BR112013033259B1 - painel espectralmente seletivo - Google Patents
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Abstract
PAINEL E COMPONENTE ESPECTRALMENTE SELETIVO Trata-se de um painel espectralmente seletivo que compreende uma primeira porção de painel que é pelo menos parcialmente transmissiva para luz que tem um comprimento de onda na faixa de comprimento de onda visível. O painel também compreende um primeiro componente reflexivo que é disposto para refletir luz incidente em uma faixa de comprimento de onda de infravermelho (IR) e em uma faixa de comprimento de onda de ultravioleta (UV) enquanto é pelo menos parcialmente transmissivo para luz que tem um comprimento de onda na faixa de comprimento de onda visível.
Description
[0001] A presente invenção refere-se a um painel espectralmente seletivo e se refere especifica, embora não exclusivamente, a um painel que é transparente para luz visível e desvia luz infravermelha.
[0002] O superaquecimento de espaços interiores, como espaços que recebem a luz do sol através de grandes janelas, é um problema que pode ser superado com o uso de condicionadores de ar. Uma grande quantidade de energia é globalmente usada para resfriar espaços interiores. A maior parte da energia elétrica é gerada com o uso de fontes não sustentáveis, que é uma preocupação ambiental crescente.
[0003] A patente n° US 6.285.495 (de propriedade da presente requerente) revela um material que pode ser usado como uma vidraça e que é amplamente transmissivo para luz visível, mas desvia uma porção de luz incidente para porções laterais do painel em que a mesma é absorvida por células fotovoltaicas a fim de gerar eletricidade. Esse material é de benefício duplo: conforme a transmissão de radiação IR é reduzida, o aquecimento de espaços interiores pode ser reduzido e, ao mesmo tempo, pode ser gerada a energia elétrica.
[0004] A presente invenção fornece em um primeiro aspecto um painel espectralmente seletivo que compreende:
[0005] uma primeira porção de painel que é pelo menos parcialmente transmissiva para luz que tem um comprimento de onda na faixa de comprimento de onda visível; e
[0006] um primeiro componente reflexivo que é disposto para refletir luz incidente em uma faixa de comprimento de onda de infravermelho (IR) e em uma faixa de comprimento de onda de ultravioleta (UV) enquanto é pelo menos parcialmente transmissivo para luz que tem um comprimento de onda na faixa de comprimento de onda visível, sendo que o primeiro componente reflexivo é disposto para refletir mais do que 90% da radiação incidente em uma faixa de comprimento de onda de aproximadamente 300 nm a aproximadamente 420 nm.
[0007] O primeiro componente reflexivo tipicamente é disposto para refletir mais do que 92%, mais do que 94%, mais do que 96% ou mais do que 98% da radiação incidente a uma faixa de comprimento de onda de aproximadamente 300 nm a aproximadamente 420 nm.
[0008] A presente invenção fornece em um segundo aspecto o painel espectralmente seletivo que compreende:
[0009] uma primeira porção de painel que é pelo menos parcialmente transmissiva para luz que tem um comprimento de onda na faixa de comprimento de onda visível; e
[0010] um primeiro componente reflexivo que é disposto para refletir luz incidente em uma faixa de comprimento de onda de infravermelho (IR) e em uma faixa de comprimento de onda de ultravioleta (UV) enquanto é amplamente transmissiva para pelo menos a maioria da luz que tem um comprimento de onda na faixa de comprimento de onda visível, sendo que o primeiro componente reflexivo é disposto de tal modo que, em uma faixa de comprimento de onda de aproximadamente 380 nm a aproximadamente 420 nm, a transmitância aumente de menos do que 10% até mais do que 60%.
[0011] O primeiro componente reflexivo tipicamente é disposto de tal modo que, em uma faixa de comprimento de onda de aproximadamente 380 nm a aproximadamente 420 nm, a transmitância aumente de menos do que 5% até mais do que 80%.
[0012] A presente invenção fornece em um terceiro aspecto um painel espectralmente seletivo que compreende:
[0013] uma primeira porção de painel que é pelo menos parcialmente transmissiva para luz que tem um comprimento de onda na faixa de comprimento de onda visível; e
[0014] um primeiro componente reflexivo que é disposto para refletir luz incidente em uma faixa de comprimento de onda de infravermelho (IR) e em uma faixa de comprimento de onda de ultravioleta (UV) enquanto é disposto de modo que mais do que 40%, 50%, 60%, 70%, 80% ou 90% de luz incidente seja transmitido dentro de uma faixa de comprimento de onda de aproximadamente 400 nm a aproximadamente 680 a 750 nm.
[0015] A presente invenção fornece em um quarto aspecto um painel espectralmente seletivo que compreende:
[0016] uma primeira porção de painel que é pelo menos parcialmente transmissiva para luz que tem um comprimento de onda na faixa de comprimento de onda visível; e
[0017] um primeiro componente reflexivo que é disposto para refletir luz incidente em uma faixa de comprimento de onda de infravermelho (IR) e em uma faixa de comprimento de onda de ultravioleta (UV) enquanto é amplamente transmissiva para pelo menos a maioria da luz que tem um comprimento de onda na faixa de comprimento de onda visível, sendo que o primeiro componente reflexivo é disposto de tal modo que, em uma faixa de comprimento de onda de aproximadamente 600 nm a aproximadamente 800 nm, a transmitância diminua de pelo menos 60% para menos do que 10%.
[0018] O primeiro componente reflexivo do quarto aspecto tipicamente é disposto de tal modo que, dentro de uma a faixa de comprimento de onda de aproximadamente 600 nm a aproximadamente 800 nm, a transmitância diminua de pelo menos 80% para menos do que 5%.
[0019] O painel espectralmente seletivo de acordo com o quarto aspecto tipicamente também é disposto de modo que em uma faixa de comprimento de onda de aproximadamente 380 nm a aproximadamente 420 nm, a transmitância aumente de menos do que 5 a 10% até mais do que 60 a 80%.
[0020] O painel espectralmente seletivo de acordo com o quarto aspecto também pode ser disposto para refletir mais do que 90%, mais do que 92%, mais do que 94%, mais do que 96% ou mais do que 98% da radiação incidente a um comprimento de onda a faixa de comprimento de onda de aproximadamente 300 a aproximadamente 410 nm.
[0021] A presente invenção fornece em um quinto aspecto um painel espectralmente seletivo que compreende:
[0022] uma primeira porção de painel que é pelo menos parcialmente transmissiva para luz que tem um comprimento de onda na faixa de comprimento de onda visível; e
[0023] um primeiro componente reflexivo que é disposto para refletir luz incidente dentro de uma faixa de comprimento de onda infravermelha (IR) e em uma faixa de comprimento de onda de ultravioleta (UV) enquanto é amplamente transmissiva para pelo menos a maioria da luz que tem um comprimento de onda na faixa de comprimento de onda visível,
[0024] em que o primeiro componente reflexivo é disposto para refletir mais do que 90% de energia solar da radiação incidente em uma faixa de comprimento de onda de aproximadamente 700 nm a aproximadamente 1.700 nm.
[0025] O primeiro componente reflexivo tipicamente é disposto para refletir mais do que 92%, mais do que 94%, mais do que 96% ou mais do que 98% de energia solar da radiação incidente em uma faixa de comprimento de onda de aproximadamente 700 nm a aproximadamente 1.700 nm.
[0026] A presente invenção fornece em um sexto aspecto um painel espectralmente seletivo que compreende:
[0027] uma primeira porção de painel que é pelo menos parcialmente transmissiva para luz que tem um comprimento de onda na faixa de comprimento de onda visível; e
[0028] um primeiro componente reflexivo que é disposto para refletir luz incidente em uma faixa de comprimento de onda de infravermelho (IR) e em uma faixa de comprimento de onda de ultravioleta (UV) enquanto é amplamente transmissiva para pelo menos a maioria da luz que tem um comprimento de onda na faixa de comprimento de onda visível, sendo que o primeiro componente reflexivo compreende materiais exclusivamente dielétricos.
[0029] A descrição a seguir refere-se ao primeiro, segundo, terceiro, quarto, quinto e sexto aspectos da presente invenção.
[0030] O primeiro componente espectralmente seletivo é tipicamente fornecido sob a forma de um espelho de borda com múltiplas pilhas que compreende camadas de materiais dielétricos que são dispostos para refletir luz incidente dentro de uma faixa de comprimento de onda de infravermelho (IR) e dentro de uma faixa de comprimento de onda de ultravioleta (UV) enquanto é amplamente transmissivo para pelo menos a maioria da luz que tem um comprimento de onda dentro da faixa de comprimento de onda de maneira conforme definido em qualquer um dentre o primeiro ao sexto aspecto da presente invenção.
[0031] O painel espectralmente seletivo tipicamente é disposto de tal modo que pelo menos uma porção de uma energia associada à luz IR incidente proveniente de uma direção transversal do painel espectralmente seletivo seja refletida pelo primeiro componente reflexivo e subsequentemente direcionada ao longo do painel em direção a uma porção lateral do painel.
[0032] O painel espectralmente seletivo pode ser usado para vários propósitos. Por exemplo, o painel espectralmente seletivo pode ser fornecido na forma de, ou pode compreender, uma vidraça de uma construção, carro, barco ou qualquer outro objeto que compreende janelas ou venezianas. Adicionalmente, o painel espectralmente seletivo pode formar uma cobertura de um objeto.
[0033] O primeiro componente reflexivo tipicamente é um filme como um revestimento de interferência óptica que pode ser fixado, ou depositado sobre, à primeira porção de painel que, por exemplo, pode ser fornecido na forma de uma porção de painel de vidro ou pode ser formado a partir de um material polimérico que pode ser flexível.
[0034] O painel espectralmente seletivo tipicamente compreende também um material luminescente disposto para absorver pelo menos uma porção de luz incidente e/ou refletida que tem um comprimento de onda na faixa de comprimento de onda IR e emite luz por luminescência.
[0035] O painel espectralmente seletivo pode ser disposto de modo que luz IR incidente proveniente de uma direção transversal em uma pluralidade de ângulos espaciais (adicionar até 2*Pi esterradianos) em um semiespaço de incidência de luz seja refletida pelo primeiro componente reflexivo.
[0036] Em uma modalidade especifica, da presente invenção, o primeiro componente reflexivo é fornecido na forma de uma camada refletiva que compreende tipicamente uma estrutura em camadas. A estrutura em camadas é tipicamente uma estrutura de interferência óptica como um filtro de borda de pilha tripla que compreende pelo menos duas, tipicamente três pilhas de respectivas camadas de material que pode, por exemplo, compreender AI2O3, SiO2 ou Ta2Os. Em uma modalidade, a estrutura em camadas funciona como filtro de passa de comprimento de onda curto e também um espelho térmico. A camada tipicamente tem propriedades antirrefletivas para pelo menos uma maioria ou mesmo toda a faixa de comprimento de onda da luz visível.
[0037] A primeira porção de painel pode compreender duas ou mais porções de painel de componente, como porções de painel de vidro, que pode ser acoplada juntamente em uma relação face a face. As porções de painel de componente podem ser juntamente acopladas com o uso de um adesivo adequado.
[0038] Em uma modalidade específica, o painel espectralmente seletivo compreende um segundo componente reflexivo que é disposto para refletir pelo menos uma porção de radiação que tem um comprimento de onda em uma faixa de comprimento de onda de IR, como em uma faixa de comprimento de onda de radiação IR térmica. O segundo componente reflexivo pode ser disposto para refletir pelo menos uma porção, tipicamente a maioria, de radiação que tem um comprimento de onda na faixa de 1.500 nm a 5.000 nm, 1.500 nm a 10.000 nm, 1.500 a 20.000 nm. O segundo componente reflexivo tipicamente é disposto de tal modo que a transmissão de radiação que tem um comprimento de onda na faixa de 750 nm a 1.300 nm, 750 a 1.400 nm, ou 750 nm a 1.500 nm seja 50%, 70%, 80% ou mesmo 90% maior que a transmissão de radiação que tem um comprimento de onda na ordem de 1.500 nm a 2.000 nm, 1.600 nm a 5.000 nm ou 1.7 00 nm a 5.000 nm. Em uma modalidade especifica, o segundo componente reflexivo é disposto de tal modo que transmissão de pelo menos uma maioria da radiação que tem um comprimento de onda na faixa de 1.600 nm a 10.000 nm, 1.700 nm a 10.000 nm ou 1.800 nm a 10.000 nm tenha uma intensidade que é reduzida 20%, 15%, 10%, 5%, 3%, 2% ou mesmo 1% da radiação incidente.
[0039] O segundo componente reflexivo tipicamente é fornecido na forma de um filme como um revestimento de interferência óptica que pode ser fixado, ou depositado sobre, à primeira porção de painel.
[0040] O segundo componente reflexivo tipicamente é disposto de tal modo que pelo menos uma porção, tipicamente a maioria, de energia associada à radiação IR térmica, como a radiação IR térmica que é incidente de um espaço interior adjacente ao componente espectralmente seletivo, seja refletida e seja permitido que pelo menos uma porção, tipicamente a maioria, de luz solar incidente em uma faixa de comprimento de onda IR transmita através do segundo componente reflexivo. Conforme descrito acima, o primeiro componente reflexivo tipicamente é disposto para refletir luz solar incidente em uma faixa de comprimento de onda IR e em uma faixa de comprimento de onda UV enquanto é pelo menos parcialmente transmissiva para luz que tem um comprimento de onda dentro da faixa de comprimento de onda visível. O componente espectralmente seletivo tipicamente está em um posicionado de modo que a luz solar incidente atravesse, em primeiro lugar, o segundo componente reflexivo antes de atravessar o primeiro componente reflexivo. Adicionalmente, o componente espectralmente seletivo tipicamente está em uso posicionado de modo que a radiação IR térmica, como a radiação IR térmica, forme um espaço interior adjacente ao componente espectralmente seletivo, atravesse, em primeiro lugar, o primeiro componente reflexivo antes de atravessar o segundo componente reflexivo. A combinação do primeiro componente reflexivo com o segundo componente reflexivo de acordo com a modalidade especifica da presente invenção combina as propriedades de isolamento térmico oferecidas pelo segundo componente reflexivo com as propriedades seletivas de luz solar do primeiro componente reflexivo.
[0041] O primeiro e o segundo componentes reflexivos tipicamente são fixado a, ou depositado sobre, lados opostos da primeira porção de painel. Alternativamente, a primeira porção de painel pode compreender duas ou mais porções de painel de componente e o segundo componente reflexivo pode ser fixado à outra porção de painel de componente diferente do primeiro componente refletivo. Por exemplo, o painel espectralmente seletivo pode ser disposto de modo que o primeiro componente reflexivo fique voltado para um espaço interior (como um espaço interior de uma construção) e o segundo componente reflexivo fique localizado em uma posição que é separada do espaço interior e do primeiro componente reflexivo.
[0042] O painel espectralmente seletivo tipicamente compreende também um material de dispersão que é disposto para aumentar a dispersão de luz incidente, como um material de dispersão que dispersa predominantemente a luz que tem um comprimento de onda na faixa de comprimento de onda de IR. Por exemplo, o material de dispersão pode compreender partículas de tamanho micro ou nano e pode ser fornecido na forma de um filme. Alternativamente, o material de dispersão pode ser disperso na primeira porção de painel, ou no adesivo que acopla duas porções de painel. A dispersão de luz pode ser alcançada de maneira substancialmente sem perda (não absorvente) na faixa de comprimento de onda de IR e/ou visível se, por exemplo, forem usados os materiais de dispersão que têm intervalos de faixa de energia relativamente amplos, como partículas de óxidos de terras raras (Yb2O3 ou Nd2O3, por exemplo) .
[0043] Em uma modalidade específica, a primeira porção de painel compreende porções de painel de componente e o material de dispersão é ensanduichado entre aquelas adjacentes das porções de painel de componente que são posicionadas em uma relação face a face. Nessa modalidade, o material de dispersão também pode compreender o material luminescente e pode funcionar como um adesivo que acopla as porções de painel de componente juntamente em uma relação face a face.
[0044] O painel espectralmente seletivo também pode compreender um vão entre porções de painel de componente, que podem ser separadas com o uso de espaçadores adequados. O vão tipicamente é carregado com um fluido como ar ou outro material gasoso adequado ou um líquido adequado. Por exemplo, as superfícies das porções de painel de componente que definem o vão podem ser revestidas com o material de dispersão e/ou o material luminescente. As superfícies das porções de painel de componente também podem compreender elementos difrativos ópticos.
[0045] Em um exemplo específico, o material de dispersão é disposto para dispersão preferencial de luz IR enquanto pelo menos a maioria da incidente luz visível transmite amplamente o material de dispersão. O material de dispersão pode compreender uma estrutura em camadas que tem uma pluralidade de camadas e um ou mais camadas podem ter uma estrutura amorfa. O material de dispersão pode compreender adicionalmente materiais compósitos no quais nano ou microcristais são circundados por uma matriz de material amorfo.
[0046] Adicionalmente, o material de dispersão pode compreender elementos ópticos como elementos difrativos ou máscaras de fase (graduações de fase óptica) que resultam na dispersão e/ou deflexão direcional de luz incidente e/ou refletida.
[0047] O painel espectralmente seletivo tipicamente é disposto de tal modo que o primeiro componente reflexivo, que tipicamente é uma camada refletiva, seja posicionado em uma porção de fundo do painel espectralmente seletivo e o primeiro componente reflexivo reflita uma porção de luz IR que é transmitida através da primeira porção de painel.
[0048] Adicionalmente, o painel espectralmente seletivo pode compreender uma camada superior sobre a qual a luz é incidente antes da transmissão através da primeira porção de painel do painel espectralmente seletivo. A camada superior tipicamente é uma estrutura em múltiplas camadas que é amplamente transmissiva ou mesmo antirrefletiva para luz visível e disposta para a reflexão de uma porção de luz IR, como luz IR que é emitida pelo material luminescente. A camada superior pode compreender, por exemplo, materiais óxidos como AI2O3, SiO2 e Ta2O5.
[0049] Em uma modalidade específica, o painel espectralmente seletivo compreende pelo menos uma célula fotovoltaica que está posicionada sobre ou próxima a uma porção lateral do painel espectralmente seletivo para receber uma porção da IR e outra luz que está direcionada em direção daquela porção lateral pelo painel espectralmente seletivo. Por exemplo, a pelo menos uma célula fotovoltaica pode ser baseada em Ge ou GaAs, ou uma célula fotovoltaica de CIGS (Disselenito de Cobre, índio e Gálio) ou CIS (Disselenito de Cobre e índio) que tem uma lacuna de faixa relativamente pequena adequado para a absorção de luz na faixa de comprimento de onda de IR. Adicionalmente, a pelo menos uma célula fotovoltaica pode compreender uma pilha de células fotovoltaicas que tem múltiplas lacunas de faixa.
[0050] A presente invenção fornece em um oitavo aspecto um método de projeção de um painel espectralmente seletivo, em que o método compreende as etapas de:
[0051] calcular as propriedades de pilhas de camadas de modo que uma estrutura em camadas que tem a pilha das camadas seja disposta para refletir luz incidente em uma faixa de comprimento de onda de infravermelho (IR) e em uma faixa de comprimento de onda de ultravioleta (UV) enquanto é amplamente transmissiva para pelo menos a maioria da luz que tem um comprimento de onda na faixa de comprimento de onda visível, e
[0052] formar a estrutura em camadas em ou sobre uma porção de painel que é pelo menos parcialmente transmissiva para luz que tem um comprimento de onda na faixa de comprimento de onda visível.
[0053] O método tipicamente é conduzido de modo que o componente espectralmente seletivo seja formado de acordo com qualquer um dentre o primeiro ao sétimo aspecto da presente invenção.
[0054] A invenção será compreendida de modo mais completo a partir da seguinte descrição de modalidades específicas da invenção. A descrição é fornecida com referência aos desenhos anexos.
[0055] A Figura 1 é uma representação de um painel espectralmente seletivo de acordo com uma modalidade específica da presente invenção;
[0056] A Figura 2 é uma representação de um painel espectralmente seletivo de acordo com uma modalidade especifica adicional da presente invenção;
[0057] As Figuras 3 e 4 mostram os resultados de medições que foram tomadas com o uso de componentes de acordo com modalidades especificas da presente invenção;
[0058] As Figuras 5 mostram uma densidade de potência espectral calculada que se refere a um painel espectralmente seletivo de acordo com uma modalidade especifica da presente invenção; e
[0059] A Figura 6 mostra um espectro de transmissão calculado de um painel espectralmente seletivo de acordo com uma modalidade especifica da presente invenção;
[0060] A Figura 7 é uma representação de um painel espectralmente seletivo de acordo com uma outra modalidade especifica da presente invenção; e
[0061] A Figura 8 mostra um espectro de transmissão calculado de um painel espectralmente seletivo de acordo com uma modalidade especifica da presente invenção.
[0062] Inicialmente, referindo-se à Figura 1, é descrito um painel espectralmente seletivo 100. O painel espectralmente seletivo 100 pode ser, por exemplo, fornecido na forma de uma vidraça de uma construção, carro, navio ou qualquer outro objeto adequado. O painel espectralmente seletivo reduz a transmissão de luz que tem um comprimento de onda em uma faixa de comprimento de onda IR enquanto é amplamente transmissiva para luz visível. Em uma modalidade, o painel espectralmente seletivo 100 é disposto para desviar luz IR e usar a luz IR desviada para a geração de energia elétrica.
[0063] O painel espectralmente seletivo 100 compreende nessa modalidade painéis de vidro 102 e 104. Os painéis de vidro 102 e 104 são separados por espaçador de vidro transparente 106. As superficies internas dos painéis de vidro 102 e 104 são revestidas com os revestimentos 108. As superficies externas dos painéis 102 e 104 são revestidas com revestimentos multicamadas 112 e 110, respectivamente. As células solares 114 são posicionadas em porções laterais do painel espectralmente seletivo 100.
[0064] Adicionalmente, o revestimento multicamada 110 é antirrefletivo para luz visível e refletivo para luz UV incidente. Consequentemente, uma porção de IR e luz UV que é incidente de uma porção de topo do painel espectralmente seletivo 100 é transmitida através dos painéis de vidro 102 e 104 e, então, refletida pelo revestimento multicamada 110. Os painéis de vidro 102 e 104 são dispostos de modo que, dependendo do ângulo de reflexão, uma porção da luz refletida seja guiada ao longo dos painéis de vidro 102 e 104 em direção às células solares 114, em que a luz IR pode ser absorvida para a geração de energia elétrica.
[0065] Os revestimentos 108 compreendem nessa modalidade nano ou micropartículas de óxidos de terras raras que têm uma lacuna de faixa de energia relativamente ampla de modo que a dispersão de luz adequada seja efetivamente livre de perda (não absorvente). Consequentemente, as camadas 108 funcionam como dispersores. Adicionalmente, as camadas 108 podem compreender um epóxi que acopla os painéis de vidro 102 e 104 aos espaçadores 106.
[0066] As camadas 108 também compreendem materiais luminescentes e os óxidos de terras raras mencionados acima são dopados para terem essa função. Por exemplo, se a light for incidente proveniente de uma direção transversal do painel espectralmente seletivo e, então, absorvida pelo material luminescente, a radiação luminescente subsequentemente emitida é emitida em direções aleatórias. Isso resulta em radiação que é menos transversalmente orientada e, dessa forma, uma porção significativa da radiação luminescente emitida será emitida em tais direções que os painéis de vidro 102 e 104 guiarão a radiação luminescente em direção das células solares 114 para a geração de energia elétrica.
[0067] Os painéis de vidro 102 e 104 também podem ser dopados com materiais luminescentes que absorvem uma porção da luz IR e UV que chega e emitem radiação luminescente em direções aleatórias.
[0068] Adicionalmente, as camadas 108 são dispostas de modo que a luz IR seja predominantemente dispersada, o que será discutido em detalhes adicionais abaixo. Uma porção de luz IR que é refletida pela camada 110 em uma direção transversal é dispersa pelas camadas 108 de modo que a intensidade de luz correspondente seja direcionada por dispersão e/ou reflexão interna múltipla em direção das células solares 114. Consequentemente, as propriedades de dispersão das camadas 108 facilitam a redução de rendimento de radiação IR e aprimoram a eficiência de geração de energia.
[0069] O revestimento de topo (opcional) 112 tem propriedades antirrefletivas na faixa de comprimento de onda visível e UV e funciona como um refletor de IR. Em outra modalidade, o revestimento de topo 112 é disposto para ser altamente refletivo para a radiação UV enquanto é antirrefletivo para a luz visível e, opcionalmente, também altamente refletivo em uma (sub)faixa de comprimento de onda IR dentro da qual os materiais luminóforos emitem luz. A propriedade de antirreflexão na faixa de UV é suada, nesse exemplo, para proteger os luminóforos contra a influência adversa pela radiação de UV incidente. Esse revestimento é uma estrutura multicamada que é projetada para refletir luz IR predominantemente dentro da faixa de comprimento de onda na qual o material luminescente emite luz. Consequentemente, o revestimento 112 evita amplamente que a radiação luminescente gerada escape sem ser direcionada para as células fotovoltaicas 114.
[0070] Nessa modalidade, o vão entre os painéis de vidro 102 e 104 é carregado com ar. Similar a uma estrutura de janela de vitrificação dupla, o vão fornece isolamento térmico, estabilidade estrutural geral aprimorada, isolamento contra ruídos e interfaces de contraste de índice alto adicionais que levam ao aprimoramento da probabilidade de aprisionamento de luz em múltiplas reflexões nos painéis de vidro devido a reflexões internas totais.
[0071] Deve ser constatado que, em modalidades alternativas, esse vão pode ser carregado com qualquer outro material dielétrico adequado. Também deve ser constatado que, em variações da modalidade descrita, o painel espectralmente seletivo 100 pode compreender qualquer número de painéis de vidro que podem, ou não, definir os vãos entre painéis de vidro adjacentes.
[0072] Adicionalmente, os painéis de vidro podem ser substituídos por painéis de um outro material adequado, como um material polimérico incluindo, por exemplo, polivinil butiral (PVB) ou cloreto de polivinila (PVC) e também podem ser fornecidos na forma de um laminado como um vidro blindado.
[0073] O material de luminescência, incluído nesse exemplo, fornecido na camada 108, está situado nas faces de topo e fundo dos painéis de vidro 102 e 104, respectivamente. Alternativamente, o material luminescente pode ser posicionado em apenas um dos painéis de vidro 102 e 104 que podem ser dopados com, ou podem compreender, o material luminescente.
[0074] Além disso, deve ser constatado que, em uma modalidade alternativa, o painel espectralmente seletivo 100 pode não compreender necessariamente células fotovoltaicas 114, mas pode, por exemplo, compreender respiros, dissipadores de calor ou similares que são dispostos para a remoção de energia térmica que é direcionada na forma de radiação IR para as porções laterais do painel espectralmente seletivo 100. Algumas das porções laterais também podem ser revestidas por materiais altamente refletivos incluindo Al ou Ag ou qualquer revestimento dielétrico adequado que irá redirecionar a luz na direção contrária a tais superfícies laterais em direção a outras superfícies laterais do painel.
[0075] Agora, referindo-se à Figura 2, é descrito um painel espectralmente seletivo 200 de acordo com uma modalidade adicional da presente invenção. O painel espectralmente seletivo 200 compreende painéis de vidro 202 e 204. Nessa modalidade, os painéis de vidro são separados por uma camada 206 que compreende um epóxi óptico no qual pigmentos e pó de dispersão luminescente são dispersos. O pós de dispersão luminescente compreende um único material que é uma composição e que fornece luminescência e também as funções de dispersão. Alternativamente, o pó de dispersão luminescente pode ser uma mistura de materiais de componente e cada material de componente pode ter uma função respectiva. Consequentemente, a camada 206 combina as funções de acoplamento dos painéis de vidro 202 e 204 entre si, fornecimento de um material luminescente e atua como camadas de dispersão. O painel espectralmente seletivo 200 compreende também um revestimento de fundo 208 que é refletiva para radiação IR e tem propriedades antirrefletivas na faixa de comprimento de onda visível. O revestimento de fundo 208 tem propriedades que são análogas àquelas do revestimento descrito acima 110. Adicionalmente, o painel espectralmente seletivo 200 compreende também um revestimento de topo que é, nesse exemplo, antirrefletivo para luz visível e UV, tem uma refletividade média a moderada para uma primeira parte da radiação quase infravermelha e uma alta refletividade para uma segunda parte da faixa de comprimento de onda de radiação quase infravermelha na qual o material luminescente da camada 206 emite luz de luminescência. Similar ao painel espectralmente seletivo 100 mostrado na Figura 1, o painel espectralmente seletivo 200 também pode compreender células fotovoltaicas (não mostrado) posicionadas em porções laterais do painel espectralmente seletivo 200.
[0076] Adicionalmente, o painel espectralmente seletivo 100 ou 200 compreende um elemento óptico difrativo (não mostrado) que é disposto para deflexão espectralmente seletiva de luz IR incidente e refletida. O elemento óptico difrativo é operado como grades de difração marcada em modo de reflexão ou modo de transmissão e é projetado de modo que a maioria da luz IR solar incidente seja defletida em uma única ordem preferencial de difração. Adicionalmente, o elemento óptico difrativo é disposto para permitir a transmissão de luz visível. O elemento difrativo é fixado em uma face de topo do painel, mas pode, em variações da modalidade descrita, também estar situado (ou formado) sobre outras faces do painel 100 ou 200, por exemplo, em superfícies que definem um vão entre dois painéis de componente. As propriedades espectrais do elemento de difração podem ser projetadas pelos versados na técnica ajustando-se os seguintes parâmetros:
[0077] índice refrativo do substrato, formato de perfil de grade, ângulo de marca, ciclo de trabalho, período de grade, número de níveis de fase e profundidade(s) de gravação química.
[0078] Serão descritas as camadas refletivas de IR 110 e 208 dos painéis espectralmente seletivos 100 e 200, respectivamente, em maiores detalhes.
[0079] As camadas 110 e 208 são fornecidas na forma de filtros de revestimento de interferência óptica irvulticamada que têm propriedades de espelho térmico de faixa ultra larga e usam um tipo de projeto de revestimento de filtro de borda de pilha tripla. As camadas 110 e 208 também são refletivas na faixa de UV. As camadas 110 e 208 são formadas de Al2O3, SiO2 e Ta2Os com o uso de técnicas de bombardeamento de RF. A espessura de tal revestimento tem, nessa modalidade, entre 4 a 8 μm e a ordem de materiais ópticos em uma sequência de camadas pode variar, dependendo de um projeto escolhido. Os experimentos de recozimento (3 horas a 600 °C com taxas crescentes de temperatura de 5 °C/min) demonstraram excelente estabilidade mecânica relacionada à exposição ao estresse e relacionada à exposição térmica e de adesão desses revestimentos. As camadas 110 e 208 são resistentes a riscos e quebras, resistentes ao calor, não higroscópicas e estáveis em relação à ação de tipos de solvente químico comum.
[0080] As características de desempenho dos revestimentos do tipo 110 e 208 em vidro foram testadas e modeladas.
[0081] Os resultados indicaram que a fração de potência de luz IR-solar integrada total contida na faixa de comprimento de onda de 700 a 1.700 nm e que transmite opticamente através do sistema de revestimento de substrato é de apenas aproximadamente 4%. Visto que os revestimentos 110 e 208 têm propriedades de faixa ultra larga, a refletividade de potência de IR é eficiente para uma ampla faixa de ângulos incidentes.
[0082] Em uma modalidade da presente invenção, os revestimentos do tipo de 110 e 208 são fornecidos em filme transparente ou substratos transparentes flexíveis (não mostrado) que também têm um revestimento adesivo. Nessa modalidade, os filmes fornecem de modo eficaz (portátil) espelhos de IR que podem ser aplicados a objetos. Um versado constatará que vários tipos de folhas metálicas e materiais adesivos podem ser usados para esse propósito.
[0083] O revestimento 110 será descrito em maiores detalhes. O revestimento 110 é um revestimento multicamada e é disposto para refletir luz IR incidente em uma ampla faixa de comprimento de onda IR. O revestimento 110 também tem, nessa modalidade, uma refletividade relativamente alta (>90% ou mesmo > 98%) de luz solar ao longo de uma ampla faixa de UV (largura controlada) de radiação solar dentro dos limites gerais entre 300 a 410 nm. Adicionalmente, o revestimento 110 tem uma inclinação de resposta de transmissão espectral particularmente excessiva próximo a aproximadamente 400 nm, de modo que a transmissão de luz se eleve de nível quase zero (sub 5%) para os comprimentos de onda logo abaixo de 400 a 415 nm, a um nível de transmissão óptica global significativo que excede 60 a 80% já na região de luz violeta adjacente próximo a 400 a 420 nm. O declive dessa inclinação é definido como percentual de mudança de transmitância (T) por largura de banda de nanômetro. O revestimento 110 tem uma tangente de inclinação de transmissão de luz UV para visível de 8 a 10%T/nm, com as inclinações de transmissão de luz UV para visível posicionadas nas proximidades de 400 nm.
[0084] O revestimento 110 também tem uma propriedade transmissiva espectralmente plana na região espectral visível contida em 380 a 750 nm. A "estabilidade" da região de resposta de transmissão visível pode ser descrita pela razão entre a largura de banda de nível 80%T (em nm) da faixa de radiação transmitida e a largura total na largura de banda meio máxima da mesma faixa de transmissão. O revestimento 110 tipicamente tem uma estabilidade de resposta em excesso de 0,9.
[0085] O revestimento 110 também é disposto para ter uma inclinação de resposta de transmissão espectral excessiva próximo a aproximadamente 7 00 +/- 100 nm, de modo que a transmitância diminua do nível dentro do nível de faixa visível (tipicamente acima de 60 a 80%) para os comprimentos de onda acima de 400 + /-20 nm, mas abaixo de 700 + /- 100 nm para um nível de transmissão óptica de outra forma pequeno que não excede 5 a 10% já dentro da região de luz quase IR ou vermelha adjacente próxima às redondezas de 700 nm em que se transforma a mudança de transmissão significativa para que ocorra.
[0086] Transforma-se essa perda de transmissão dentro da faixa de comprimento de onda logo acima da banda visível em comprimento de onda para que ocorra devido à refletividade aumentada de luz pelo sistema de substrato de revestimento-vidro, ao invés de ser devido ao aumento na absorbância óptica dentro daquela região de comprimento de onda.
[0087] O declive dessa inclinação de redução de transmissão espectral pode ser caracterizado pela porcentagem de mudança de transmitância por largura de banda de nanômetro. O revestimento 110 é disposto de tal modo que a faixa de luz visível para as tangentes de inclinação de luz solar quase infravermelha seja de cerca de -2,5 a (-3)%T/nm com as inclinações de resposta de transmissão de luz visível para IR tipicamente posicionadas espectralmente nas proximidades de 700 nm (+/- 20 nm) ou 750 nm (+/- 20 nm).
[0088] O revestimento 110 também tem uma região de alta refletividade espectralmente ampla (em excesso de 200 a 300 nm) dentro da região espectral solar IR de solar radiação imediatamente após (no lado de alto comprimento de onda do espectro) a inclinação de resposta de transmissão de luz visível para IR.
[0089] Para quantificar o desempenho do revestimento 110, presume-se uma fração de energia solar IR incidente em um espectro solar AM 1.5 padrão entre, por exemplo, 700 a 1.700 nm que é transmitida em incidência normal através de um vidro revestido com o revestimento 110. Um cálculo do desempenho do revestimento 110 indica que apenas 18,69 Watts/m2 é transmitido, do total de 467,85 Watts/m2 incidente, que é apenas 3,99% da energia térmica solar IR total entre 700 a 1.700 nm transmitido através do vidro.
[0090] A Figura 5 ilustra a densidade de potência espectral calculada. A integração de energia é realizada numericamente com o uso de pontos de dados espectrais medidos relevantes para AM 1.5, a resposta de revestimento e a fórmula de Simpson. Dessa forma, 96% da energia solar IR contida entre 700 a 1.700 nm é refletida desse revestimento no exemplo fornecido.
[0091] Significativamente, essas figuras assumem incidência normal de luz solar em vidro e a janela que intercepta todo o fluxo de energia solar a um ângulo de fluxo de 90 graus. Na realidade, mesmo uma energia IR menor será transmitida em aplicações reais, devido ao fluxo de energia menos interceptador por painéis de vidro verticais, bem como devido à refletividade tipicamente maior em ângulos de incidência maiores. Devido à ampla faixa espectral de reflexão, a luz IR que chega em grandes ângulos de incidência também é refletida de maneira eficiente.
[0092] O que segue irá resumir o projeto do revestimento 110. O revestimento 110 é um espelho de borda com múltiplas pilhas que compreende camadas de materiais dielétricos. Cada uma das ditas 3 pilhas das camadas compreende tipicamente mais do que 10 camadas. As propriedades de camada podem ser calculadas da seguinte maneira com o uso de uma rotina de software adequado e um algoritmo de Otimização de Agulha ou Otimização Aleatória de alto desempenho, ou algoritmos Genéticos:
S {a} (L/2HL/2)m {b}(L/2HL/2)" {c} (L/2HL/2)P {d} (LMHML)q
S {a} (L/2HL/2)m {b}(L/2HL/2)" {c} (L/2HL/2)P {d} (LMHML)q
[0093] com S identificando o local do substrato em relação à sequência de filme e L, H e M denotando as camadas de espessura óptica de quarto de onda dos materiais correspondentes. O comprimento de onda de projeto em cada conjunto de parênteses varia de acordo com o fator de multiplicação precedente no "{ }" parênteses, em relação a um comprimento de onda projeto base. Por exemplo, para um comprimento de onda de projeto de 500 nm, a espessura de camada óptica na subpilha {2.0} (HLM) 10 é calculada como 1.000 nm para todas as camadas dentro daquela subpilha dentro dos parênteses "()"· Consequentemente, a espessura física de cada camada "H" é 1.000 nm/(4*n (H)).
[0094] O objetivo do algoritmo de otimização é minimizar os índices de repetição de subpilha m, n, p, e q bem como minimizar a espessura total e o número de camada necessário para alcançar o formato de resposta espectral desejado para qualquer dada aplicação. Outro objetivo é otimizar os fatores de multiplicação de comprimento de onda de projeto individual (subpilhas) locais a, b, c, e d. Se for desejado, qualquer camada adicional pode ser inserida na sequência de camadas, entre subpilhas ou qualquer camada de índice correspondente a fim de ajustar adicionalmente o desempenho resultante e o espectro do revestimento 110.
[0095] Um exemplo de uma modalidade dessa abordagem de projeto é fornecida a seguir:
S{2.11} (L/2HL/2)12 {1.64} (L/2HL/2)8{2.85} (L/2HL/2)8{1.4} (LMHM L)1
S{2.11} (L/2HL/2)12 {1.64} (L/2HL/2)8{2.85} (L/2HL/2)8{1.4} (LMHM L)1
[0096] Um comprimento de onda de projeto (base) de 500 nm foi usado para a otimização e os materiais usados foram Ta2os, Al2O3 e SiO2. 61 camadas na sequência de deposição (espessura de ¼ do comprimento de onda da luz) , espessura total de revestimento mostrado nesse exemplo é 9,4 μm. A Figura 6 mostra um espectro de transmissão calculado relacionado a esse exemplo.
[0097] As inclinações de transmissão de baixo comprimento de onda e alto comprimento de onda podem ser deslocadas espectralmente e, dessa forma, os locais de inclinação podem ser controlados, ajustando assim a sequência de projeto e espessuras de camada individual. A alta faixa de transmissão é deslocada em direção da região verde-vermelho nesse exemplo, bem como uma faixa de rejeição de onda curta de alguma forma estreita resulta desse projeto exemplificador.
[0098] Conforme indicado acima, os revestimentos de topo 112 e 210 são fornecidos na forma de espelhos de emissão espectralmente seletivos. Os revestimentos 110 e 208 compreendem múltiplas camadas (20 a 25) de Al2O3, SiO2 e Ta2O5 e são preparados com o uso de técnicas de bombardeamento de RF. Nessa modalidade, as camadas 112 e 210 são projetadas de modo que seja evitada a transmissão de radiação especialmente luminescente que é gerada dentro dos painéis espectralmente seletivos painéis 100 e 200 através dos revestimentos 102 e 210 por reflexão. A espessura de tais revestimentos varia com as exigências de projeto e está na faixa de diversos μm.
[0099] Um atributo distintivo dos painéis espectralmente seletivos 100 e 200 se refere ao projeto especifico de IR dos revestimentos 102, 108, 110, 210, 208 e ao material 206 em combinação com (pelo menos parcialmente) luminóforos visivelmente transparentes com fotoluminescência excitável por IR de material 206 e revestimentos 108.
[0100] Nas modalidades mostradas na Figura 1 e 2, os painéis espectralmente seletivos 100 e 200 compreendem camadas de dispersão 108 e 206, respectivamente. Será constatado que, em variações das modalidades descritas, os painéis espectralmente seletivos 100 e 200 podem não compreender tais camadas de dispersão.
[0101] Conforme mencionado acima, os painéis espectralmente seletivos 100 e 200 também podem compreender camadas de dispersão. Essas camadas foram formadas com o uso de bombardeamento de RF e podem compreender óxidos de terras raras. As camadas de dispersão podem ser incluídas, ou fornecidas ao invés de, nas camadas descritas acima 108 e 206. Essas camadas de óxido de terra rara são preparadas de modo que as mesmas tenham propriedades de dispersão/difusão preferenciais na faixa de comprimento de onda de IR e tenham uma cobertura de superfície amorfa (formada por um processo de recozimento de fornalha), que é responsável pela dispersão preferencial na faixa de comprimento de onda de IR. A dispersão preferencial na faixa de IR está relacionada às propriedades como o tamanho de partícula característico e separações entre partículas típicas dos atributos similares a precipitados de óxido amorfo encontrados nas superfícies de filme após o recozimento.
[0102] As camadas de dispersão 108 e 206 combinam funções de dispersão, como dispersão sem perda óptica, com funções de conversão de energia luminescente. As camadas 108 e 206 têm uma espessura menor que 100 nm e compreendem nano ou micropartículas de materiais de terra rara (como Yb2O3, Nd2O3) que têm amplas lacunas de faixa em suas estruturas de nível de energia eletrônica e permitem dispersão de luz essencialmente sem perda na IR e também em faixas de comprimento de onda visível. As partículas de terra rara são ligadas por epóxis curáveis por UV opticamente transparentes (como epóxi Norland NOA63). Adicionalmente, os luminóforos (pigmentos e materiais em pó nanodimensionados) são dispersos no material epóxi das camadas 108 e 206. Em um exemplo, os luminóforos orgânicos-inorgânicos híbridos excitáveis por IR são dispersos no epóxi a uma concentração de aproximadamente cerca de 0,25 a 1% em peso.
[0103] Os óxidos de terras raras também podem ser dopados com materiais luminescentes de terra rara representados, por exemplo, por íons metálicos de terra rara, e podem ser, por exemplo, fornecidos na forma de Y2O3:Eu, Y2O3: Er ou NaYF4 : Yb.
[0104] A Figura 3 mostra espectros de transmissão e absorção de tal camada de óxido de terra rara em vidro (intensidade como uma função de comprimento de onda em nm) . A plotagem 300 mostra que o espectro de transmissão para uma camada de dispersão que tem uma espessura de cerca de 1 μm, a plotagem 302 mostra a reflexão total (especular e difundida) e a plotagem 304 mostra o espectro de perda óptica correspondente (representado pela soma de contribuições de perda de transmissão de absorção e dispersão e perda de reflexão). A camada mostrou dispersão preferencial na faixa espectral de IR que cobriu a maior parte da faixa quase IR. A transparência visível foi quase 80%. Após ser colocada em contato com um epóxi óptico de índice refrativo próximo a 1,49 (correspondente ao vidro), a dispersão reduz e a transparência se aprimora. Essa camada de dispersão de terra rara tem propriedades de luminóforo quando excitada por luz adequada.
[0105] A Figura 4 mostra espectros de transmissão para os painéis espectralmente seletivos 100 e 200 (fração transmitida de intensidade como uma função de comprimento de onda em nm). A plotagem 400 mostra os dados de transmissão medida para um painel do tipo do painel espectralmente seletivo 100 (com vão de ar) e a plotagem 402 mostra os dados de transmissão medida para um painel do tipo do painel espectralmente seletivo 200 (sem vão de ar).
[0106] Vale salientar que o vão de ar do painel 100 não afeta significativamente a transmissão visível. Adicionalmente, visto que o epóxi tem o índice correspondente ao vidro, o próprio epóxi não ocasiona nenhuma perda de transmissão significativa.
[0107] A função do painel espectralmente seletivo 100 pode ser resumida da seguinte maneira. Após a dispersão passes múltipla atravessar as camadas de dispersão e interfaces, (estatisticamente) mais fótons irão se propagar em ângulos que excedem o ângulo de reflexão interna total para raios de luz que se propagam em um painel de vidro circundado por ar. Considerando que uma grande fração da luz IR solar é incidente em grandes ângulos (facilitado por dispersão e emissão de radiação de luminescência), uma grande fração dessa luz IR será aprisionada no painel espectralmente seletivo 100 e irá alcançar as porções laterais do painel 100. O revestimento de topo 112 é projetado para refletir a luz emitida pelos luminóforos e é visivelmente transparente. O revestimento de fundo 110 reflete a vasta maioria de luz IR em todos os ângulos e comprimentos de onda. Essas propriedades combinadas com a redistribuição angular dos fótons de chegada por dispersão de múltiplas passagens em camadas luminescentes e fracamente absorventes ou não absorventes relativamente delgadas 108 é um atributo exclusivo dos painéis espectralmente seletivos 100 de acordo com as modalidades da presente invenção. Os efeitos de dispersão também têm a capacidade de intensificarem os processos de luminescência aprimorando-se os comprimentos de rota de absorção de luminóforo.
[0108] Referindo-se à Figura 7, é descrito um painel espectralmente seletivo 700 de acordo com outra modalidade da presente invenção. O painel espectralmente seletivo 700 compreende as porções de painel descritas acima 202 e 204 e o revestimento de fundo seletivo solar 208. Nessa modalidade, as porções de painel 202 e 204 são separadas por um vão de ar 702. Adicionalmente, o componente espectralmente seletivo 700 compreende um revestimento de emissão térmica baixa 704. O revestimento 704 tem propriedades de transmissão alta para luz visível e relativamente alta refletividade para uma faixa de comprimento de onda de IR relativamente ampla. A Figura 8 mostra um espectro de transmissão calculado do revestimento 704. O espectro do revestimento 704 tem, nessa modalidade, uma inclinação relativamente excessiva que separa faixas de transmissão baixa e alta a 1.500+/- 100 nm. A transmissão de radiação IR é reduzida para abaixo de 10% ou mesmo abaixo de 1 a 2% em uma faixa muito ampla de comprimentos de onda estendendo-se tipicamente dessa inclinação a comprimentos de onda em excesso de 10 microns ou mesmo 20 microns.
[0109] Por exemplo, o painel espectralmente seletivo 700 pode formar uma vidraça de uma janela em uma construção. Nesse caso, o painel espectral 700 tipicamente é orientado de modo que o revestimento 208 fique voltado em direção de uma parte interna da construção. O revestimento de emissão baixa (térmica) emissão 704 permite a transmissão da maior parte da energia de IR solar e faixa visivel da parte externa da construção, quer permite a coleta de energia solar com o uso do revestimento 208 da maneira descrita acima. Ao mesmo tempo, o revestimento de emissão baixa 704 reflete a maior parte da radiação IR térmica que origina de aquecedores e similares na parte interna da construção de volta para a parte interna da construção, que reduz a perda de energia térmica. Consequentemente, os revestimentos 208 e 704 contribuem para uma redução no consumo de energia e reduzem o custo incorrido.
[0110] Nessa modalidade, o revestimento 704 compreende 11 camadas que são compostas de Ag e Y2O3 que têm espessuras que são selecionadas para alcançar as características espectrais conforme mostrado na Figura 8.
[0111] Um versado na técnica constatará que o revestimento 704 pode ser alternativamente formado a partir de outros materiais adequados e podem ter um número diferente de camadas. Adicionalmente, deve ser constatado que o componente espectralmente seletivo 700 pode ser alternativamente fornecido sob outra forma. Por exemplo, o componente espectralmente seletivo 700 pode compreender o revestimento de topo descrito acima 210. Adicionalmente, o vão de ar 704 pode ser substituído pela camada 206. Além disso, a camada de emissão baixa 704 pode ser alternativamente posicionada em outra superfície, como uma superfície do painel 204.
[0112] Embora a invenção tenha sido descrita com referência a exemplos particulares, será constatado pelo versado na técnica que a invenção pode ser concretizada de muitas outras formas.
Claims (12)
- PAINEL ESPECTRALMENTE SELETIVO (100), caracterizado por compreender:
uma primeira porção de painel que é pelo menos parcialmente transmissiva para luz que tem um comprimento de onda na faixa de comprimento de onda visível; e
um primeiro componente reflexivo (110) que é disposto para refletir luz incidente em uma faixa de comprimento de onda de infravermelho (IR) e em uma faixa de comprimento de onda de ultravioleta (UV) enquanto é amplamente transmissiva para pelo menos a maioria da luz que tem um comprimento de onda na faixa de comprimento de onda visível, sendo que o primeiro componente reflexivo é fornecido na forma de um revestimento de interferência óptica que compreende camadas de materiais dielétricos que são dispostos de tal modo que, em uma faixa de comprimento de onda de aproximadamente 600 nm a aproximadamente 800 nm, a transmitância diminua de pelo menos 60% para menos do que 10%, e o dito revestimento de interferência óptica é disposto de tal modo que pelo menos uma porção de uma energia associada com a luz IR incidente de uma direção transversal do painel espectralmente seletivo é refletida pelo primeiro componente reflexivo e subsequentemente direcionada ao longo do painel em direção a uma porção lateral do painel;
em que pelo menos um módulo fotovoltaico (114) de CIGS (Disseleneto de Cobre, índio e Gálio) ou CIS (Disseleneto de Cobre e índio) é posicionado na porção lateral do painel espectralmente seletivo (100) para receber uma porção da luz que é direcionada em direção a porção lateral; e
o painel espectralmente seletivo compreende, ou é provido na forma de, uma vidraça. - PAINEL ESPECTRALMENTE SELETIVO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo primeiro componente reflexivo ser um espelho de borda com múltiplas pilhas.
- PAINEL ESPECTRALMENTE SELETIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pela porção de painel ser fornecida na forma de uma porção de painel de vidro.
- PAINEL ESPECTRALMENTE SELETIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pela porção de painel ser formada a partir de um material polimérico.
- PAINEL ESPECTRALMENTE SELETIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pela porção de painel compreender duas ou mais porções de painel de componente que são acopladas.
- PAINEL ESPECTRALMENTE SELETIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por compreender um material luminescente disposto para absorver pelo menos uma porção de luz incidente e/ou refletida que tem um comprimento de onda na faixa de comprimento de onda IR e emitir luz por luminescência.
- PAINEL ESPECTRALMENTE SELETIVO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo material luminescente compreender luminóforos visivelmente transparentes que são dispostos para absorção de luz IR.
- PAINEL ESPECTRALMENTE SELETIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por compreender um material de dispersão que é disposto para aumentar a dispersão de luz incidente.
- PAINEL ESPECTRALMENTE SELETIVO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender um material luminescente e em que a porção de painel compreende porções de painel de componente e o material de dispersão é ensanduichado entre porções adjacentes das porções de painel de componente que são posicionadas em uma relação face a face e em que o material de dispersão também compreende pelo menos uma porção do material luminescente e funciona como um adesivo que acopla as porções de painel de componente em uma relação face a face.
- PAINEL ESPECTRALMENTE SELETIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 ou 9, caracterizado pelo material de dispersão compreender pelo menos um dentre um elemento difrativo, máscaras de fase e graduação de fase óptica que resultam em dispersão ou deflexão direcional de luz incidente e/ou refletida.
- PAINEL ESPECTRALMENTE SELETIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por compreender uma camada superior em que a luz é incidente antes da transmissão através da porção de painel do painel espectralmente seletivo e em que a camada superior é uma estrutura multicamada que é amplamente transmissiva para luz visível e disposta para refletir luz IR que é emitida pelo material luminescente.
- PAINEL ESPECTRALMENTE LUMINESCENTE, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo primeiro componente reflexivo compreender materiais exclusivamente dielétricos.
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