CN109752894A - 一种调光智能窗 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种调光智能窗,该调光智能窗具有电致变色器件、光伏电池、切换开关和驱动电源;其中,切换开关处于第一状态时,该切换开关开路,电致变色器件未施加电压;切换开关处于第二状态时,切换开关将电致变色器件与光伏电池连接,光伏电池为电致变色器件施加第一驱动电压;切换开关处于第三状态时,切换开关将电致变色器件与驱动电源连接,驱动电源为电致变色器件施加第二驱动电压,且第一驱动电压与第二驱动电压不同,以使调光智能窗具有三种不同的调光模式,从而能够独立地进行室内照明和温度的调节。本发明实施例提供的调光智能窗能够实现三种不同调光模式的智能控制,并且具有简单的结构,较低的成本。
Description
技术领域
本发明实施例涉及电致变色技术领域,尤其涉及一种调光智能窗。
背景技术
智能窗主要依赖变色器件来实现对不同波普范围内光透过率的控制功能。智能窗中变色器件主要包括电致变色器件、光致变色器件和热致变色器件等。其中,采用电致变色器件的智能窗具有响应速度快、颜色变化多等的优点,可被广泛应用于建筑、汽车、航空、航天、军事等领域中。
当前,智能窗能够通过控制太阳辐射中不同波普范围内光的透过率,以实现室内的光线和温度的调节,从而达到节省能耗的目的。现有技术中,对智能窗的电致变色器件主要以外电路提供的直流电压直接进行驱动以变色,控制相应波普的光透过或不透过;或者,为了顺应节能环保的需求,利用太阳电池为电致变色器件提供电压,即形成光驱动电致变色器件。
但是,现有技术的智能窗通过外电路提供直流电压驱动或光驱动的电致变色器件,使得该智能窗的电致变色器件仅能实现变色和不变色两种模式,而无法实现对集中有99.9%的太阳辐射能量的红外区、可见光区和紫外区三个波段光的透过率的控制,从而制约智能窗的发展。
发明内容
针对上述存在问题,本发明实施例提供一种调光智能窗,能够解决现有技术中智能窗的结构复杂、成本高以及控制模式少的技术问题。
本发明实施例提供了一种调光智能窗,包括:电致变色器件、光伏电池、切换开关和驱动电源;所述切换开关包括第一状态、第二状态和第三状态;
所述切换开关处于所述第一状态时,所述切换开关开路,所述电致变色器件未施加电压;
所述切换开关处于所述第二状态时,所述切换开关将所述电致变色器件与所述光伏电池连接,所述光伏电池为所述电致变色器件施加第一驱动电压;
所述切换开关处于所述第三状态时,所述切换开关将所述电致变色器件与所述驱动电源连接,所述驱动电源为所述电致变色器件施加第二驱动电压;
其中,所述第一驱动电压与所述第二驱动电压不同。
可选的,所述电致变色器件与所述光伏电池为第一层叠结构;
所述第一层叠结构包括第一电极层和第二电极层,以及位于所述第一电极层与第二电极层之间且层叠设置的光电转换层和电致变色层;
其中,所述第一电极层通过所述切换开关与所述第二电极层连接;所述第一电极层还通过所述驱动电源以及所述切换开关与所述第二电极层连接;所述切换开关与所述驱动电源串联。
可选的,所述电致变色器件与所述光伏电池为第二层叠结构;
所述第二层叠结构包括:
第三电极层和第四电极层,
位于所述第四电极层远离所述第三电极层一侧的第五电极层,
位于所述第三电极层与所述第四电极层之间的电致变色层,
和位于所述第四电极层与所述第五电极层之间的光电转换层;
其中,所述第三电极层通过所述切换开关与所述第五电极层连接;所述第三电极层还通过所述切换开关与所述驱动电源的第一端连接,所述驱动电源的第二端与所述第四电极层连接。
可选的,所述光伏电池包括第六电极层和第七电极层,以及位于所述第六电极层和第七电极层之间的光电转换层;所述电致变色器件包括第八电极层和第九电极层,以及位于所述第八电极层和所述第九电极层之间的电致变色层;
其中,所述第八电极层通过所述切换开关与所述第六电极层连接;所述第八电极层还通过所述切换开关与所述驱动电源的第一端连接,所述驱动电源的第二端与所述第九电极层连接;所述第九电极层还与所述第七电极层连接。
可选的,所述电致变色层的材料包括:C1、C2、C3以及C4;
其中,C1包括紫精类材料、噻吩类材料、吡喃类材料、偶氮化合物类材料、苯胺类材料以及过渡金属氧化物类材料中的至少一种;C2包括铁(II)-铁(III)类离子价态转换材料、钌(II)-钌(III)类离子价态转换材料或钴(II)-钴(III)类离子价态转换材料;C3包括聚合物凝胶材料;C4包括离子液体材料。
可选的,在所述第一驱动电压小于等于所述第二驱动电压;
所述第一驱动电压施加于所述电致变色器件时,所述电致变色器件的吸收光具有第一波长;所述第二驱动电压施加于所述电致变色器件时,所述电致变色器件的吸收光具有第二波长;其中,所述第一波长小于等于所述第二波长。
可选的,所电致变色器件还包括:依次设置于所述电致变色层一侧的离子存储层和离子传导层。
可选的,所述光伏电池还包括:设置于所述光电转换层第一侧的第一载流子功能层和设置于所述光电转换层第二侧的第二载流子功能层;所述第二侧与所述第一侧相对设置。
可选的,所述切换开关包括:单刀双掷开关、光敏开关、继电器开关的至少一种。
可选的,所述驱动电源包括蓄电池。
本发明实施例提供了一种调光智能窗,该调光智能窗具有电致变色器件、光伏电池、切换开关和驱动电源;其中,切换开关处于第一状态时,该切换开关开路,电致变色器件未施加电压;切换开关处于第二状态时,切换开关将电致变色器件与光伏电池连接,光伏电池为电致变色器件施加第一驱动电压;切换开关处于第三状态时,切换开关将电致变色器件与驱动电源连接,驱动电源为电致变色器件施加第二驱动电压,且第一驱动电压与第二驱动电压不同,以使调光智能窗具有三种不同的调光模式,从而能够独立地进行室内照明和温度的调节。本发明实施例提供的调光智能窗能够实现三种不同调光模式的智能控制,并且具有简单的结构,较低的成本。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种调光智能窗的结构框图;
图2是本发明实施例提供的一种调光智能窗的结构示意图;
图3是本发明实施例提供的另一种调光智能窗的结构示意图;
图4是本发明实施例提供的又一种调光智能窗的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
本发明实施例提供一种调光智能窗,该调光智能窗可用于对透过的光线进行调节,该调光智能窗可应用于建筑、汽车、航空、航天、军事等领域。图1是本发明实施例提供的一种调光智能窗的结构框图。如图1,本发明实施例提供的调光智能窗100包括电致变色器件10、光伏电池20、切换开关30和驱动电源40;该切换开关30包括第一状态、第二状态和第三状态;其中,切换开关30处于第一状态时,该切换开关30开路,电致变色器件10未施加电压;切换开关30处于第二状态时,切换开关30将电致变色器件10与光伏电池20连接,光伏电池20为电致变色器件10施加第一驱动电压V1;切换开关30处于第三状态时,切换开关30将电致变色器件10与驱动电源40连接,驱动电源40为电致变色器件10施加第二驱动电压V2;其中,第一驱动电压V1与第二驱动电压V2不同。
本发明实施例提供的调光智能窗100通过切换开关30的三种不同的状态分别控制电致变色器件10处于开路状态、与光伏电池20连接或与驱动电源40连接,且光伏电池20提供的第一驱动电压V1与驱动电源40提供的第二驱动电压V2不同。其中,当切换开关30处于第一状态时,该切换开关30开路,电致变色器件10未施加电压,该电致变色器件10可处于透明状态,光线可全部透过电致变色器件10,实现调光智能窗的第一调光模式;当切换开关30处于第二状态时,切换开关30能够将电致变色器件10与光伏电池20连接,该光伏电池20能够为电致变色器件10提供第一驱动电压,在该第一驱动电压的驱动下,电致变色器件10可处于第一着色状态,以使波长小于等于第一波长的光线透过,实现调光智能窗的第二调光模式;当切换开关30处于第三状态时,切换开关30能够将电致变色器件10与驱动电源40连接,该驱动电源40能够为电致变色器件10提供第二驱动电压,在该第二驱动电压的驱动下,电致变色器件10可处于第二着色状态,以使波长小于等于第二波长的光线透过,实现调光智能窗的第三调光模式。
示例性的,驱动电源40提供的第二驱动电压V2与光伏电池20提供的第一驱动电压V1不同,即驱动电源40提供的第二驱动电压V2可大于或小于光伏电池20提供的第一驱动电压V1,且光伏电池20可与电致变色器件10叠层设置或非叠层设置。当光伏电池20与电致变色器件10叠层设置时,由于光伏电池20与电致变色器件10均可吸收太阳辐射能,可利用光伏电池20吸收太阳辐射能的特性,该调光智能窗100的光伏电池20与电致变色器件10可共同参与调光。例如,当将调光智能窗应用于建筑物时,在太阳辐射能较弱的情况下,切换开关30可处于第一状态,此时光伏电池20可通过吸收太阳辐射能中的紫外线实现光电转换,调光智能窗100能够阻止紫外线的透过,防止紫外线对室内的人体或物体造成损伤;在太阳辐射能较强的情况下,切换开关30可处于第二状态,光伏电池20经光电转换产生的第一驱动电压V1能够驱动电致变色器件10为第一着色状态,使得该电致变色器件10能够吸收部分可见光,调光智能窗100能够阻止紫外线和部分可见光的透过,从而达到对室内进行光线调节的作用;在高温天气中,太阳辐射能非常强,为使室内温度处于舒适的状态,调光智能窗100的切换开关30可处于第三状态,驱动电源40提供的第二驱动电压V2能够驱动电致变色器件10为第二着色状态,使得该电致变色器件10能够吸收红外光,调光智能窗100能够阻止紫外线和红外光的透过,或者调光智能窗100能够同时阻止紫外线、可见光以及红外光的透过,从而达到对室内进行光线和温度的双重调节作用。
本实施例通过切换开关的三种状态,使得电致变色器件处于未施加电压的状态、施加第一驱动电压的状态以及施加第二驱动电压的状态,从而能够使调光智能窗具有三种不同的调光模式,是想室内照明和温度的独立调节。本实施例的调光智能窗能够实现三种不同调光模式的智能控制,并且具有简单的结构,较低的成本。
需要说明的是,图1仅为本发明实施例示例性的附图,图1中电致变色器件、光伏电池、切换开关和驱动电源均以框图的形式进行表达,并未限定调光智能窗中各组成部件之间的位置关系,在上述实施例的基础上,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下,所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。下面对光伏电池和电致发光器件的结构进行示例性的说明。
可选的,图2是本发明实施例提供的一种调光智能窗的结构示意图。如图2,调光智能窗100中电致变色器件与光伏电池为第一层叠结构200;该第一层叠结构200包括第一电极层201和第二电极层202,以及位于第一电极层201与第二电极层202之间且层叠设置的光电转换层203和电致变色层204;其中,第一电极层201通过切换开关30与第二电极层202连接;第一电极层201还通过驱动电源40以及切换开关30与第二电极层202连接;切换开关30与驱动电源40串联。
具体的,调光智能窗100中电致变色器件与光伏电池为第一层叠结构200,该第一层叠结构200中,第一电极层201和第二电极层202可均为透明电极层,其光透过率等于或者大于80%。示例性的,第一电极层201和第二电极层202的材料可为氧化铟锡、氧化氟锡或本领域技术人员可知的其他类型的透明导电膜层。
其中,位于第一电极层201和第二电极层202之间的光电转换层203通过光生伏特效应产生光生电流和光生电压,该光生电压即为光伏电池为电致变色器件提供的第一驱动电压V1。而位于第一电极层201和第二电极层202之间的电致变色层204,在切换开关30开路时,电致变色层204为透明状态;在切换开关30控制第一电极201和第二电极层202直接连接时,光电转换层203转换的光生电流通过第一电极层201和第二电极层202形成回路,传输至电致变色层204,该电致变色层204在第一驱动电压V1的作用下处于第一着色状态,以使电致变色层204能够入射至调光智能窗100的部分光线吸收掉,达到光线调节的目的;而在切换开关30控制第一电极201和第二电极层202通过驱动电源40连接时,驱动电源40的第二驱动电压V2通过第一电极层201和第二电极层202形成回路,并传输至电致变色层204,该电致变色层204在第二驱动电压V2的作用下处于第二着色状态,以使电致变色层204能够入射至调光智能窗100的部分光线吸收掉,达到光线和/或温度调节的目的。本实施例中调光智能窗100仅包括两层电极层,可有效简化器件结构,有利于降低成本,提高生产效率。
需要说明的是,图2仅为本发明实施例的示例性说明,图2中示例性的将切换开关30选为单刀双掷开关,驱动电源40选为蓄电池。在实现调光智能窗100三种调光模式智能控制的前提下,切换开关30包括但不限于单刀双掷开关、光敏开关、继电器开关的至少一种,驱动电源40包括但不限于蓄电池,其技术原理与图2类似,在此不再赘述。同时,以下示例性的说明中均以单刀双掷开关和蓄电池为例进行说明。
可选的,图3是本发明实施例提供的另一种调光智能窗的结构示意图。如图3,调光智能窗100中电致变色器件与光伏电池为第二层叠结构300;该第二层叠结构300包括第三电极层301和第四电极层302,位于第四电极层302远离第三电极层301一侧的第五电极层303,位于第三电极层301与第四电极层302之间的电致变色层304,和位于第四电极层302与第五电极层303之间的光电转换层305;其中,第三电极层301通过切换开关30与第五电极层303连接;第三电极层301还通过切换开关30与驱动电源40的第一端连接,驱动电源40的第二端与第四电极层3 02连接。
具体的,调光智能窗100中电致变色器件与光伏电池为第二层叠结构300,该第二层叠结构300中,第三电极层301、第四电极层302和第五电极层303可均为透明电极层,其光透过率等于或者大于80%。示例性的,第三电极层301、第四电极层302和第五电极层303的材料可为氧化铟锡、氧化氟锡或本领域技术人员可知的其他类型的透明导电膜层。
其中,位于第四电极层302与第五电极层303之间的光电转换层305能够通过光生伏特效应产生光生电流和光生电压,该光生电压即为光伏电池为电致变色器件提供的第一驱动电压V1。而位于第三电极层301与第四电极层302之间的电致变色层304,在切换开关30开路时,电致变色层304为透明状态;在切换开关30控制第三电极层301和第五电极层303直接连接时,光电转换层305转换的光生电流通过第四电极层302与第五电极层303形成回路,传输至电致变色层304,该电致变色层304在第一驱动电压V1的作用下处于第一着色状态,以使电致变色层304能够入射至调光智能窗100的部分光线吸收掉,达到光线调节的目的;而在切换开关30控制第三电极层301和第四电极层302通过驱动电源40连接时,驱动电源40的第二驱动电压V2通过第三电极层301和第四电极层302形成回路,并传输至电致变色层304,该电致变色层304在第二驱动电压V2的作用下处于第二着色状态,以使电致变色层304能够入射至调光智能窗100的部分光线吸收掉,达到光线和/或温度调节的目的。本实施例中调光智能窗100仅包括三层电极层,具有简单的器件结构,有利于降低成本,提高生产效率。
可选的,图4是本发明实施例提供的又一种调光智能窗的结构示意图。如图4,调光智能窗100中光伏电池20包括第六电极层401和第七电极层402,以及位于第六电极层401和第七电极层402之间的光电转换层403;电致变色器件10包括第八电极层404和第九电极层405,以及位于第八电极层404和第九电极层405之间的电致变色层406;其中,第八电极层404通过切换开关30与第六电极层401连接;第八电极层404还通过切换开关30与驱动电源40的第一端连接,驱动电源40的第二端与第九电极层405连接;第九电极层405还与第七电极层402连接。
具体的,调光智能窗100中光伏电池20包括第六电极层401和第七电极层402,电致变色器件10包括第八电极层404和第九电极层405,该第八电极层404和第九电极层405可均为透明电极层,其光透过率等于或者大于80%;在光伏电池20与电致变色器件10为叠层结构时,第六电极层401和第七电极层402可均为透明电极层,其光透过率等于或者大于80%;而在光伏电池20与电致变色器件10为非叠层结构时,第六电极层401和第七电极层402可均为透明电极层或不透明电极。透明电极的材料可为氧化铟锡、氧化氟锡或本领域技术人员可知的其他类型的透明导电膜层。
其中,位于第六电极层401和第七电极层402之间的光电转换层403能够通过光生伏特效应产生光生电流和光生电压,该光生电压即为光伏电池为电致变色器件提供的第一驱动电压V1。而位于第八电极层404和第九电极层405之间的电致变色层406,在切换开关30开路时,电致变色层406为透明状态;在切换开关30控制第六电极层401和第八电极层404直接连接时,光电转换层403转换的光生电流通过第九电极层405、第七电极层402、第六电极层401和第八电极层404形成回路,传输至电致变色层406,该电致变色层406在第一驱动电压V1的作用下处于第一着色状态,以使电致变色层406能够入射至调光智能窗100的部分光线吸收掉,达到光线调节的目的;而在切换开关30控制第九电极层405和第八电极层404通过驱动电源40连接时,驱动电源40的第二驱动电压V2通过第九电极层405和第八电极层404形成回路,并传输至电致变色层406,该电致变色层406在第二驱动电压V2的作用下处于第二着色状态,以使电致变色层406能够入射至调光智能窗100的部分光线吸收掉,达到光线和/或温度调节的目的。本实施例中调光智能窗100仅包括三层电极层,具有简单的器件结构,有利于降低成本,提高生产效率。
需要说明的是,本实施例中光伏电池20与电致变色器件10可以叠层设置或非叠层设置,在光伏电池20与电致变色器件10为叠层设置时,光伏电池20与电致变色器件20共同作用,实现调光智能窗100的智能调光。图4以光伏电池20与电致变色器件10非叠层设置为例进行说明,在此非叠层设置的基础上结合本发明其它实施例,可以想到光伏电池20与电致变色器件10叠层设置时,调光智能窗100同样能够实现三种不同调光模式的智能控制。
可选的,在上述实施例的基础上,调光智能窗中电致变色层的材料包括C1、C2、C3以及C4;其中,C1代表电致变色材料,包括紫精类材料、噻吩类材料、吡喃类材料、偶氮化合物类材料、苯胺类材料以及过渡金属氧化物类材料中的至少一种;C2包括铁(II)-铁(III)类离子价态转换材料、钌(II)-钌(III)类离子价态转换材料或钴(II)-钴(III)类离子价态转换材料,其中C2包括铁(II)-铁(III)类离子价态转换材料的二茂类材料、钌(II)-钌(III)类离子价态转换材料的二茂类材料、钴(II)-钴(III)类离子价态转换材料的二茂类材料、铁(II)-铁(III)类离子价态转换材料的三(2,2'-二吡啶)类材料、钌(II)-钌(III)类离子价态转换材料的三(2,2'-二吡啶)类材料、钴(II)-钴(III)类离子价态转换材料的三(2,2'-二吡啶)类材料材料中的至少一种;C3包括聚合物凝胶材料;C4包括离子液体材料。
由此,上述电致变色材料、离子价态转换材料、聚合物凝胶材料以及离子液体材料混合形成电致变色层,该电致变色层为一体式电致变色层,可实现传统的电致变色器件的功能,由此,可使电致变色器件结构简单、用才少、成本低,且整体厚度较薄、重量轻,便于实现调光智能窗的轻薄化设计。
需要说明的是,电致变色层的材料还可包括本领域技术人员可知的其他材料,本发明实施例对此不作限定。其中,电致变色层可以为凝胶状电致变色层,以使电致变色层具有胶黏性,可利用电致变色层的胶黏性与其它功能层贴合,从而使得调光智能窗的形成方式简单。
相应的,在上述实施例的基础上,光伏电池中光电转换层的材料例如可以包括三维/二维钙钛矿光伏材料,有机本体异质结光伏材料,染料敏化型光伏材料,碲化镉型光伏材料,铜铟镓硒型光伏材料,铜锌锡硫型光伏材料,(III)-(V)族半导体型光伏材料,量子点型光伏材料,单晶硅型光伏材料,多晶硅型光伏材料,非晶硅型光伏材料中的至少一种。通过上述材料可形成透明或半透明的光电转换层,该光电转换层可用于吸收紫外波段的光线,可以选择性地透过可见光和红外波段的光线,由此,对于光伏电池和电致变色器件具有层叠结构的情况,调光智能窗能够实现三种不同调光模式的智能控制。需要说明的是,光电转换层还可采用本领域技术人员可知的其他材料,本发明实施例对此不作限定。
可选的,在上述实施例的基础上,第一驱动电压V1小于等于第二驱动电压V2。在第一驱动电压V1施加于电致变色器件时,该电致变色器件的吸收光具有第一波长λ1;在第二驱动电压V2施加于电致变色器件时,该电致变色器件的吸收光具有第二波长λ2;其中,第一波长λ1小于等于第二波长λ2。
示例性的,第一驱动电压V1的取值范围例如为0<V1≤0.8V,在该第一驱动电压V1施加于电致变色器件时,该电致变色器件吸收光的波长λ1的取值范围可以为λ1≤780nm;第二驱动电压V2的取值范围例如为V2≥0.8V,在该第二驱动电压V2施加于电致变色器件时,该电致变色器件吸收光的波长λ2的取值范围可以为λ2≥780nm。
由此,在调光智能窗应用于建筑、汽车、航空、航天、军事等领域时,光伏电池提供的第一驱动电压V1施加于电致变色器件时,该电致变色器件能够处于第一着色状态,以吸收部分可见光,从而使得调光智能窗实现照明光线的调节;而在驱动电源提供的第二驱动电压施加于电致变色器件时,该电致变色器件能够处于第二着色状态,以吸收可见光和红外光,从而使得调光智能窗实现照明光线和温度的双重调节。
可选的,在上述实施例的基础上,电致变色器件还包括依次设置于电致变色层一侧的离子存储层和离子传导层。示例性的,如图2~图4,电致变色器件的离子存储层101和离子传导层102能够对电致变色器件中电致变色层204、304和406中离子进行传导和存储,以使电致变色层204、304和406实现可逆变色的性能。
可选的,在上述实施例的基础上,光伏电池还包括设置于光电转换层第一侧的第一载流子功能层和设置于光电转换层第二侧的第二载流子功能层;其中,光电转换层的第二侧与光电转换层的第一侧相对设置。示例性的,如图2~图4,第一载流子功能层210可以为空穴传输层,第二载流子功能层220可以为电子传输层,可有利于提高光电转换层203、305和403的载流子抽取速率,有利于提高光电转换层203、305和403的光电转换效率,有利于提高光生电流(可理解为太阳电池的短路电流密度)和光生电压(可理解为太阳电池的开路电压)。
本发明实施例通过切换开关的三种状态,使得电致变色器件处于未施加电压的状态、施加第一驱动电压的状态以及施加第二驱动电压的状态,从而能够使调光智能窗具有三种不同的调光模式,是想室内照明和温度的独立调节。本实施例的调光智能窗能够实现三种不同调光模式的智能控制,并且具有简单的结构,较低的成本。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种调光智能窗,其特征在于,包括:电致变色器件、光伏电池、切换开关和驱动电源;所述切换开关包括第一状态、第二状态和第三状态;
所述切换开关处于所述第一状态时,所述切换开关开路,所述电致变色器件未施加电压;
所述切换开关处于所述第二状态时,所述切换开关将所述电致变色器件与所述光伏电池连接,所述光伏电池为所述电致变色器件施加第一驱动电压;
所述切换开关处于所述第三状态时,所述切换开关将所述电致变色器件与所述驱动电源连接,所述驱动电源为所述电致变色器件施加第二驱动电压;
其中,所述第一驱动电压与所述第二驱动电压不同。
2.根据权利要求1所述的智能窗,其特征在于,所述电致变色器件与所述光伏电池为第一层叠结构;
所述第一层叠结构包括第一电极层和第二电极层,以及位于所述第一电极层与第二电极层之间且层叠设置的光电转换层和电致变色层;
其中,所述第一电极层通过所述切换开关与所述第二电极层连接;所述第一电极层还通过所述驱动电源以及所述切换开关与所述第二电极层连接;所述切换开关与所述驱动电源串联。
3.根据权利要求1所述的智能窗,其特征在于,所述电致变色器件与所述光伏电池为第二层叠结构;
所述第二层叠结构包括:
第三电极层和第四电极层,
位于所述第四电极层远离所述第三电极层一侧的第五电极层,
位于所述第三电极层与所述第四电极层之间的电致变色层,
和位于所述第四电极层与所述第五电极层之间的光电转换层;
其中,所述第三电极层通过所述切换开关与所述第五电极层连接;所述第三电极层还通过所述切换开关与所述驱动电源的第一端连接,所述驱动电源的第二端与所述第四电极层连接。
4.根据权利要求1所述的智能窗,其特征在于,所述光伏电池包括第六电极层和第七电极层,以及位于所述第六电极层和第七电极层之间的光电转换层;所述电致变色器件包括第八电极层和第九电极层,以及位于所述第八电极层和所述第九电极层之间的电致变色层;
其中,所述第八电极层通过所述切换开关与所述第六电极层连接;所述第八电极层还通过所述切换开关与所述驱动电源的第一端连接,所述驱动电源的第二端与所述第九电极层连接;所述第九电极层还与所述第七电极层连接。
5.根据权利要求2-4任一项所述的智能窗,其特征在于,所述电致变色层的材料包括:C1、C2、C3以及C4;
其中,C1包括紫精类材料、噻吩类材料、吡喃类材料、偶氮化合物类材料、苯胺类材料以及过渡金属氧化物类材料中的至少一种;C2包括铁(II)-铁(III)类离子价态转换材料、钌(II)-钌(III)类离子价态转换材料或钴(II)-钴(III)类离子价态转换材料;C3包括聚合物凝胶材料;C4包括离子液体材料。
6.根据权利要求5所述的智能窗,其特征在于,所述第一驱动电压小于等于所述第二驱动电压;
所述第一驱动电压施加于所述电致变色器件时,所述电致变色器件的吸收光具有第一波长;所述第二驱动电压施加于所述电致变色器件时,所述电致变色器件的吸收光具有第二波长;其中,所述第一波长小于等于所述第二波长。
7.根据权利要求2~4任一项所述的智能窗,其特征在于,所电致变色器件还包括:依次设置于所述电致变色层一侧的离子存储层和离子传导层。
8.根据权利要求2~4任一项所述的智能窗,其特征在于,所述光伏电池还包括:设置于所述光电转换层第一侧的第一载流子功能层和设置于所述光电转换层第二侧的第二载流子功能层;所述第二侧与所述第一侧相对设置。
9.根据权利要求1~4任一项所述的智能窗,其特征在于,所述切换开关包括:单刀双掷开关、光敏开关、继电器开关的至少一种。
10.根据权利要求1~4任一项所述的智能窗,其特征在于,所述驱动电源包括蓄电池。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112394584A (zh) * | 2020-09-07 | 2021-02-23 | 南方科技大学 | 一种自动变色智能窗及其应用 |
CN114826146A (zh) * | 2022-04-28 | 2022-07-29 | 哈尔滨工业大学 | 一种光热光伏双效节能玻璃 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5384653A (en) * | 1992-11-06 | 1995-01-24 | Midwest Research Institute | Stand-alone photovoltaic (PV) powered electrochromic window |
CN102183863A (zh) * | 2011-04-06 | 2011-09-14 | 中国科学技术大学 | 光电致变色器件及其制备方法 |
CN102279496A (zh) * | 2010-06-13 | 2011-12-14 | 财团法人工业技术研究院 | 可调变太阳光电电变色组件及模块 |
CN103777424A (zh) * | 2012-10-17 | 2014-05-07 | 珠海兴业绿色建筑科技有限公司 | 一种光电致变色器件 |
CN106054486A (zh) * | 2016-02-18 | 2016-10-26 | 杨炳 | 基于电致变色器件的高发电效率太阳能电池及其制作方法 |
-
2019
- 2019-03-11 CN CN201910181695.0A patent/CN109752894A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5384653A (en) * | 1992-11-06 | 1995-01-24 | Midwest Research Institute | Stand-alone photovoltaic (PV) powered electrochromic window |
CN102279496A (zh) * | 2010-06-13 | 2011-12-14 | 财团法人工业技术研究院 | 可调变太阳光电电变色组件及模块 |
CN102183863A (zh) * | 2011-04-06 | 2011-09-14 | 中国科学技术大学 | 光电致变色器件及其制备方法 |
CN103777424A (zh) * | 2012-10-17 | 2014-05-07 | 珠海兴业绿色建筑科技有限公司 | 一种光电致变色器件 |
CN106054486A (zh) * | 2016-02-18 | 2016-10-26 | 杨炳 | 基于电致变色器件的高发电效率太阳能电池及其制作方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112394584A (zh) * | 2020-09-07 | 2021-02-23 | 南方科技大学 | 一种自动变色智能窗及其应用 |
CN114826146A (zh) * | 2022-04-28 | 2022-07-29 | 哈尔滨工业大学 | 一种光热光伏双效节能玻璃 |
CN114826146B (zh) * | 2022-04-28 | 2023-07-25 | 哈尔滨工业大学 | 一种光热光伏双效节能玻璃 |
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