專(zhuān)利名稱(chēng)：光伏玻璃窗的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光伏太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種光伏玻璃窗。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能作為清潔、安全、可持續(xù)并且可靠的能源，太陽(yáng)能光伏(PV)
系統(tǒng)正在迅速擴(kuò)大其在能源和產(chǎn)業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)方面的應(yīng)用。太陽(yáng)能光伏模 板能夠替換一些建筑構(gòu)件，例如建筑物墻面、屋頂和窗戶等，在這些地 方安裝的光伏模板可稱(chēng)為光仗玻璃窗。安裝光伏玻璃窗的新型建筑我們
稱(chēng)為光伏一體化(BIPV)建筑。這樣的整幢建筑具有將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電 能的功能，成為一座可獨(dú)立運(yùn)行或并網(wǎng)的小型發(fā)電站，使人們可以方便 地使用獨(dú)立于電網(wǎng)的潔凈電能。
薄膜太陽(yáng)能光伏器件以包括氬化非晶硅(a-Si)薄膜、微晶硅、納米晶 硅在內(nèi)的具有各種光能帶隙的氫化硅薄膜合金作為既定厚度的光吸收材 料，已成為商業(yè)化生產(chǎn)光伏玻璃窗材料的一個(gè)相對(duì)成熟的分支。薄膜硅 光電技術(shù)產(chǎn)品成本低、覆蓋面積大，很容易和像窗口、屋頂、墻面這樣 的建材相結(jié)合。由于其光學(xué)帶隙相對(duì)寬，非晶硅特別適合制作BIPV光仗 玻璃窗，這種產(chǎn)品的光透明度是可以控制的，在一個(gè)p-i-n型光伏模板中， 通過(guò)調(diào)節(jié)i層的厚度可以控制光伏模板的透明度。在這里"i"是指非摻 雜的、活性的光吸收層("本征"層)。另外一種制成部分透明的(透視型 的)薄膜硅BIPV光伏玻璃窗的方法是利用激光技術(shù)把硅薄膜和電極薄膜 有選擇性地從不透明光仗板中移除(激光刻蝕，laser scribe),這樣光可以 透過(guò)被激光處理過(guò)的區(qū)域。因此，光伏玻璃窗的透明度就由不再產(chǎn)生能 量的"開(kāi)口區(qū)域"的面積比例來(lái)決定，可制成半透明或部分透明光伏玻 璃窗安裝在建筑物的窗戶、外立面或天窗，有選擇地讓光色進(jìn)入內(nèi)部， 從而增強(qiáng)建筑物的美學(xué)效果。光伏玻璃窗具有發(fā)電器和建筑材料的雙重功能，其典型結(jié)構(gòu)通常包
括一個(gè)玻璃基板， 一個(gè)透明導(dǎo)電氣化物(TCO)薄膜制的前電極、多個(gè) 不同類(lèi)型的非晶硅薄膜(通常是p-i-n疊層)、另一個(gè)透明導(dǎo)電氣化物(如 氣化鋅)薄膜層、通常還有另外一個(gè)金屬膜作為背電極來(lái)收集和傳輸光 電流，這些膜層又和另外一層玻璃組合，使所有的這些薄膜夾在兩層玻 璃片之間，從而能夠抵抗各種外界自然條件的侵蝕。作為部分透明(透 視型)的光仗玻璃板的背電極，也可完全由TCO構(gòu)成而不包含金屬膜， 達(dá)到更佳的光透射效果。
對(duì)于光伏玻璃窗而言，抑制能量從一面到另一面的傳遞是非常重要 的。近年來(lái)低輻射玻璃窗越來(lái)越受歡迎，這種玻璃窗能夠減少內(nèi)層和外 層之間與輻射有關(guān)的熱傳遞，可用于建筑物或其它封閉式結(jié)構(gòu)，如汽車(chē) 等。其中雙層玻璃窗也越來(lái)越流行，這種窗戶兩層玻璃之間被空氣間隙 或惰性氣體(如氬氣)隔開(kāi)(被稱(chēng)為中空玻璃窗)。雙層玻璃窗可以增 強(qiáng)結(jié)構(gòu)的R值，R值是一個(gè)建筑材料和元件的導(dǎo)熱能力的計(jì)量單位。R 值越高，材料的抑制熱量交換(熱絕緣)的能力越強(qiáng)，越能減少能量損失。 低輻射玻璃窗通常包含一個(gè)框架，該框架把一層低輻射玻璃和另外一層 普通玻璃固定起來(lái)，兩層玻璃之間有一段空氣間隙。這種雙層玻璃窗的R 值可高達(dá)20-25，而普通單層的玻璃窗R值約為10。當(dāng)兩片玻璃之間的 一片為太陽(yáng)能電池板的時(shí)候，這種雙層玻璃窗的R值可接近30。理論上， 把兩層玻璃之間抽成真空就可以得到R值最高的窗戶，因?yàn)檎婵盏臒醾?導(dǎo)性最差，產(chǎn)生的熱交換最少。然而迄今為止，光伏建筑一體化還未應(yīng) 用真空密封的雙層玻璃窗。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種光伏玻璃窗，所述光伏玻璃窗包括 光伏模板、玻璃板和位于光伏模板和玻璃板兩端的密封物，所述光伏模 板和玻璃板之間具有由所述密封物密閉的封閉空間，所述封閉空間為真空，且其間具有稀疏分布的玻璃支撐物。
優(yōu)選地，所述玻璃支撐物為透明玻璃球和/或透明玻璃塊。
優(yōu)選地，所述封閉空間的真空度高于0.1 mbar (即氣壓低于0.1 mbar)。
優(yōu)選地，所述透明玻璃球?yàn)閳A球形或橢圓球形，所述透明玻璃塊為 立方體或長(zhǎng)方體。
優(yōu)選地，所述密封物為真空密封膠。
優(yōu)選地，所述光伏玻璃窗的光仗模板、玻璃板兩端外側(cè)具有框架， 用于將光伏模板、玻璃板和密封物夾持固定到一起。
優(yōu)選地，所述光伏模板為基于非晶硅和納米晶硅的薄膜光伏模板。 所述薄膜光伏包括玻璃基板、玻璃背板以及位于玻璃基板和玻璃背板之 間的光伏電池。
優(yōu)選地，所述玻璃板和光伏模板之間的i 巨離為1~6毫米。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)
本實(shí)用新型的光仗玻璃窗具有光仗模板和玻璃板雙層密封結(jié)構(gòu)，優(yōu) 選將光仗模板和玻璃之間抽成真空，其間放置玻璃球或玻璃塊提供支撐 以防止光仗模板和玻璃在外界大氣壓力下的變形。本實(shí)用新型的真空密 封光伏玻璃窗具有超過(guò)50的R值，隔熱性能優(yōu)良，作為建筑物的窗戶、高 層建筑幕墻等建筑材料或汽車(chē)玻璃時(shí)即能夠產(chǎn)生電能又能夠起到很好的 節(jié)能作用，特別適合于光仗一體化建筑和汽車(chē)用玻璃窗或天窗。
通過(guò)附圖中所示的本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例的更具體說(shuō)明，本實(shí)用 新型的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將更加清晰。在全部附圖中相同的 附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按比例繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本 實(shí)用新型的主旨。在附圖中，為清楚起見(jiàn)，故大了層的厚度。圖la至圖lc為根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2a至圖2c為根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為根據(jù)本實(shí)用新型第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面
結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說(shuō)明。在下面的描述中
闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型。但是本實(shí)用新型能夠
以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本4頁(yè)域技術(shù)人員可以在不違
背本實(shí)用新型內(nèi)涵的情況下做類(lèi)似推廣。因此本實(shí)用新型不受下面公開(kāi) 的具體實(shí)施的限制。
圖la至圖lb為根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。首先圖 la所示，根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的光伏玻璃窗包括光伏模板，所述 光伏模板優(yōu)選為薄膜光仗建筑一體化模板，如基于非晶硅和納米晶硅的 光伏模板。薄膜光伏模板在玻璃襯底上均勻地沉積透明非晶硅或納米晶 硅薄膜，輕、薄、覆蓋面積大，比由單個(gè)電池拼湊起來(lái)的晶體硅模板看 起來(lái)更美觀。這種薄膜光仗模板包括玻璃基板IOO和玻璃背板120，在玻 璃基板100和玻璃背板120之間是光伏電池110 。光仗電池110包括一 個(gè)透明導(dǎo)電氣化物(TCO)薄膜制的前電極、 一個(gè)或多個(gè)不同類(lèi)型的非 晶硅薄膜(通常是p-i-n疊層)、另一個(gè)透明導(dǎo)電氧化物(如氣化鋅)薄 膜層、通常還有另外一個(gè)金屬膜作為背電極來(lái)收集和傳輸光電流。玻璃 背板120和玻璃基板100將光伏電池110夾在中間，對(duì)其起到很好的保 護(hù)作用。
利用有機(jī)粘合劑(如EVA) 150將玻璃基板100和玻璃背板120層 壓密封在一起，可防止外界水氣或空氣進(jìn)入到光伏電池110內(nèi)部對(duì)其進(jìn) 行侵蝕。去除多余的粘合劑150之后還可利用激光對(duì)玻璃基板100和玻 璃背板120進(jìn)行激光玻璃粉焊接，以進(jìn)一步增強(qiáng)光伏模板的密封性和使用壽命。
本實(shí)用新型的光仗玻璃窗還包括另一層玻璃板130，其與上述光仗模 板之間的距離，也就是與玻璃背板120之間的距離為1~6毫米，兩端利 用密封物160進(jìn)行密封。玻璃板130與光仗;溪板之間的空間、即玻璃板 130與玻璃背板120之間的空間被抽成真空，真空度高于0.1 mbar，即氣 壓低于O.lmbar。密封物160優(yōu)選為真空密封膠，例如KH-101高真空密 封膠。在其他實(shí)施例中，也可對(duì)玻璃板130和玻璃背板120進(jìn)行激光焊 接形成玻璃密封物160。
本實(shí)施例的光仗玻璃窗在光伏模板的玻璃背板120和玻璃板130之 間具有稀疏分布的透明玻璃球140。這樣可以使玻璃背板120和玻璃板 130之間保持均勻的間隔。透明玻璃球140能夠支撐住光伏模板和玻璃板 130，使它們不會(huì)因內(nèi)部真空在外界大氣壓下而變形損壞。透明玻璃球140 的分布密度并無(wú)特殊要求，只要能起到支撐作用即可。透明玻璃球140 的大小應(yīng)與玻璃背板120和玻璃板130之間的距離相當(dāng)，外形為圓球形 或橢圓球形。在其他實(shí)施例中，也可同時(shí)具有圓球形和橢圓球形的透明 玻璃球，如圖lc所示。
在真空光伏玻璃窗的外部，利用框架170將光伏模板、玻璃板130 和密封物160夾持固定到一起，固定時(shí)最好使用有助于真空密封的膠劑， 從而形成具有外框架的170的光仗玻璃窗，如圖lb所示。
圖2a至圖2c為根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。首先圖 2a所示，根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的光仗玻璃窗亦包括光伏模板和玻 璃板130。光仗模板優(yōu)選為基于非晶硅和納米晶硅的薄膜光仗模板。薄膜 光伏模板在玻璃村底上均勻地沉積部分透明的非晶硅或納米晶硅薄膜， 具有輕、薄、覆蓋面積大等特點(diǎn)，比單晶或多晶硅模板看起來(lái)更美觀。 該薄膜光伏模板包括玻璃基板100和玻璃背板120，在玻璃基板100和玻 璃背板120之間是光伏電池110 。光伏電池110包括一個(gè)透明導(dǎo)電氣化物(TCO)薄膜制的前電極、 一個(gè)或多個(gè)不同類(lèi)型的非晶硅薄膜(通常 是p-i-n疊層)、另一個(gè)透明導(dǎo)電氣化物(如氧化鋅)薄膜層、通常還有 另外一個(gè)金屬膜作為背電極來(lái)收集和傳輸光電流。玻璃背板120和玻璃 基板100將光伏電池110夾在中間，對(duì)其起到很好的保護(hù)作用。利用有 機(jī)粘合劑(如EVA) 150將玻璃基板100和玻璃背板120層壓密封在一 起，可防止外界水氣或空氣進(jìn)入到光伏電池110內(nèi)部對(duì)其進(jìn)行侵蝕。去 除多余的粘合劑150之后還可利用激光對(duì)玻璃基板100和玻璃背板120 進(jìn)行激光玻璃粉焊接，以進(jìn)一步增強(qiáng)光伏模板的密封性和實(shí)用壽命。玻 璃板130和光伏模板之間的距離，也就是玻璃板130和玻璃背板120之 間的距離為1~6毫米，兩端利用密封物160進(jìn)行密封。玻璃板130與光 伏模板之間的空間即玻璃板130與玻璃背板120之間的空間被抽成真空， 真空度小于O.lmbar，即氣壓低于0.1 mbar。密封物160優(yōu)選為真空密封 膠，例如KH-101高真空密封膠。在其他實(shí)施例中，也可對(duì)玻璃板130 和玻璃背板120進(jìn)行激光焊接形成玻璃密封物160。
本實(shí)施例的光伏玻璃窗在光伏模板的玻璃背板120和玻璃板130之 間具有稀疏分布的透明玻璃塊180。這樣可以使玻璃背板120和玻璃板 130之間保持均勻的間距。透明玻璃塊180能夠支撐光伏模板和玻璃板 130，使它們不會(huì)因內(nèi)部真空在外界大氣壓下而變形損壞。透明玻璃塊180 的分布密度并無(wú)特殊要求，只要能起到支撐作用即可。透明玻璃塊180 的大小應(yīng)與玻璃背板120和玻璃板130之間的距離相當(dāng)，外形為立方體 或長(zhǎng)方體。在其他實(shí)施例中，也可同時(shí)具有立方體和長(zhǎng)方體的透明玻璃 塊，如圖2c所示。
在真空光伏玻璃窗的外部，利用框架170將光伏模板、玻璃板130 和密封物160夾持固定到一起，固定時(shí)最好使用有助于真空密封的膠劑， 形成具有外框架的170的光伏玻璃窗，如圖2b所示。
圖3為根據(jù)本實(shí)用新型第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，在本實(shí)施例中，玻璃背板120和玻璃板130之間可同時(shí)具有透明玻璃球140 和透明玻璃塊180，共同起到支撐作用。
除上述實(shí)施例之外，本實(shí)用新型還包括玻璃背板120和玻璃板130 之間不抽成真空的情況，其間仍具有透明玻璃球140和/或透明玻璃塊 180，使玻璃背板120和玻璃板130之間保持均勻的間距。
以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型 作任何形式上的限制。雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然^ 并非用以限定本實(shí)用新型。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí) 用新型技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本 實(shí)用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等 效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用 新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾， 均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種光伏玻璃窗，包括光伏模板、玻璃板和位于光伏模板和玻璃板兩端的密封物，所述光伏模板和玻璃板之間具有由所述密封物密閉的封閉空間，所述封閉空間為真空，且其間具有稀疏分布的玻璃支撐物。
2、 如權(quán)利要求1所述的光伏玻璃窗，其特征在于所述玻璃支撐物 為透明玻璃球和/或透明玻璃塊。
3、 如權(quán)利要求l所述的光仗玻璃窗，其特征在于所述封閉空間的 真空度高于0.1 mbar。
4、 如權(quán)利要求2所述的光伏玻璃窗，其特征在于所述透明玻璃球 為圓球形或橢圓球形，所述透明玻璃塊為立方體或長(zhǎng)方體。
5、 如權(quán)利要求1所述的光伏玻璃窗，其特征在于所述密封物為真 空密封膠。
6、 如權(quán)利要求1所述的光伏玻璃窗，其特征在于所述光伏玻璃窗 的光伏模板、玻璃板兩端外側(cè)具有框架，用于將光伏模板、玻璃板和密 封物夾持固定到一起。
7、 如權(quán)利要求1所述的光仗玻璃窗，其特征在于所述光仗模板為 基于非晶硅和納米晶硅的薄膜光伏模板。
8、 如權(quán)利要求7所述的光伏玻璃窗，其特征在于所述薄膜光伏包 括玻璃基板、玻璃背板以及位于玻璃基板和J皮璃背板之間的光伏電池。
9、 如權(quán)利要求1所述的光伏坡璃窗，其特征在于所述玻璃板和光 仗模板之間的距離為1 6毫米。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種光伏玻璃窗，包括光伏模板、玻璃板和位于光伏模板和玻璃板兩端的密封物，所述光伏模板和玻璃板之間具有由所述密封物密封的封閉空間，所述封閉空間為真空，且其間具有稀疏分布的玻璃支撐物。本實(shí)用新型的光伏玻璃窗具有很好的隔熱性能，作為建筑或汽車(chē)用玻璃時(shí)能夠產(chǎn)生電能并起到很好的節(jié)能作用。
文檔編號(hào)E06B3/66GK201228500SQ20082011416
公開(kāi)日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2008年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月26日
發(fā)明者楊與勝, 林朝暉 申請(qǐng)人:福建鈞石能源有限公司