CN113871502A - 一种光伏发电真空玻璃 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光伏发电真空玻璃，其由上至下依次包括上层玻璃、真空层和下层玻璃，所述上层玻璃和所述下层玻璃之间设置有支撑柱阵列且四周密封；所述上层玻璃的下表面或所述下层玻璃的上表面镀有光伏发电膜。本发明提供的光伏发电真空玻璃的光伏发电膜保护在真空当中，不受空气的氧化和水汽的腐蚀，避免使用胶层，提高了光电转化效率，且更加安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃结构技术领域，特别涉及一种光伏发电真空玻璃。
背景技术
真空玻璃是玻璃工艺与材料科学、真空技术、物理测量技术、工业自动化及建筑科学等多种学科、多种技术、多种工艺协作配合的硕果。但是，现有的真空玻璃是将两片平板玻璃四周密闭起来，再将其间隙抽成真空并密封排气孔，其结构和功能都比较单一，实用性不强。而夹层真空玻璃已经逐渐被采用在建筑、制冷家电的保温门窗、机车车窗、太阳能利用等设施中。除去保持了真空玻璃的隔声、隔热的特点之外，夹层真空玻璃在安全性方面满足了实用性的需要，尤其是能够满足国家安全标准的要求。但由于真空玻璃自身结构的特殊性，真空玻璃在高压釜中受到1.3-1.5Mpa高气压的直接作用时，会使其自身结构受到不同程度的破坏，例如产生龟裂、封边的破损甚至真空失效，进而影响夹层产品的安全性。
现有技术中例如CN201608190U-平板薄膜光伏真空玻璃和CN202134552U-太阳能光伏真空玻璃，它们都是采用硅晶片粘贴在真空玻璃玻璃外表面上，真空玻璃和太阳能光伏电池之间留有空腔，空腔内含有散热系统。它们存在的问题如下：1、硅晶片的脆性大，弯折后容易折断，导致产品生产中的成品率低、产品不能做成弯曲面形状；2、粘接用的胶层在紫外线照射下容易老化，易受空气氧化，受水汽腐蚀，使用寿命大大缩短；3、由于存在用于散热的空腔和外覆胶层，使得产品的结构厚度大，成本高、制作工艺复杂、良品率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述不足，提供一种光伏发电真空玻璃。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种光伏发电真空玻璃，其由上至下依次包括上层玻璃、真空层和下层玻璃，所述上层玻璃和所述下层玻璃之间设置有支撑柱阵列且四周密封；所述上层玻璃的下表面或所述下层玻璃的上表面镀有光伏发电膜。
进一步的，所述的一种光伏发电真空玻璃，所述光伏发电膜分布呈串联或并联阵列，并引出正极引线和负极引线。
进一步的，所述的一种光伏发电真空玻璃，所述光伏发电膜包括第一电极层和第二电极层；所述第一电极层和所述第二电极层之间设置半导体N层/P层、半导体P层/N层和光吸收透过窗口层。
进一步的，所述的一种光伏发电真空玻璃，所述光伏发电膜为多晶硅、单晶硅、非晶硅、微晶硅、铜铟镓硒、碲化镉、硫化镉、铜锌硒硫、钙钛矿或其他材料发电薄膜。
进一步的，所述的一种光伏发电真空玻璃，所述上层玻璃和所述下层玻璃为平面、单曲面或双曲面玻璃。
进一步的，所述的一种光伏发电真空玻璃，未镀有光伏发电膜的所述上层玻璃的下表面或下层玻璃的上表面镀有Low-E膜、AR膜、光致变色、电致变色膜或其他功能膜。
进一步的，所述的一种光伏发电真空玻璃，所述光伏发电膜为条纹状、矩形阵列、圆形阵列或其他形状阵列的串并联。
进一步的，所述的一种光伏发电真空玻璃，所述上层玻璃和所述下层玻璃之间四周的密封材料为玻璃粉或金属材料。
进一步的，所述的一种光伏发电真空玻璃，所述上层玻璃和所述下层玻璃之间真空层内放置的吸气剂位置在封口片内侧、所述上层玻璃的下表面或所述下层玻璃的上表面预先做好的凹槽内。
进一步的，所述的一种光伏发电真空玻璃，所述上层玻璃的下表面或所述下层玻璃的上表面采用化学浸润、化学气相沉积、真空物理气相沉积和真空磁控溅射方法的至少一种方法镀所述光伏发电膜。
本发明的优点与效果是：
1、本发明提供的光伏发电真空玻璃相对于现有技术减少了空腔和散热系统，减少了粘胶层和少一片玻璃，使得本发明的产品结构简单、重量轻、成本低。本发明提供的光伏发电真空玻璃上层玻璃的下表面或下层玻璃的上表面镀有光伏发电膜，将发电薄膜保护在真空中，避免使用胶层粘接，胶层老化，长期密封不严导致光伏发电膜及导线受空气氧化和水汽的侵蚀而失效。光伏发电膜放置在真空中，光直接透过玻璃照射在光伏发电膜上，不再经过胶层的吸收衰减，提高了光透过率，提高了光电转化效率。将光伏发电薄膜直接制作到玻璃上，玻璃可兼顾透光、遮阳和发电功能；不再增加粘接光伏片的胶片和玻璃，结构更轻薄，比其他结构重量轻40%，成本节约40%，且更加安全可靠。本发明提供的光伏发电真空玻璃实现了真空保温隔热、隔声、透光、遮阳、轻薄、低成本和发电功能。
2、本发明提供的光伏发电真空玻璃可以制作成曲面的真空玻璃，这是现有硅晶片的太阳能真空玻璃做不到的。
3、本发明提供的光伏发电真空玻璃在真空玻璃接触外面空间的那一层玻璃的内壁上设置有Low-E膜或者AR膜，前者可以反射红外光，降低光伏膜工作温度，后者可以减少光的反射，增加入射光，照射到光伏膜上，增加发电能力。
附图说明
图1示出本发明提供的光伏发电真空玻璃的实施例1的结构示意图；
图2示出本发明提供的光伏发电真空玻璃的实施例2的结构示意图；
图3示出本发明提供的光伏发电真空玻璃的若干光伏发电膜的一实施例的连接示意图；
图4示出本发明提供的光伏发电真空玻璃的若干光伏发电膜的又一实施例的连接示意图；
图5示出本发明提供的光伏发电真空玻璃的若干光伏发电膜的另一实施例的连接示意图；
图6示出本发明提供的光伏发电真空玻璃的光伏发电膜的一实施例的结构示意图；
图7示出本发明提供的光伏发电真空玻璃的光伏发电膜的又一实施例的结构示意图；
图8示出本发明提供的光伏发电真空玻璃的应用示意图。
附图标记说明：1-上层玻璃、2-下层玻璃、3-真空层、4-支撑柱、5-光伏发电膜、6-抽气孔、7-封口片、8-正极引线、9-负极引线，51-第一电极层、52-第二电极层、53-光吸收透过窗口层、54-半导体N层/P层、55-半导体P层/N层，A-车外侧、B-车内侧。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作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。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明：
在本发明的描述中，需要理解的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1示出本发明提供的光伏发电真空玻璃的实施例1的结构示意图。该光伏发电真空玻璃由上至下依次包括上层玻璃1、真空层3和下层玻璃2，上层玻璃和下层玻璃可以是超白玻璃、浮法玻璃、硼硅玻璃或石英玻璃。上层玻璃1和下层玻璃2之间设置若干支撑柱4，形成支撑柱阵列，且上层玻璃1和下层玻璃2之间四周密封。密封材料可采用玻璃粉或金属材料，加热至玻璃粉和金属材料的熔点，粘接密封玻璃边缘。支撑柱4为金属、合金、无机非金属或金属与无机非金属的混合物。
上层玻璃1的下表面或下层玻璃2的上表面镀有光伏发电膜5。具体的是，上层玻璃1的下表面镀有光伏发电膜5，下层玻璃2的上表面镀有Low-E膜、AR膜、光致变色、电致变色膜或其他功能膜；或，上层玻璃1的下表面镀有Low-E膜、AR膜、光致变色、电致变色膜或其他功能膜，下层玻璃2的上表面镀有光伏发电膜5。下层玻璃2上可以开设有抽气孔6，用于将上层玻璃1和下层玻璃2之间抽真空。抽气孔5外侧设置封口片7，用于抽真空后将抽气孔密封。上层玻璃1和下层玻璃2之间的真空层3内可以有吸气剂，吸气剂是圆片、矩形片或者其他形状。吸气剂的位置在封口片7内侧、上层玻璃1的下表面或下层玻璃2的上表面预先做好的凹槽内。
如图1所示，上层玻璃1和下层玻璃2可以是平面玻璃。如图2所示，上层玻璃1和下层玻璃2也可以是单曲面或双曲面玻璃。
图3、4、5示出本发明提供的光伏发电真空玻璃的若干光伏发电膜的3个示例的连接示意图。光伏发电膜为条纹状、矩形阵列、圆形阵列或其他形状阵列的串并联。如图3所示，每个光伏发电膜5为条纹状，若干条纹状的光伏发电膜5呈串联阵列，并引出正极引线8和负极引线9。如图4所示，每个光伏发电膜5为圆形，若干圆形的光伏发电膜5呈先串联再并联阵列，并引出正极引线8和负极引线9。如图5所示，每个光伏发电膜5为矩形，若干矩形的光伏发电膜5呈先串联再并联阵列，并引出正极引线8和负极引线9。
图6、7示出本发明提供的光伏发电真空玻璃的光伏发电膜的2个示例的结构示意图。如光伏发电膜5包括第一电极层51和第二电极层52。具体的是，第一电极层51为正极膜层，第二电极层52为负极膜层；或，第一电极层51为负极膜层，第二电极层52为正极膜层。第一电极层51和第二电极层52之间设置半导体N层/P层54、半导体P层/N层55和光吸收透过窗口层53。图6所示，光伏发电膜5由上至下依次包括第一电极层51、光吸收透过窗口层53、半导体N层/P层54、半导体P层/N层55和第二电极层52，且半导体N层/P层54和半导体P层/N层55可互换。如图7所示，光伏发电膜5由上至下依次包括第一电极层51、半导体N层/P层54、半导体P层/N层55、光吸收透过窗口层53和第二电极层52，且半导体N层/P层54和半导体P层/N层55可互换。光伏发电膜5可采用多晶硅、单晶硅、铜非晶硅、微晶硅、铜铟镓硒、碲化镉、硫化镉、铜锌硒硫、钙钛矿或其他材料发电薄膜。
先在其中一片玻璃（上层玻璃或下层玻璃）表面采用化学浸润、化学气相沉积、真空物理气相沉积和真空磁控溅射等方法的一种或几种方法结合镀光伏发电膜，膜制作过程中可用印刷、栅格版、腐蚀等方法直接制作出电池单元和电路，也可用激光后期刻出电池单元和电路，在电路的两端粘接上正负极导线，将发电电量引出。在另一片玻璃的表面采用上述方法镀Low-E膜、AR膜、光致变色或电致变色膜，上下层玻璃可以为钢化玻璃，或钢化曲面玻璃。下层玻璃上布放或采用印刷的方法制作支撑柱，下层玻璃涂布玻璃粉或粘接封边金属，上下层玻璃合片后加热至封边玻璃粉或金属的粘接温度，密封玻璃周边，抽气口用专用装置抽真空排气后用封口片密封抽气口，上下层玻璃之间形成真空层。
图8示出本发明提供的光伏发电真空玻璃的应用示意图。该光伏发电真空玻璃可应用于机车车窗，上层玻璃1和下层玻璃2采用超白玻璃，上层玻璃1的上表面面对车外侧A，下层玻璃2的下表面面对车内侧B。下层玻璃2的上表面镀设光伏发电膜5，并引出正极引线8和负极引线9。上层玻璃1和下层玻璃2之间设置的若干支撑柱4形成两排阵列，撑起真空层3。在下层玻璃2的角落设置抽气孔6，抽气孔5外侧设置封口片7。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，并非用来限定本发明的实施范围。但凡在本发明的保护范围内所做的等效变化及修饰，皆应认为落入了本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种光伏发电真空玻璃，其由上至下依次包括上层玻璃、真空层和下层玻璃，所述上层玻璃和所述下层玻璃之间设置有支撑柱阵列且四周密封；其特征在于，所述上层玻璃的下表面或所述下层玻璃的上表面镀有光伏发电膜。
2.根据权利要求1所述的一种光伏发电真空玻璃，其特征在于，所述光伏发电膜分布呈串联或并联阵列，并引出正极引线和负极引线。
3.根据权利要求1所述的一种光伏发电真空玻璃，其特征在于，所述光伏发电膜包括第一电极层和第二电极层；所述第一电极层和所述第二电极层之间设置半导体N层/P层、半导体P层/N层和光吸收透过窗口层。
4.根据权利要求1所述的一种光伏发电真空玻璃，其特征在于，所述光伏发电膜为多晶硅、单晶硅、非晶硅、微晶硅、铜铟镓硒、碲化镉、硫化镉、铜锌硒硫、钙钛矿或其他材料发电薄膜。
5.根据权利要求1所述的一种光伏发电真空玻璃，其特征在于，所述上层玻璃和所述下层玻璃为平面、单曲面或双曲面玻璃。
6.根据权利要求1所述的一种光伏发电真空玻璃，其特征在于，未镀有光伏发电膜的所述上层玻璃的下表面或下层玻璃的上表面镀有Low-E膜、AR膜、光致变色、电致变色膜或其他功能膜。
7.根据权利要求1所述的一种光伏发电真空玻璃，其特征在于，所述光伏发电膜为条纹状、矩形阵列、圆形阵列或其他形状阵列的串并联。
8.根据权利要求1所述的一种光伏发电真空玻璃，其特征在于，所述上层玻璃和所述下层玻璃之间四周的密封材料为玻璃粉或金属材料。
9.根据权利要求1所述的一种光伏发电真空玻璃，其特征在于，所述上层玻璃和所述下层玻璃之间真空层内放置的吸气剂位置在封口片内侧、所述上层玻璃的下表面或所述下层玻璃的上表面预先做好的凹槽内。
10.根据权利要求1所述的一种光伏发电真空玻璃，其特征在于，所述上层玻璃的下表面或所述下层玻璃的上表面采用化学浸润、化学气相沉积、真空物理气相沉积和真空磁控溅射方法的至少一种方法镀所述光伏发电膜。
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