CN114864728A - 一种高透光咖色玻璃以及咖色太阳能组件 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种高透光咖色玻璃以及咖色太阳能组件，包括玻璃基板，所述玻璃基板一侧表面设置真空镀膜层，所述真空镀膜层包括至少两层高折射率膜和至少一层低折射率膜，所述高折射率膜材料为SiNx、ZrO2、TiOx、Ta2O5或Nb205,所述低折射率膜材料为SiO2，所述高折射率膜层和所述低折射率膜层依次交替层叠分布；真空镀膜层对于波长为500nm～750nm的光的反射率≥20%；真空镀膜层对于波长为400nm～500nm的光的反射率≤30%；真空镀膜层对于波长500nm～750nm的光的反射率大于对于400nm～500nm的光的反射率。本申请咖色太阳能组件的反射光呈现为咖色。
Description
技术领域
本申请涉及光伏组件的领域，尤其是涉及一种高透光咖色玻璃以及咖色太阳能组件。
背景技术
随着光伏技术的发展，光伏建筑一体化技术(BIPV)也有了很多的突破，利用光伏组件与建筑集成，减少光伏系统的占地空间并且为建筑提供清洁能源。
为了满足建筑美学与装饰个性化的追求，有色太阳能电池组件也具有极大的发展前景。目前有色太阳能电池组件主要分为两种，一种利用着色玻璃或者着色胶膜，但是着色玻璃或者着色胶膜在生产过程中会具有掺入较多的有色粒子，而这些有色粒子大多含有金属，会导致玻璃和胶膜的对光的吸收率增加，进而降低光伏组件的发电效率。另一种方法采用在前板玻璃表面镀光学薄膜，通过光的干涉效应使玻璃反射有颜色的光，实现有色太阳能电池组件，并且该方法能够保持玻璃具有较高的穿透率，减少对光伏组件发电效率的影响。
目前能利用光学薄膜而实现太阳能组件的颜色较少，仅仅有蓝色、绿色、红色和金黄色等单色光的颜色，还有较多颜色的空白。
发明内容
为了能使太阳能电池组件具有更多的色彩，本申请提供一种高透光咖色玻璃。
本申请提供的一种高透光咖色玻璃采用如下的技术方案：
一种高透光咖色玻璃，包括玻璃基板，所述玻璃基板一侧表面设置真空镀膜层，所述真空镀膜层包括至少两层高折射率膜和至少一层低折射率膜，所述高折射率膜材料为SiNx、ZrO2、TiOx、Ta2O5或Nb205,所述低折射率膜材料为SiO2，所述高折射率膜层和所述低折射率膜层依次交替层叠分布；
真空镀膜层对于波长为500nm～750nm的光的反射率≥20％；
真空镀膜层对于波长为400nm～500nm的光的反射率≤30％；
真空镀膜层对于波长500nm～750nm的光的反射率大于对于400nm～500nm的光的反射率。
通过采用上述技术方案，利用真空镀膜层控制穿过光的透过率，增加波长为500nm～750nm的光的反射率，使得反射的单色光复合为咖色，使人们能够看到玻璃反射的光为咖色。
可选的，所述真空镀膜层包括三层膜，最靠近玻璃基材的膜为第一层膜，最远离玻璃基材的为第三层膜，其中第一层和第三层为高折射率膜，第二层膜为低折射率膜；
所述第一层膜厚度为100nm～136nm；
所述第二层膜厚度为23nm～68nm；
所述第三层膜厚度为80nm～139nm。
可选的，所述真空镀膜层包括五层膜，最靠近玻璃基材的膜为第一层膜，最远离玻璃基材的为第五层膜，其中第一层膜、第三层膜和第五层膜为高折射率膜，第二层和第四层膜为低折射率膜；
所述第一层膜厚度为100nm～136nm；
所述第二层膜厚度为24nm～48nm；
所述第三层膜厚度为110nm～146nm；
所述第四层膜厚度为28nm～69nm；
所述第五层膜厚度为88nm～139nm。
可选的，所述真空镀膜层包括六层膜，最靠近玻璃基材的膜为第一层膜，最远离玻璃基材的为第六层膜，其中第一层膜、第三层膜和第五层膜为高折射率膜，第二层膜、第四层膜和第六层膜为低折射率膜；
所述第一层膜厚度为100nm～136nm；
所述第二层膜厚度为24nm～48nm；
所述第三层膜厚度为110nm～146nm；
所述第四层膜厚度为28nm～69nm；
所述第五层膜厚度为88nm～139nm；
所述第六层膜厚度为5nm～30nm。
可选的，所述真空镀膜层包括七层膜，最靠近玻璃基材的膜为第一层膜，最远离玻璃基材的为第七层膜，其中第一层膜、第三层膜、第五层膜和第七层膜为高折射率膜，第二层膜、第四层膜和第六层膜为低折射率膜；
所述第一层膜厚度为123nm～165nm；
所述第二层膜厚度为8nm～23nm；
所述第三层膜厚度为113nm～147nm；
所述第四层膜厚度为38nm～79nm；
所述第五层膜厚度为98nm～142nm；
所述第六层膜厚度为28nm～49nm；
所述第七层膜厚度为96nm～143nm。
可选的，所述真空镀膜层包括八层膜，最靠近玻璃基材的膜为第一层膜，最远离玻璃基材的为第八层膜，其中第一层膜、第三层膜、第五层膜和第七层膜为高折射率膜，第二层膜、第四层膜、第六层膜和第八层膜为低折射率膜；
所述第一层膜厚度为86nm～127nm；
所述第二层膜厚度为26nm～37nm；
所述第三层膜厚度为108nm～143nm；
所述第四层膜厚度为55nm～75nm；
所述第五层膜厚度为98nm～130nm；
所述第六层膜厚度为32nm～57nm；
所述第七层膜厚度为97nm～132nm；
所述第八层膜厚度为80nm～123nm。
可选的，所述玻璃基板背离光学膜系的表面进行防眩光处理。
可选的，所述防眩光处理为在玻璃基材表面设置有防眩光镀膜。
可选的，所述防眩光处理为在玻璃基材表面进行刻蚀形成哑光漫反射面。
可选的，玻璃基材在远离真空镀膜层的最外侧设置有防污膜。
可选的，所述玻璃基材侧壁设置有反射膜，所述反射膜对于波长500nm～750nm光的反射率大于50％。
通过采用上述技术方案，真空镀膜层反射至反射膜的光会别二次反射，从而增加了从玻璃基材边缘处折射出的光，这些光的光路与玻璃基材夹角更小，进而可以缓解咖色比例边缘处的色差。
另一方面本申请提供一种咖色太能能组件，该咖色太阳能组件，依次包括一侧设置有真空镀膜层的玻璃基材、封装胶膜层、太阳能电池片、封装胶膜层和背板，所述玻璃基材设置有真空镀膜层的一侧朝向太阳能电池片。
可选的，所述太阳能电池片为薄膜电池片或晶硅电池片。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.利用高折射率和低折射率交替形成多层反射面，利用薄膜干涉效应，形成新的光波，使得玻璃反射咖色的光，填补了光伏领域色彩的空白；
2.对玻璃表面进行漫反射处理，减小玻璃表面反射的光，增加穿过玻璃的透光率，提升太阳能组件的效率，并且能够减少光污染，以及能够玻璃表面反射更加均匀，使得玻璃的咖色更加均匀。
附图说明
图1是本申请用于展示实施例1层叠结构的剖面图。
图2是本申请实施例1用于展示透过率、反射率以及波长关系曲线图。
图3是本申请实施例2用于展示透过率、反射率以及波长关系曲线图。
图4是本申请实施例3用于展示透过率、反射率以及波长关系曲线图。
图5是本申请实施例4用于展示透过率、反射率以及波长关系曲线图。
图6是本申请实施例5用于展示透过率、反射率以及波长关系曲线图。
图7是本申请实施例6用于展示透过率、反射率以及波长关系曲线图。
图8是本申请实施例7用于展示透过率、反射率以及波长关系曲线图。
图9是本申请实施例8用于展示透过率、反射率以及波长关系曲线图。
图10是本申请实施例9用于展示透过率、反射率以及波长关系曲线图。
图11是本申请实施例10用于展示透过率、反射率以及波长关系曲线图。
图12是本申请太能能光伏组件的层叠结构的示意图。
图13是本申请用于展示咖色玻璃边缘处光路的示意图。
图14是本申请实施例11用于展示咖色玻璃边缘处光路的示意图。
附图标记说明：100、咖色玻璃；101、玻璃基材；102、高折射率膜；103、低折射率膜；104、反射膜；200、封装胶膜层；300、太阳能电池片；400、背板。
具体实施方式
以下结合附图1-12对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种高透光咖色玻璃。
实施例1：
一种高透光咖色玻璃，参见图1：该玻璃包括玻璃基材101以及设置于玻璃基材101表面一侧的真空镀膜层。
本实施例中，玻璃基材101采用5mm钢化浮法超白玻璃，其折射率为1.52。利用真空磁控溅射镀膜机对玻璃基材101的表面进行镀膜，从而形成真空镀膜层，玻璃基材101设置有真空镀膜层的一侧朝向太阳能电池片300。
真空镀膜层对于波长为500nm～750nm的光的反射率≥20％；
真空镀膜层对于波长为400nm～500nm的光的反射率≤30％；
真空镀膜层对于波长500nm～750nm的光的反射率大于对于400nm～500nm的光的反射率。
真空镀膜层包括至少两层高折射率膜102和至少一层低折射率膜103。高折射率膜102层和低折射率膜103层依次交替分布，并且与玻璃基材101直接接触的为一层高折射率膜102。其中高折射率膜102为折射率大于1.6，而低折射率膜103的折射率小于1.5。
在本实施例中，低折射率膜103的材料为SiO2，其折射率为1.46。高折射率膜102的材料可以选用SiNx、ZrO2、TiOx、Ta2O5或Nb205。在本实施例中，高折射率膜102的材料为Nb205，其折射率为2.35。
本实施例中，真空镀膜层包括三层膜：
第一层膜是材料为Nb205的高折射率膜102，厚度为102.36nm；
第二层膜是材料为SiO2的低折射率膜103，厚度为23.99nm；
第三层膜是材料为Nb205的高折射率膜102，厚度为84.36nm；
其中，第一层膜为直接与玻璃基材101接触的膜。
实施例2-10与实施例1不同之处在于真空镀膜层的层数以及每层的厚度不同，更具体的：
实施例2的真空镀膜层包括三层膜，各层膜的厚度如表一所示；
实施例3-4的真空镀膜层均包括五层膜，各层膜的厚度如表一所示；
实施例5-6的真空镀膜层均包括六层膜，各层膜的厚度如表一所示；
实施例7-8的真空镀膜层均包括七层膜，各层膜的厚度如表一所示；
实施例9-10的真空镀膜层均包括八层膜，各层膜的厚度如表一所示。
表一：实施例1-10真空镀膜层每层膜的厚度(单位：nm)
测试：
对镀膜之后的玻璃进行光谱测试，利用分光光度计对玻璃检测光谱，获得实施例1-10的透过率-波长曲线以及反射率-波长曲线，参见图2-11。
通过实施例1-10的反射率-波长曲线，实施例1-10中波长为400nm至500nm光的反射率明显降低，从而反射光主要集中在波长500nm以上，以及波长400nm以下的光。又可见光波长集中于380nm～760nm之间，因此小于400nm的光被人观察到的较少，而主要能够观察到的从玻璃反射的光主要集中于500nm以上的光，并且反射率的峰值主要集中在600nm左右，此波长的光为橙色光和黄色光为主，即反射光以橙色光和黄色光为主，并且融合少量部分红色，最后形成咖啡色。
值得注意的是，除了目标波长区间(500nm～700nm)内的光反射率较高，其他波段的反射率较低，通过率较高。即除了波长为500nm～700nm的光透过率有所下降，其波长的光整体较高，使该咖色玻璃具有较高的透过率，因此该高透光咖色玻璃作为太阳能发电组件的前板时，对于太阳能发电组件发电效率影响较小。
表二：实施例1-10镀膜后的相关颜色数据
本申请实施例中采用CIE L*a*b模式表示颜色，L*a*b由一个垂直轴心(L*)表示明亮度的全白到全黑，两个水平延伸面表示色彩，其中之一为红到绿色(a*)，另外一个面表示蓝到黄色(b*)。
表二可知，实施例1-10的颜色饱和度c*(ab)的值较高，颜色鲜艳，以满足建筑装饰需求。并且在不同的入射角下，数值差异较小，表面在不同角度观察，咖色玻璃的颜色差异小。b*的数值为正数且数值较大，表明颜色较黄，而a*数值主要为正数，表明颜色偏红。
实施例11：
参照图13，咖色玻璃100的颜色为经真空镀膜层反射的光穿过玻璃基材101而产生的光的颜色。人在注视玻璃时，自然光照射于咖色玻璃100，经过反射被人眼捕捉而形成视觉，并且感知颜色。经过咖色玻璃100反射表面各处且别人眼捕捉的光以扇形分布。
又因为玻璃基材101有一定的厚度，真空镀膜层反射的光无法在玻璃基材101边缘的表面形成一个较小的夹角。设真空镀膜层反射的光在玻璃基材101边缘的表面形成的最小夹角为α。当人视线与玻璃基材101边缘处表面的夹角β小于夹角α时，咖色玻璃100边缘便会产生的色差。
为了缓解该问题，本实施例公开一种高透光咖色玻璃100，参照图14本实施例与实施例1的不同之处在于：玻璃基材101101的侧壁设置有反射膜104，并且反射膜104对于波长500nm～750nm光的反射率大于50％。反射膜104为铝膜或银膜等金属膜，也可以采用全介质反射膜。
因反射膜104的存在，部分真空镀膜层反射的光经过反射膜104的反射，然后从玻璃基材101边缘折射而出，从而可以增减边缘处来自于真空镀膜层反射的光，进而缓解了咖色玻璃100边缘存在的色差。玻璃基材101进行防眩光处理则可以进一步减少色差的效果，经过漫反射处理后，光进入玻璃基材101内时，因为防眩光层的原因，光线发生多次反射，从而达到真空镀膜层的角度范围更多，从而能够使更多光反射于反射膜104。
本申请实施例还公开了一种咖色太阳能组件，参见图12，依次包括咖色玻璃100、封装胶膜层200、太阳能电池片300、封装胶膜层200和背板400。其中咖色玻璃100采用如实施例1-10所述的任一高透光咖色玻璃，其能够反射咖色的光，从而太阳能组件玻璃侧的外观呈咖色。
咖色玻璃100背离真空镀膜层的一侧表面进行防眩光处理，防眩光处理可以为镀防眩光膜，也可以采用刻蚀的方式，使玻璃表面形成漫反射，从不同角度看太阳能组件的色差更小，并且减少了光污染。
太阳能电池片300可以使用薄膜电池片，也可以使用晶硅电池片，本实施例中选用晶硅电池片，以获得更高的发电效率。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高透光咖色玻璃，其特征在于：包括玻璃基板（400），所述玻璃基板（400）一侧表面设置真空镀膜层，所述真空镀膜层包括至少两层高折射率膜（102）和至少一层低折射率膜（103），所述高折射率膜（102）材料为SiNx、ZrO2、TiOx、Ta2O5或Nb205,所述低折射率膜（103）材料为SiO2，所述高折射率膜（102）层和所述低折射率膜（103）层依次交替层叠分布；
真空镀膜层对于波长为500nm～750nm的光的反射率≥20%；
真空镀膜层对于波长为400nm～500nm的光的反射率≤30%；
真空镀膜层对于波长500nm～750nm的光的反射率大于对于400nm～500nm的光的反射率。
2.根据权利要求1所述的一种高透光咖色玻璃，其特征在于：所述真空镀膜层包括三层膜，最靠近玻璃基材（101）的膜为第一层膜，最远离玻璃基材（101）的为第三层膜，其中第一层和第三层为高折射率膜（102），第二层膜为低折射率膜（103）；
所述第一层膜厚度为100nm～136nm；
所述第二层膜厚度为23nm～68nm；
所述第三层膜厚度为80nm～139nm。
3.根据权利要求1所述的一种高透光咖色玻璃，其特征在于：所述真空镀膜层包括五层膜，最靠近玻璃基材（101）的膜为第一层膜，最远离玻璃基材（101）的为第五层膜，其中第一层膜、第三层膜和第五层膜为高折射率膜（102），第二层和第四层膜为低折射率膜（103）；
所述第一层膜厚度为100nm～136nm；
所述第二层膜厚度为24nm～48nm；
所述第三层膜厚度为110nm～146nm；
所述第四层膜厚度为28nm～69nm；
所述第五层膜厚度为88nm～139nm。
4.根据权利要求1所述的一种高透光咖色玻璃，其特征在于：所述真空镀膜层包括六层膜，最靠近玻璃基材（101）的膜为第一层膜，最远离玻璃基材（101）的为第六层膜，其中第一层膜、第三层膜和第五层膜为高折射率膜（102），第二层膜、第四层膜和第六层膜为低折射率膜（103）；
所述第一层膜厚度为100nm～136nm；
所述第二层膜厚度为24nm～48nm；
所述第三层膜厚度为110nm～146nm；
所述第四层膜厚度为28nm～69nm；
所述第五层膜厚度为88nm～139nm；
所述第六层膜厚度为5nm～30nm。
5.根据权利要求1所述的一种高透光咖色玻璃，其特征在于：所述真空镀膜层包括七层膜，最靠近玻璃基材（101）的膜为第一层膜，最远离玻璃基材（101）的为第七层膜，其中第一层膜、第三层膜、第五层膜和第七层膜为高折射率膜（102），第二层膜、第四层膜和第六层膜为低折射率膜（103）；
所述第一层膜厚度为123nm～165nm；
所述第二层膜厚度为8nm～23nm；
所述第三层膜厚度为113nm～147nm；
所述第四层膜厚度为38nm～79nm；
所述第五层膜厚度为98nm～142nm；
所述第六层膜厚度为28nm～49nm；
所述第七层膜厚度为96nm～143nm。
6.根据权利要求5所述的一种高透光咖色玻璃，其特征在于：所述真空镀膜层包括八层膜，最靠近玻璃基材（101）的膜为第一层膜，最远离玻璃基材（101）的为第八层膜，其中第一层膜、第三层膜、第五层膜和第七层膜为高折射率膜（102），第二层膜、第四层膜、第六层膜和第八层膜为低折射率膜（103）；
所述第一层膜厚度为86nm～127nm；
所述第二层膜厚度为26nm～37nm；
所述第三层膜厚度为108nm～143nm；
所述第四层膜厚度为55nm～75nm；
所述第五层膜厚度为98nm～130nm；
所述第六层膜厚度为32nm～57nm；
所述第七层膜厚度为97nm～132nm；
所述第八层膜厚度为80nm～123nm。
7.根据权利要求1所述的一种高透光咖色玻璃，其特征在于：所述玻璃基板（400）背离光学膜系的表面进行防眩光处理和/或防污处理。
8.根据权利要求7所述的一种高透光咖色玻璃，其特征在于：所述防眩光处理为在玻璃基材（101）表面设置有纳米防眩光涂层或者进行化学蚀刻形成哑光漫反射面。
9.根据权利要求1所述的一种高透光咖色玻璃，其特征在于：所述玻璃基材侧壁设置有反射膜（104），所述反射膜（104）对于波长500nm～750nm光的反射率大于50%。
10.一种具有如权利要求1-9任一所述玻璃的咖色太阳能组件，依次包括一侧设置有真空镀膜层的玻璃基材（101）、封装胶膜层（200）、太阳能电池片（300）、封装胶膜层（200）和背板（400），其特征在于，所述玻璃基材（101）设置有真空镀膜层的一侧朝向太阳能电池片（300）。
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| CN202210452200.5A CN114864728A (zh) | 2022-04-27 | 2022-04-27 | 一种高透光咖色玻璃以及咖色太阳能组件 |
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