一光学层和第二光学层可具有相同的厚度。作为另外一种选择，光学叠堆可包括具有不同厚度的光学层以增加反射波长范围。具有多于两个层对的光学叠堆可包括具有不同光学厚度以在波长范围上提供反射性的光学层。例如，光学叠堆可包括单独进行调节以实现具有特定波长的垂直入射光的最佳反射的层对，或者可包括反射较大带宽上的光的层对厚度的梯度。特定层对的垂直反射率主要取决于各个层的光学厚度，其中光学厚度定义为层的实际厚度与其折射率的乘积。从光学层叠堆反射的光的强度随其层对的数量和各个层对中的光学层的折射率差而变化。比率Ii1Cl1/Oi1C^n2(I2)(常常称为“f_比”)与给定层对在指定波长下的反射率有关。在f-比中，H1和H2为层对中的第一光学层和第二光学层在指定波长下的相应折射率，并且Cl1和(12为层对中的第一光学层和第二光学层的相应厚度。通过适当选择折射率、光学层厚度、和f比，可对第一级反射的强度实施某种程度的控制。 可使用公式λ /2=11^!+--来调节光学层以反射法向入射角下的波长λ的光。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种建筑学制品，所述建筑学制品包括：具有吸收带宽的光伏电池；和被定位用于将光反射到所述光伏电池上的可见光透射反射器，所述可见光透射反射器包括具有光学叠堆的多层光学膜，所述光学叠堆包括多个交替的具有不同折射率的第一和第二光学层，其中所述多层光学膜反射对应于所述光伏电池的吸收带宽的波长范围内的光的至少一部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.09 US 61/484,0681.一种建筑学制品，所述建筑学制品包括: 具有吸收带宽的光伏电池；和 被定位用于将光反射到所述光伏电池上的可见光透射反射器，所述可见光透射反射器包括具有光学叠堆的多层光学膜，所述光学叠堆包括多个交替的具有不同折射率的第一和第二光学层，其中所述多层光学膜反射对应于所述光伏电池的吸收带宽的波长范围内的光的至少一部分。2.根据权利要求1所述的建筑学制品，其中所述建筑学制品作为建筑物的部分进行安装并且允许可见光穿过所述可见光透射反射器进入所述建筑物。3.根据权利要求1或2所述的建筑学制品，其中所述可见光透射反射器具有至少30%的平均可见光透射率。4.根据权利要求1至3中任一项所述的建筑学制品，其中所述多层光学膜为具有位于600至750纳米范围内的左谱带边缘的色移膜。5.根据权利要求1至4中任一项所述的建筑学制品，其中所述多层光学膜在所述多层光学膜的法角下对于选自650纳米至1100纳米、650纳米至1500纳米、875纳米至1100纳米、和875纳米至1500纳米的波长范围具有至少50%的平均光反射率。6.根据权利要求1至5中任一项所述的建筑学制品，还包括位于所述可见光透射反射器的至少一个表面上的紫外光保护层。7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·J·赫布林克，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：
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