節(jié)能發(fā)電一體窗的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于節(jié)能和太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種節(jié)能發(fā)電一體窗。
【背景技術(shù)】
[0002]節(jié)能窗技術(shù)是建筑和車用玻璃節(jié)能的重要方式，但現(xiàn)有的節(jié)能窗一般只具有調(diào)節(jié)太陽(yáng)光熱透過的功能，無(wú)法和發(fā)電系統(tǒng)，尤其是太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)聯(lián)用，功能單一，綜合能效較低。
[0003]由于人們對(duì)窗戶具有采光和舒適度的要求，窗戶必須具有較高的可見光透過率。所以要將太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)與窗玻璃集成，必須考慮透明性能對(duì)窗戶結(jié)構(gòu)方面的要求。雖然將太陽(yáng)能光伏板安裝在窗框的四周可以成功避免光伏系統(tǒng)對(duì)窗戶透明性的影響，但由于可接收的太陽(yáng)光量十分有限，造成發(fā)電效率勢(shì)必低下。
[0004]常見的窗戶玻璃節(jié)能技術(shù)通常依賴玻璃表面膜層，該膜層可吸收、反射或者部分吸收部分反射太陽(yáng)光，從而調(diào)節(jié)太陽(yáng)光尤其是紅外區(qū)段的透過率，達(dá)到節(jié)能的目的。比較理想的節(jié)能窗包括采用電致、熱致和氣致等技術(shù)的智能窗。這些節(jié)能窗可分別通過外加電場(chǎng)、外界溫度或通入氣體改變光譜曲線，改變紅外區(qū)段的透過率。這些節(jié)能窗實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果的材質(zhì)主要包括高分子(有機(jī))、金屬和金屬氧化物及其混合物。金紅石相(R相)二氧化釩是一種具有熱致相變性質(zhì)的金屬氧化物。在68°C發(fā)生由低溫單斜相(M相)到高溫金紅石相(R相)的可逆相轉(zhuǎn)變。伴隨著這種結(jié)構(gòu)變化，其電導(dǎo)率、磁化率、光透過率等物理性質(zhì)都發(fā)生劇烈變化，使其在智能窗、熱敏電阻材料、紅外探測(cè)材料方面具有很好的應(yīng)用前景。
[0005]申請(qǐng)?zhí)枮镃N201320829544.X的中國(guó)實(shí)用新型專利公開了一種節(jié)能發(fā)電一體窗，其包括:窗基體，以及在所述窗基體周邊垂直于所述窗基體的表面設(shè)置的至少一個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電裝置，所述窗基體至少具有三層結(jié)構(gòu)，上下兩層為低反射透明介質(zhì)層，中間層為用于調(diào)節(jié)太陽(yáng)能透過率并將太陽(yáng)光散射傳導(dǎo)至所述至少一個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電裝置的節(jié)能光導(dǎo)層。該技術(shù)方案將太陽(yáng)能光伏板安放在窗戶四周的窗框，利用設(shè)計(jì)的特殊結(jié)構(gòu)膜層在保持一定可見光透明性的前提下實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)光的部分散射，并采用上下玻璃的折射率設(shè)計(jì)增強(qiáng)了散射光向窗戶四周的傳送，在一定程度上提高了發(fā)電效果，但由于照射光伏系統(tǒng)的太陽(yáng)散射光強(qiáng)度不足以及太陽(yáng)光伏板面積較小等原因，仍然導(dǎo)致發(fā)電效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種節(jié)能發(fā)電一體窗，其具有節(jié)能和利用太陽(yáng)能進(jìn)行光伏發(fā)電的功能，同時(shí)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造和產(chǎn)業(yè)化。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種節(jié)能發(fā)電一體窗包括窗體和依序設(shè)置在窗體內(nèi)的調(diào)節(jié)層、電池層、基層；所述調(diào)節(jié)層為節(jié)能層，用于改變太陽(yáng)光的透/反射特性；所述電池層為發(fā)電層，用于將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行發(fā)電；所述基層為玻璃層，用于提供透明特性；所述發(fā)電層采用有機(jī)太陽(yáng)能電池；所述有機(jī)太陽(yáng)能電池的其中一電極采用ITO導(dǎo)電玻璃；所述有機(jī)太陽(yáng)能電池的另一電極采用Ag納米線透明導(dǎo)體；所述節(jié)能層為二氧化銀層。
[0008]采用以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型的節(jié)能發(fā)電一體窗解決了現(xiàn)有節(jié)能發(fā)電窗的光電轉(zhuǎn)化效率低，節(jié)能效果不好等問題。設(shè)置的調(diào)節(jié)層可改變太陽(yáng)光的透反射特性，發(fā)電層可以利用吸收的太陽(yáng)光(主要是可見光)發(fā)電，玻璃層為窗戶提供基本的透明特性。
[0009]綜上所述，本實(shí)用新型與現(xiàn)有的智能窗或太陽(yáng)能發(fā)電窗相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0010]1.通過調(diào)節(jié)太陽(yáng)能透過率，達(dá)到節(jié)能的目的。特別是采用V02、液晶等溫度響應(yīng)材料作為節(jié)能層，可以使窗戶實(shí)時(shí)響應(yīng)環(huán)境溫度，智能調(diào)節(jié)透過窗戶的太陽(yáng)能。
[0011]2.改變了太陽(yáng)能發(fā)電窗的形式，大大增加了電池層的受光面積，提高發(fā)電效率。
[0012]3.其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造和產(chǎn)業(yè)化。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1中節(jié)能發(fā)電一體窗的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例2的節(jié)能電池一體窗的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面結(jié)合具體實(shí)例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本實(shí)用新型的范圍。此外，在以下說明中，省略了對(duì)公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本實(shí)用新型的概念。
[0016]實(shí)施例1:
[0017]如圖1所示，一種節(jié)能發(fā)電一體窗包括窗體(圖中未畫出)和依序設(shè)置在窗體(圖中未畫出)內(nèi)的調(diào)節(jié)層1、電池層2、基層3 ;所述調(diào)節(jié)層I為節(jié)能層，用于改變太陽(yáng)光的透/反射特性；所述電池層2為發(fā)電層，用于將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行發(fā)電；所述基層3為玻璃層，用于提供透明特性。所述發(fā)電層2采用有機(jī)太陽(yáng)能電池。所述有機(jī)太陽(yáng)能電池的電極21、23分別采用ITO導(dǎo)電玻璃和Ag納米線透明導(dǎo)體。上述節(jié)能層為二氧化釩層I。當(dāng)然該節(jié)能層I也可以為溫度響應(yīng)液晶層。上述基層3還可以是玻璃或者聚合物，如石英玻璃，聚乙烯，聚氨酯，聚碳酸酯等透過可見近紅外光的有機(jī)或無(wú)機(jī)材料。
[0018]實(shí)施例2:
[0019]如圖2所示，相比較實(shí)施例1的節(jié)能發(fā)電一體窗，本實(shí)施例2的節(jié)能發(fā)電一體窗還包括界面修飾層4，該節(jié)能發(fā)電一體窗的具體結(jié)構(gòu)為IT0/PED0T/pDPP5T-2: [60]PCBM/Zn0/Ag nanowires/V02 ;其中有機(jī)太陽(yáng)能電池a2中的PEDOT作為電池空穴傳輸層；活性材料PDPP5T-2和[60] PCBM混合在一起組成pDPP5T_2: [60] PCBM活性層，也即光敏層a22，其用于吸收太陽(yáng)光，并產(chǎn)生電子和空穴；[60]PCBM為電子傳輸層；ZnO作為界面修飾層4，用于界面修飾作用；ΙΤ0和Ag nanowires分別為電極a21、a23 ；V02作為調(diào)節(jié)層al (節(jié)能層)，其用于調(diào)控近紅外太陽(yáng)光。
[0020]當(dāng)有陽(yáng)光照射時(shí)，無(wú)論是從基層a3 (玻璃層)一側(cè)還是節(jié)能層al的二氧化銀一側(cè)，有機(jī)太陽(yáng)能電池a2都能工作發(fā)電。但是，當(dāng)太陽(yáng)光首先垂直從玻璃一側(cè)透過時(shí)發(fā)電效率比從氧化釩一側(cè)透過時(shí)要高。其原因?yàn)?太陽(yáng)光經(jīng)過玻璃/電池或節(jié)能層時(shí)都有一定的吸收，因此首先照射電池時(shí)太陽(yáng)光強(qiáng)度較高，先照射節(jié)能層再經(jīng)過電池時(shí)太陽(yáng)光有一定程度的衰減，因此兩種照射方式顯示不同的效率。
[0021]經(jīng)測(cè)試，上述電池系統(tǒng)的可見光透過率為30-40%，根據(jù)V02制備工藝。通過調(diào)節(jié)工藝或采用透明性更高的節(jié)能材料此數(shù)據(jù)可以大幅提高到50-80%。
[0022]在制備V02層時(shí)采用不同條件以調(diào)節(jié)節(jié)能層的厚度或透過率，節(jié)能發(fā)電窗的透過率等特性可以改變。三種不同節(jié)能層所制備的節(jié)能發(fā)電一體窗都顯示了良好的節(jié)能特性，但其透過率明顯不同。這種特性表明該節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)可以適用不同使用環(huán)境的要求。
[0023]應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)用新型的上述【具體實(shí)施方式】?jī)H僅用于示例性說明或解釋本實(shí)用新型的原理，而不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。因此，在不偏離本實(shí)用新型的思想和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。此外，本實(shí)用新型所附權(quán)利要求旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內(nèi)的全部變化和修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種節(jié)能發(fā)電一體窗，其特征在于，其包括窗體和依序設(shè)置在窗體內(nèi)的調(diào)節(jié)層、電池層、基層；所述調(diào)節(jié)層為節(jié)能層，用于改變太陽(yáng)光的透/反射特性；所述電池層為發(fā)電層，用于將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行發(fā)電；所述基層為玻璃層，用于提供透明特性；所述發(fā)電層采用有機(jī)太陽(yáng)能電池；所述有機(jī)太陽(yáng)能電池的其中一電極采用ITO導(dǎo)電玻璃；所述有機(jī)太陽(yáng)能電池的另一電極采用Ag納米線透明導(dǎo)體；所述節(jié)能層為二氧化釩層。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種節(jié)能發(fā)電一體窗,包括窗體和依序設(shè)置在窗體內(nèi)的調(diào)節(jié)層、電池層、基層；所述調(diào)節(jié)層為節(jié)能層，用于改變太陽(yáng)光的透/反射特性；所述電池層為發(fā)電層，用于將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行發(fā)電；所述基層為玻璃層，用于提供透明特性；所述發(fā)電層采用有機(jī)太陽(yáng)能電池；所述有機(jī)太陽(yáng)能電池的其中一電極采用ITO導(dǎo)電玻璃；所述有機(jī)太陽(yáng)能電池的另一電極采用Ag納米線透明導(dǎo)體；所述節(jié)能層為二氧化釩層。該節(jié)能發(fā)電一體窗通過調(diào)節(jié)太陽(yáng)能透過率，達(dá)到節(jié)能的目的。采用VO2、液晶等溫度響應(yīng)材料作為節(jié)能層，使窗戶實(shí)時(shí)響應(yīng)環(huán)境溫度，智能調(diào)節(jié)透過窗戶的太陽(yáng)能。改變發(fā)電窗的結(jié)構(gòu)，增加了電池層的受光面積，提高發(fā)電效率。
【IPC分類】E06B3/66, H02S40/20, E06B5/00
【公開號(hào)】CN204782619
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520493770
【發(fā)明人】高彥峰
【申請(qǐng)人】瀛石（上海）實(shí)業(yè)有限公司, 南京協(xié)合新材料科技有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年7月9日