CN116348812A

CN116348812A - 具有低发射率的电化学玻璃窗

Info

Publication number: CN116348812A
Application number: CN202180072810.6A
Authority: CN
Inventors: J-C·吉龙; N·A·梅卡迪耶
Original assignee: Sage Electrochromics Inc
Current assignee: Sage Electrochromics Inc
Priority date: 2020-11-05
Filing date: 2021-10-27
Publication date: 2023-06-27
Also published as: US20220136318A1; EP4241134A1; WO2022099244A1

Abstract

本发明公开了一种三层玻璃窗单元。该三层玻璃窗单元可包括第一窗格、第二窗格、位于该第一窗格和该第二窗格之间的第三窗格、联接到该第三窗格并且位于该第三窗格和该第二窗格之间的电化学装置、位于该第一窗格和该第三窗格之间的第一腔、和位于该第二窗格和该第三窗格之间的第二腔，其中该第一窗格和该第三窗格之间的距离大于该第二窗格和该第三窗格之间的距离。

Description

具有低发射率的电化学玻璃窗

技术领域

本公开涉及低发射率电化学装置及其形成方法。

背景技术

电化学装置可包括电致变色堆叠，其中透明导电层用于为堆叠的操作提供电连接。电致变色(EC)装置采用能够在电化学氧化和还原之后响应于所施加的电势可逆地改变其光学性质的材料。光学调制是电子和电荷补偿离子在电化学材料晶格中同时插入和取出的结果。

当将EC装置结合到玻璃窗单元中时，与光学和能量相关的性质可以改变。隔热玻璃窗单元可包括由间隔件隔开的双层或三层窗格系列。三层窗格电致变色绝缘单元通常包括由两个间隔件隔开的三个窗格。窗格之间的气密密封腔可减少通过气腔的热传递，该热传递最终影响电致变色装置的性能。为了减小对电致变色装置的影响，通常将电致变色装置放置在外部窗格上。另外，从热学观点来看，其透射率可以在太阳光谱的至少一部分内变化的玻璃窗允许太阳热流入室内，这导致有限的腔(诸如房间、建筑物、飞机、轮船等)内的过度加热。

因此，在电致变色装置三层玻璃窗单元的情况下寻求进一步的改进。

附图说明

图1是根据本公开的三层玻璃窗单元的示意图。

图2A至图2E各自示出了根据本公开的实施方案的具有改进结构的三层玻璃窗单元的示意性横截面。

图3A至图3E各自示出了根据本公开的另一个实施方案的三层隔热玻璃窗单元的示意图。

图4A至图4E各自示出了根据本公开的另一个实施方案的三层隔热玻璃窗单元500的示意图。

图5是根据本公开的另一个实施方案的电化学装置的示意性横截面。

图6示出了根据本公开的另一个实施方案的三层隔热玻璃窗单元的示意图。

技术人员应当理解，附图中的元件是为了简单和清楚而示出的，并且不必按比例绘制。例如，图中的元件中的一些元件的尺寸可以相对于其他元件被放大，以帮助改善对本发明的实施方案的理解。

具体实施方式

提供以下结合附图的描述以帮助理解本文所公开的教导内容。以下讨论将集中于教导内容的具体实施方案和实施方案。提供该焦点以帮助描述教导内容，并且不应将其解释为对教导内容的范围或适用性的限制。

如本文所用，术语“包含(comprises、comprising)”、“包括(includes、including)”、“具有(has、having)”或它们的任何其他变型形式旨在涵盖非排他性的包括。例如，包括一系列特征的过程、方法、制品或装置不必仅限于那些特征，而是可包括未明确列出的或此类过程、方法、制品或装置固有的其他特征。此外，除非明确相反地陈述，否则“或”是指包含性，而不是排他性。例如，条件A或B由以下任一项满足：A为真(或存在)且B为假(或不存在)，A为假(或不存在)且B为真(或存在)，以及A和B两者均为真(或存在)。

包括汇流条、孔、孔等的图案化特征可具有宽度、深度或厚度以及长度，其中长度大于宽度和深度或厚度。如本说明书中所用，直径是指圆形的宽度，短径是指椭圆形的宽度。

使用“一个”或“一种”来描述本文所述的元件和部件。这样做仅仅是为了方便和给出本发明范围的一般意义。该描述应被理解为包括一个或至少一个，并且单数也包括复数，或反之亦然，除非清楚地表明其另有含义。

词语“约”、“大约”或“基本上”的使用旨在表示参数的值接近于指定值或位置。然而，微小的差异可能阻止值或位置精确地如所述的那样。

玻璃窗单元的太阳热增益系数(SHGC)使用标准NFRC 201中描述的程序测量或使用标准NFRC 200和EN410中描述的方法计算。

选择性是TL/TE的比率，其中TL是涂覆窗格的光透射率，TE是其能量透射率，如EN410中所定义。

除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。材料、方法和示例仅是示例性的，而不旨在是限制性的。就本文未描述的程度而言，关于具体材料和加工动作的许多细节是常规的，并且可在玻璃、气相沉积和电致变色领域内的教科书和其他来源中找到。

图1是根据本公开的实施方案的隔热玻璃窗单元100的示意图。本文所述的电化学装置中的任一者可作为隔热玻璃单元100的一部分进行加工。隔热玻璃单元100可包括第一面板105、电化学装置120、第二面板110、第三面板140、第一间隔件115和第二间隔件135。在一个实施方案中，第一间隔件115可位于第一面板905和第二面板910之间。第二间隔件135可位于第一面板105和第三面板140之间。

第一面板105可以是玻璃面板、蓝宝石面板、氮氧化铝面板或尖晶石面板。在另一个实施方案中，第一面板可包含透明聚合物，诸如聚丙烯酸化合物、聚烯烃、聚碳酸酯、聚酯、聚醚、聚乙烯、聚酰亚胺、聚砜、多硫化物、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯、另一种合适的透明聚合物或上述物质的共聚物。第一面板105可以是或可以不是柔性的。在一个具体实施方案中，第一面板105可以是浮法玻璃或硼硅酸盐玻璃并且具有在2mm至20mm厚范围内的厚度。第一面板105可以是热处理、热强化或退火的面板。在一个实施方案中，电化学装置120可联接到第一面板105。在另一个实施方案中，电化学装置120位于衬底125上并且衬底125联接到第一面板105。在一个实施方案中，层压夹层130可设置在第一面板105和电化学装置120之间。在一个实施方案中，层压夹层130可设置在第一面板105和包括电化学装置120的衬底125之间。电化学装置120可位于衬底125的第一侧121上，并且层压夹层130可联接到衬底125的第二侧122。第一侧121可平行于第二侧122并且与该第二侧相背对。

第二面板110可以是玻璃面板、蓝宝石面板、氮氧化铝面板或尖晶石面板。在另一个实施方案中，第二面板可包含透明聚合物，诸如聚丙烯酸化合物、聚烯烃、聚碳酸酯、聚酯、聚醚、聚乙烯、聚酰亚胺、聚砜、多硫化物、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯、另一种合适的透明聚合物或上述物质的共聚物。第二面板可以是或可以不是柔性的。在一个具体实施方案中，第二面板110可以是浮法玻璃或硼硅酸盐玻璃并且具有在5mm至30mm厚范围内的厚度。第二面板110可以是热处理、热强化或退火的面板。在一个实施方案中，第一间隔件115可位于第一面板105和第二面板110之间。在另一个实施方案中，第一间隔件115位于衬底125和第二面板110之间。在又一个实施方案中，第一间隔件115位于电化学装置120和第二面板110之间。

第三面板140可以是玻璃面板、蓝宝石面板、氮氧化铝面板或尖晶石面板。在另一个实施方案中，第三面板140可包含透明聚合物，诸如聚丙烯酸化合物、聚烯烃、聚碳酸酯、聚酯、聚醚、聚乙烯、聚酰亚胺、聚砜、多硫化物、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯、另一种合适的透明聚合物或上述物质的共聚物。第二面板可以是或可以不是柔性的。在一个具体实施方案中，第三面板140可以是浮法玻璃或硼硅酸盐玻璃并且具有在5mm至30mm厚范围内的厚度。第三面板140可以是热处理、热强化或退火的面板。在一个实施方案中，第二间隔件135可位于第一面板105和第三面板140之间。在另一个实施方案中，第二间隔件135可位于衬底125和第三面板140之间。在又一个实施方案中，间隔件135可位于电化学装置120和第三面板135之间。在一个实施方案中，第一面板105可在一侧联接到衬底125并且在另一侧联接到第二间隔件135并且因此与第三面板140间隔开。换句话说，第二间隔件可位于电化学装置120和第三面板140之间。

根据本公开，图2A至图2E各自示出了根据本公开的实施方案的三层隔热玻璃窗单元200的示意图。为了说明清楚起见，玻璃窗单元200包含有源装置260。在一个实施方案中，有源装置260可以是透明/类似透明光伏装置，或者更一般地，是能量收集装置。在一个实施方案中，有源装置260是电化学装置260。在一个实施方案中，电化学装置260可以是可变透射装置。在一个实施方案中，电化学装置260可以是电致变色装置。在一个实施方案中，有源装置260是薄膜电池。在另一个实施方案中，有源装置260是固态电致变色装置。在又一个实施方案中，有源装置260是可包含二色性染料的液晶装置。有源装置还可以是热致变色或光致变色装置。在一个实施方案中，有源装置可以是发声和/或声音消除装置。然而，将认识到，本公开类似地适用于其他类型的划线电活性装置、电化学装置以及具有不同堆叠或膜结构(例如，附加层)的其他电致变色装置。将参照图5更详细地讨论有源装置。

关于图2A至图2E的三层玻璃窗单元200，单元200可包括第一窗格205、第二窗格210、第三窗格240、第一间隔件215和第二间隔件235。在一个实施方案中，第一窗格205基本上平行于第二窗格210，并且第二窗格210基本上平行于第三窗格240。第一窗格205可位于第二窗格210和第三窗格240之间。在一个实施方案中，第一窗格205可通过第一间隔件215与第二窗格210间隔开。在另一个实施方案中，第一窗格204可通过第二间隔件235与第三窗格240间隔开。

在一个实施方案中，有源装置260可联接到第一窗格205。在一个实施方案中，有源装置260可用层压夹层230联接到第一窗格205，如图2A所示。在另一个实施方案中，有源堆叠226可位于衬底225和第三窗格205之间，如图2B所示。在这样的实施方案中，有源堆叠226可位于窗格205上。任选地，低e层271可位于衬底225上，如图2E所示。在另一个实施方案中，有源装置260可直接联接到第一窗格205，如图2C所示。如图2D所示，有源装置260可包括低发射率(低E)层272。在一个实施方案中，有源装置260的第二透明导电层可以是低e层272。

在图2的实施方案中，有源装置是电化学装置260。电化学装置260可包括衬底225和电化学堆叠226。在一个实施方案中，电化学堆叠226可面向第二窗格210，而层压夹层230位于衬底225和第一窗格205之间。换句话说，在一个实施方案中，衬底225位于电化学堆叠226和第一窗格205之间。在一个实施方案中，电化学装置260可位于第一窗格205和第二窗格210之间。下面将参照图5更详细地讨论电化学装置260。

在第一窗格205和第二窗格210之间可以是腔255。在第一窗格205和第三窗格240之间可以是腔265。在功能上，位于窗格205、240、210之间的空间255、265可以是绝缘的。因此，当外部窗格210和240与内部窗格205等距时，腔255和腔265内的热可被捕获并开始加热电化学装置260。与具有面向可散热的外部环境的侧面的外部窗格240和210不同，内部窗格205吸收所捕获的热。在一个实施方案中，第三窗格240可具有面向结构外部的外表面，而第二窗格210可具有面向结构内部的外表面。内部窗格205可加热至高于70℃。在此类温度下，联接到内部窗格205的电化学装置260开始劣化或变得低效地起作用。另外，由于热朝向外部窗格的外表面对称地排出，所以三层玻璃窗单元的太阳热增益系数可以很高(大于0.5)。然而，图2的实施方案有利地允许电化学装置联接到内部窗格，同时保持功能并且限制三层玻璃窗单元的太阳热增益系数。

因此，如图2A至图2E所示，第一窗格205和第二窗格210之间的距离A大于第一窗格205和第三窗格240之间的距离B。距离A可介于4mm和24mm之间。在另一个实施方案中，距离A可介于6mm和20mm之间。在又一个实施方案中，距离A可介于8mm和16mm之间。距离B可介于6mm和30mm之间。在一个实施方案中，距离B可介于8mm和20mm之间。在又一个实施方案中，距离B可介于12mm和18mm之间。在一个实施方案中，距离A是距离B的两倍。在另一个实施方案中，距离A:B的比率可介于1:2和1:5之间。腔265可包含介于50％和100％之间的大气空气。在另一个实施方案中，腔265可包含介于90％和100％之间的大气空气。在又一个实施方案中，腔265可包含约100％的大气空气。腔255可包含介于10％和20％之间的大气空气以及介于80％和90％之间的氩。在一个实施方案中，腔255可包含介于10％和15％之间的大气空气以及介于85％和90％之间的氩。三层玻璃窗单元200有利地将热从内部窗格205朝向三层玻璃窗单元200的外部排出，并且因此优化了玻璃窗单元200的能量性能，如通过太阳热增益系数所测量的。

虽然公开了三层玻璃窗单元，但是可以设想可以使用多于三个窗格。在一个实施方案中，内部窗格205可包含其中具有有源装置的多于一个窗格，如图6所示。在另一个实施方案中，三层玻璃窗单元200可首先被制造为双层窗格玻璃窗单元，并且然后被改装到现有的窗格上以制造三层窗格玻璃窗单元。在另一个实施方案中，电致变色装置可在单个窗格上制造，并且然后改装并与已经在结构上的单个窗格组合以形成双层玻璃窗单元。制造三层玻璃窗单元的方法可包括在一个位置形成双层玻璃窗单元，将双层玻璃窗单元转移到第二位置，以及使用双层玻璃窗单元、第二间隔件和第三窗格形成三层玻璃窗单元。在单个实施方案中，双层玻璃窗单元可在与三层玻璃窗单元相同的位置制造。双层玻璃窗单元可包括第一窗格，第二窗格，位于第一窗格和第二窗格之间的第一间隔件，该第一间隔件在第一窗格和第二窗格之间形成第一腔，以及联接到第一窗格并且位于第一窗格和第二窗格之间的有源装置。在一个实施方案中，第一腔包含约90％的氩或氪和约10％的大气空气。三层玻璃窗单元可包括先前形成的双层玻璃窗单元、第三窗格以及位于第一窗格和第三窗格之间的第二间隔件，该第二间隔件在第一窗格和第三窗格之间形成第二腔。在一个实施方案中，第三窗格是安装在诸如建筑物、汽车、飞机等结构内的窗口的一部分。在一个实施方案中，第二腔可包含约100％的大气空气。在另一个实施方案中，第一腔可以是开放的，使得空气可与建筑物的内部交换。在一个实施方案中，第二腔可比第一腔窄。如上所述制造的三层玻璃窗单元可类似于图2中描述的三层玻璃窗单元200。

三层玻璃窗单元200可包括附加的层和实施方式，诸如图3A至图3E所示。图3A至图3E各自示出了根据本公开的另一个实施方案的三层隔热玻璃窗单元300的示意图。图3A至图3E的三层玻璃窗单元300基本上类似于图2A至图2E的三层玻璃窗单元200。实际上，图3A至图3E的三层玻璃窗单元300是图2A至图2E的实施方案的变型，其中等效元件被赋予相同的参考标号。因此，下文仅描述与图2A至图2E的附加特征或差异。如图3A至图3E所示，低发射率(低E)层370位于第二窗格210上。在一个实施方案中，电化学装置260和低E层370位于第一腔255内。在一个实施方案中，电化学装置260位于第一窗格205的第一侧上，该电化学装置面向位于第二窗格210的内侧上的低E层370，其中第一侧基本上平行于内侧。如图3D所示，有源装置260可包括低发射率(低E)层272。在一个实施方案中，有源装置260的第二透明导电层可以是低e层272。在这样的实施方案中，低E层370可面向有源装置260的第二透明导电层，该第二透明导电层可以用作低e层272。在一个实施方案中，低e层370具有比有源装置260的低e层272的长度更长的长度。

图4A至图4E各自示出了根据本公开的另一个实施方案的三层隔热玻璃窗单元400的示意图。图4A至图4E的三层玻璃窗单元400基本上类似于图2A至图2E的三层玻璃窗单元200。实际上，图4A至图4E的三层玻璃窗单元400是图2A至图2E的实施方案的变型，其中等效元件被赋予相同的参考标号。因此，下文仅描述与图2A至图2E的附加特征或差异。如图4A至图4E所示，控制层470可位于第三窗格240上。在一个实施方案中，控制层470位于第三窗格240的内表面上，其中该内表面是形成第二腔265的边界的一部分。在一个实施方案中，隔热玻璃窗单元400可任选地包括位于第二窗格210上的低发射率(低E)层370。在一个实施方案中，低E层370可平行于并面向控制层470。换句话说，低E层370可位于第一腔255中，并且控制层470可位于第二腔265中。在另一个实施方案中，控制层470是腔265内的唯一层。控制层470可具有大于1.7且小于10的选择性。在一个实施方案中，电化学装置260和低E层370都位于第一腔255内。

图5示出了可以是上述玻璃窗单元的一部分的有源装置500的横截面图。在图5的实施方案中，有源装置500是电化学装置500。电化学装置500可包括衬底510、第一透明导电层520、阴极电化学层530、阳极电化学层540和第二透明导电层550。

在一个实施方案中，衬底510可包括玻璃衬底、蓝宝石衬底、氮氧化铝衬底或尖晶石衬底。在另一个实施方案中，衬底510可包含透明聚合物，诸如聚丙烯酸化合物、聚烯烃、聚碳酸酯、聚酯、聚醚、聚乙烯、聚酰亚胺、聚砜、多硫化物、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯、另一种合适的透明聚合物或上述物质的共聚物。衬底510可以是或可以不是柔性的。在一个具体实施方案中，衬底510可以是浮法玻璃或硼硅酸盐玻璃并且具有在0.5mm至12mm厚范围内的厚度。衬底510可具有不大于16mm的厚度，诸如12mm、不大于10mm、不大于8mm、不大于6mm、不大于5mm、不大于3mm、不大于2mm、不大于1.5mm、不大于1mm或不大于0.01mm。在另一个具体实施方案中，衬底510可包括超薄玻璃，其为具有在50微米至300微米范围内的厚度的矿物质玻璃。在具体实施方案中，衬底510可用于所形成的许多不同电化学装置并且可称为母板。

透明导电层520和550可包含导电金属氧化物或导电聚合物。示例可包含氧化锡或氧化锌，其中任一种可用三价元素诸如Al、Ga、In等掺杂，氟化氧化锡或磺化聚合物诸如聚苯胺、聚吡咯、聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)等。在另一个实施方案中，透明导电层520和550可包含金、银、铜、镍、铝或它们的任何组合。透明导电层520和550可包含氧化铟、氧化铟锡、掺杂的氧化铟、氧化锡、掺杂的氧化锡、氧化锌、掺杂的氧化锌、氧化钌、掺杂的氧化钌以及它们的任何组合。透明导电层520和550可具有相同或不同的组成。透明导电层520和550可具有介于10nm和600nm之间的厚度。在一个实施方案中，透明导电层520和550可具有介于200nm和500nm之间的厚度。在一个实施方案中，透明导电层520和550可具有介于320nm和460nm之间的厚度。在一个实施方案中，第一透明导电层520可具有介于10nm和600nm之间的厚度。在一个实施方案中，第二透明导电层550可具有介于80nm和600nm之间的厚度。第一透明导电层520可位于衬底310和阴极电化学层530之间。在一个实施方案中，第一透明导电层520包括P1间隙以防止电化学装置500的电短路。在一个实施方案中，第一透明导电层520通过P1间隙与第二透明导电层550电隔离。在一个实施方案中，装置260的第二透明导电层550可以是低e层。

层530和540可为电极层，其中这些层中的一者可以是阴极电化学层，并且这些层中的另一者可为阳极电致变色层(也称为反电极层)。在一个实施方案中，阴极电化学层530是电致变色层。阴极电化学层530可包含无机金属氧化物材料，诸如WO₃、V₂O₅、MoO₃、Nb₂O₅、TiO₂、CuO、Ni₂O₃、NiO、Ir₂O₃、Cr₂O₃、Co₂O₃、Mn₂O₃、混合氧化物(例如，W-Mo氧化物、W-V氧化物)或它们的任何组合，并且可具有40nm至600nm范围内的厚度。在一个实施方案中，阴极电化学层530可具有介于100nm至400nm之间的厚度。在一个实施方案中，阴极电化学层530可具有介于350nm至390nm之间的厚度。阴极电化学层530可包含锂、铝、锆、磷、氮、氟、氯、溴、碘、砹、硼；含或不含锂的硼酸盐；含或不含锂的氧化钽；含或不含锂的镧系元素基材料；另一种锂基陶瓷材料；或它们的任何组合。

阳极电致变色层540可包含关于阴极电致变色层530所列的材料中的任一者或Ta₂O₅、ZrO₂、HfO₂、Sb₂O₃或它们的任何组合，并且还可包含氧化镍(NiO、Ni₂O₃或两者的组合)以及Li、Na、H或另一离子并且具有40nm至500nm范围内的厚度。在一个实施方案中，阳极电化学层540可具有介于150nm至300nm之间的厚度。在一个实施方案中，阳极电化学层540可具有介于250nm至290nm之间的厚度。在一些实施方案中，可将锂插入到第一电极530或第二电极540中的至少一者中。

在一个实施方案中，装置500还可包括位于阴极电化学层530和阳极电化学层540之间的离子传导层535。离子传导层535可具有介于1nm和20nm之间的厚度。在一个实施方案中，离子传导层535可具有不大于10nm的厚度，诸如不大于1nm。离子传导层535可包含选自以下的材料：锂、钠、氧化的锂、Li₂WO₄、钨、镍、碳酸锂、氢氧化锂、过氧化锂、硅酸盐、氧化硅、氧化钨、氧化钽、氧化铌、硼酸盐、氧化铝、硅酸锂、硅酸铝锂、硼酸铝锂、氟化铝锂、硼酸锂、氮化锂、硅酸锆锂、铌酸锂、硼硅酸锂、磷硅酸锂、其他锂基陶瓷材料、锂盐、和包括锂、纳、氢、氘、钾、钙、钡、锶、镁的掺杂剂，以及它们的组合。在一个实施方案中，离子传导层535可被氧化。

在另一个实施方案中，装置500可包括位于衬底510和第一透明导电层520之间的多个层。在一个实施方案中，抗反射层位于衬底510和第一透明导电层520之间。抗反射层可包含SiO₂、NbO₂，并且可具有介于20nm至100nm之间的厚度。装置500可包括至少两个汇流条。在图2的实施方案中，示出了两个汇流条560、570。在一个实施方案中，汇流条560可与第一透明导电层520电连接，并且汇流条570可与第二透明导电层550电连接。在另一个实施方案中，汇流条560和汇流条570可与第一透明导电层520电连接，而另外的汇流条(未示出)与第二透明导电层550连接。

图6示出了根据本公开的另一个实施方案的三层隔热玻璃窗单元600的示意图。图6的三层玻璃窗单元600基本上类似于图4C的三层玻璃窗单元400。实际上，图6的三层玻璃窗单元600是图4C的实施方案的变型，其中等效元件被赋予相同的参考标号。因此，下文仅描述与图6的附加特征或差异。如图6所示，内部或中间窗格605可以是包括多于一个衬底的层压件。内部窗格605可包括第一内部窗格205、衬底225、位于第一内部窗格205和衬底225之间的层压层230、衬底225上的有源装置260、第二内部窗格606，以及第二内部窗格606与衬底225之间的第二层压层630。低发射率(低E)层272可位于第二内部窗格606上。任选地，控制层470可位于第二窗格210上。在这样的实施方案中，控制层470可位于第二腔265中，而低E层672位于第一腔255中。控制层470可具有大于1.7且小于10的选择性。在一个实施方案中，任选的第二低E层270可面向有源装置260。在一个实施方案中，第二低E层270可与低E层272位于相同的腔中。在一个实施方案中，有源装置260的第二透明导电层可以是低e层272。

为了说明清楚起见，图6中的玻璃窗单元600在内部窗格606和第一窗格205之间包含有源装置260。在一个实施方案中，有源装置260可以是透明/类似透明光伏装置，或者更一般地，是能量收集装置。在一个实施方案中，有源装置260是电化学装置260。在一个实施方案中，电化学装置260可以是可变透射装置。在一个实施方案中，电化学装置260可以是电致变色装置，诸如图5的电致变色装置。在一个实施方案中，有源装置260是薄膜电池。在另一个实施方案中，有源装置260是固态电致变色装置。在又一个实施方案中，有源装置260是可包含二色性染料的液晶装置。有源装置还可以是热致变色或光致变色装置。在一个实施方案中，有源装置可以是发声和/或声音消除装置。

上述实施方案和图中所示的实施方案不限于矩形装置。相反，说明书和附图仅旨在描绘装置的横截面图，而不旨在以任何方式限制这种装置的形状。例如，装置可形成为除矩形以外的形状(例如，三角形、圆形、弧形结构等)。再例如，装置可以是三维形状(例如，凸形、凹形等)。

许多不同方面和实施方案都是可能的。下文描述了那些方面和实施方案中的一些。在阅读本说明书之后，技术人员将理解，那些方面和实施方案仅是示例性的并且不限制本发明的范围。示例性实施方案可以根据如下列出的项目中的任一者或多者。

实施方案1.一种三层玻璃窗单元可包括第一窗格；第二窗格；位于所述第一窗格和所述第二窗格之间的第三窗格；联接到所述第三窗格并且位于所述第三窗格和所述第二窗格之间的有源装置；位于所述第一窗格和所述第三窗格之间的第一腔；和位于所述第二窗格和所述第三窗格之间的第二腔，其中所述第一腔可包含约100％的大气空气，并且所述第二空间可包含约90％的氩或氪和10％的大气空气。

实施方案2.一种三层玻璃窗单元可包括：第一窗格；第二窗格；位于所述第一窗格和所述第二窗格之间的第三窗格；联接到所述第三窗格并且位于所述第三窗格和所述第二窗格之间的有源装置；位于所述第一窗格和所述第三窗格之间的第一间隔件；和位于所述第二窗格和所述第三窗格之间的第二间隔件，其中所述第一窗格和所述第三窗格之间的距离小于所述第二窗格和所述第三窗格之间的距离。

实施方案3.根据实施方案1或实施方案2所述的三层玻璃窗单元，其中所述第一窗格和所述第三窗格之间的距离小于所述第二窗格和所述第三窗格之间的距离。

实施方案4.根据实施方案1或实施方案2所述的三层玻璃窗单元还可包括位于所述第二窗格上的低E层。

实施方案5.根据实施方案1、或实施方案2、或实施方案3所述的三层玻璃窗单元，所述三层玻璃窗单元还可包括位于所述第一窗格上的阳光控制层，其中窗格1的选择性高于1.7。

实施方案6.根据实施方案5所述的三层玻璃窗单元，其中窗格1的每个面的发射率高于0.5。

实施方案7.根据实施方案1或实施方案2所述的三层玻璃窗单元，其中所述三层玻璃窗单元在透明状态下具有介于0.1和0.59之间的太阳热增益系数。

实施方案8.根据实施方案1或实施方案2所述的三层玻璃窗单元，其中所述三层玻璃窗单元在透明状态下具有介于0.2和0.4之间的太阳热增益系数。

实施方案9.根据实施方案1或实施方案2所述的三层玻璃窗单元，其中所述三层玻璃窗单元在着色状态下具有介于0.08和0.3之间的太阳热增益系数。

实施方案10.根据实施方案1或实施方案2所述的三层玻璃窗单元，其中所述三层玻璃窗单元在着色状态下具有介于0.08和0.2之间的太阳热增益系数。

实施方案11.根据实施方案1或实施方案2所述的三层玻璃窗单元，所述三层玻璃窗单元还可包括第一间隔件和第二间隔件。

实施方案12.根据实施方案11所述的三层玻璃窗单元，其中所述第一间隔件位于所述第一窗格和所述第三窗格之间。

实施方案13.根据实施方案11所述的三层玻璃窗单元，其中所述第二间隔件位于所述第二窗格和所述第三窗格之间。

实施方案14.根据实施方案1或实施方案2所述的三层玻璃窗，其中所述第三窗格的一个或多个边缘被热处理、激光切割、研磨或抛光以增加所述第三窗格的抗热破损性。

实施方案15.根据实施方案1或实施方案2所述的三层玻璃窗，其中所述三层玻璃窗单元可承受高于90℃的外部温度。

实施方案16.根据实施方案1或实施方案2所述的三层玻璃窗单元，其中所述有源装置是电致变色装置。

实施方案17.根据实施方案13所述的三层玻璃窗单元，其中所述电致变色装置包括：第一透明导电层；第二透明导电层；位于所述第一透明导电层和所述第二透明导电层之间的阴极电化学层；和位于所述第一透明导电层和所述第二透明导电层之间的阳极电化学层。

实施方案18.根据实施方案17所述的三层玻璃窗单元，其中所述电致变色装置还包括衬底，其中所述第一透明导电层位于所述衬底上。

实施方案19.根据实施方案18所述的三层玻璃窗单元，其中所述衬底包含玻璃、蓝宝石、氧氮化铝、尖晶石、聚丙烯酸化合物、聚烯烃、聚碳酸酯、聚酯、聚醚、聚乙烯、聚酰亚胺、聚砜、多硫化物、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯、另一种合适的透明聚合物、前述物质的共聚物、浮法玻璃、硼硅酸盐玻璃或它们的任何组合。

实施方案20.根据实施方案17所述的三层玻璃窗单元，其中所述阴极电化学层包含WO₃、V₂O₅、MoO₃、Nb₂O₅、TiO₂、CuO、Ni₂O₃、NiO、Ir₂O₃、Cr₂O₃、Co₂O₃、Mn₂O₃、混合氧化物(例如，W-Mo氧化物、W-V氧化物)、锂、铝、锆、磷、氮、氟、氯、溴、碘、砹、硼、含或不含锂的硼酸盐、含或不含锂的氧化钽、含或不含锂的镧系元素基材料、另一种锂基陶瓷材料或它们的任何组合。

实施方案21.根据实施方案17所述的三层玻璃窗单元，所述三层玻璃窗单元还可包括位于所述阴极电化学层和所述阳极电化学层之间的离子传导层。

实施方案22.根据实施方案21所述的三层玻璃窗单元，其中所述离子传导层包含锂、钠、氢、氘、钾、钙、钡、锶、镁、氧化的锂、Li2WO4、钨、镍、碳酸锂、氢氧化锂、过氧化锂、或碱土金属、过渡金属、Zn、Ga、Ge、Al、Cd、In、Sn、Sb、Pb、Bi、B、Si、P、S、As、Se、Te、硅酸盐、氧化硅、氧化钨、氧化钽、氧化铌、硼酸盐、氧化铝、硅酸锂、硅酸铝锂、硼酸铝锂、氟化铝锂、硼酸锂、氮化锂、硅酸锆锂、铌酸锂、硼硅酸锂、磷硅酸锂、其他锂基陶瓷材料、锂盐、和包含锂、纳、氢、氘、钾、钙、钡、锶、镁的掺杂剂、或它们的组合。

实施方案23.根据实施方案17所述的三层玻璃窗单元，其中所述第二透明导电层包含氧化铟、氧化铟锡、掺杂的氧化铟、氧化锡、掺杂的氧化锡、氧化锌、掺杂的氧化锌、氧化钌、掺杂的氧化钌以及它们的任何组合。

实施方案24.根据实施方案17所述的三层玻璃窗单元，其中所述阳极电化学层包含无机金属氧化物电化学活性材料，诸如WO₃、V₂O₅、MoO₃、Nb₂O₅、TiO₂、CuO、Ir₂O₃、Cr₂O₃、Co₂O₃、Mn₂O₃、Ta₂O₅、ZrO₂、HfO₂、Sb₂O₃、含或不含锂的镧系元素基材料、另一种锂基陶瓷材料、氧化镍(NiO、Ni₂O₃或两者的组合)、和Li、氮、Na、H、或另一种离子、任何卤素、或它们的任何组合。

实施方案25.根据实施方案17所述的三层玻璃窗单元，其中所述第一透明导电层包含氧化铟、氧化铟锡、掺杂的氧化铟、氧化锡、掺杂的氧化锡、氧化锌、掺杂的氧化锌、氧化钌、掺杂的氧化钌、银、金、铜、铝以及它们的任何组合。

实施方案26.一种制造三层玻璃窗单元的方法，所述方法可包括：在第一位置形成双层玻璃窗单元，其中所述双层玻璃窗单元包括：第一窗格；第二窗格；位于所述第一窗格和所述第二窗格之间的第一间隔件，所述第一间隔件在所述第一窗格和所述第二窗格之间形成第一腔，其中所述第一腔包含约90％的氩或氪和约10％的大气空气；和联接到所述第一窗格的有源装置，其中所述有源装置位于所述第一窗格和所述第二窗格之间；以及在第二位置形成三层玻璃窗单元，其中所述三层玻璃窗单元包括：在真空下形成的所述双层玻璃窗单元；第三窗格；和位于所述第一窗格和所述第三窗格之间的第二间隔件，所述第二间隔件在所述第一窗格和所述第三窗格之间形成第二腔，其中所述第二腔包含约100％的大气空气。

实施方案27.根据实施方案26所述的制造三层玻璃窗单元的方法，其中所述第二腔比所述第一腔窄。

实施方案28.根据实施方案26所述的制造三层玻璃窗单元的方法，其中所述第二位置不同于所述第一位置。

实施例

提供一个实施例以展示与位于三层玻璃窗单元上的其他电化学装置相比，根据上述实施方案的位于三层玻璃窗单元的内部窗格上的电化学装置的性能。对于下面的各种实施例，比较样品1(S1)被理解为是这样的实施方案，其在每个玻璃窗和填充三层玻璃窗单元的每个空间的相同气体之间具有等距间距，在外部窗格上具有电致变色装置，并且在相对的外部窗格上具有低发射率涂层。比较样品2(S2)被理解为是这样的实施方案，其在每个玻璃窗和填充三层玻璃窗单元中的每个空间的相同气体之间具有等距间距，在内部窗格上具有电致变色装置，如EP专利19159556中所述，并且在外部窗格中的一个外部窗格上具有低发射率涂层。根据上述实施方案形成样品3(S3)。具体地，具有位于内部窗格上的电致变色装置、在窗格之间的可变间距以及填充三层玻璃窗单元的每个空间的可变气体的三层玻璃窗单元。根据上述实施方案形成样品4(S4)。具体地，具有位于内部窗格上的电致变色装置、在窗格之间的可变间距、填充三层玻璃窗单元的每个空间的可变气体以及在外部窗格上的低发射率涂层的三层玻璃窗单元。根据上述实施方式形成样品5(S5)。具体地，具有位于内部窗格上的电致变色装置、在窗格之间的可变间距、填充三层玻璃窗单元的每个空间的可变气体、在内部窗格上的低发射率涂层以及在另一外部窗格上的阳光控制涂层的三层玻璃窗单元。根据上述实施方案形成样品6(S6)。具体地，具有位于内部窗格上的电致变色装置、在窗格之间的可变间距、填充三层玻璃窗单元的每个空间的可变气体、在内部窗格1上的低发射率涂层以及在另一外部窗格2上的阳光控制涂层的三层玻璃窗单元，其中窗格2在两个面上的发射率大于0.8。

表1是各种样品S1、S2、S3、S4和S5的比较值的表。

表1

S1在透明状态下具有0.38的太阳热增益系数(SGHC)并且在着色状态下具有0.05的SGHC。S2在透明状态下具有0.61的太阳热增益系数(SGHC)并且在着色状态下具有0.28的SGHC。S3在透明状态下具有0.47的太阳热增益系数(SGHC)并且在着色状态下具有0.18的SGHC。S4在透明状态下具有0.45的太阳热增益系数(SGHC)并且在着色状态下具有0.14的SGHC。S5在透明状态下具有0.23的太阳热增益系数(SGHC)并且在着色状态下具有0.12的SGHC。S6在透明状态下具有0.22的太阳热增益系数(SGHC)并且在着色状态下具有0.08的SGHC。

需注意，并非需要以上在一般描述或示例中描述的所有活动，可能不需要特定活动的一部分，并且除了所描述的那些之外还可以执行一个或多个另外的活动。更进一步，列出活动的顺序不一定是执行活动的顺序。

为了清楚起见，本文在单个实施方案的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施方案中组合提供。相反地，为了简洁起见在单个实施方案的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何子组合提供。此外，对范围中所述值的引用包括该范围内的每个值。

上文已经关于具体实施方案描述了益处、其他优点以及问题的解决方案。然而，益处、优点、问题的解决方案，以及可导致任何益处、优点或解决方案出现或变得更显著的任何特征不应被解释为任何或所有权利要求的关键、必需或必要的特征。

本文描述的实施方案的说明书和图示旨在提供对各种实施方案的结构的一般理解。说明书和图示并不旨在用作对使用本文所述的结构或方法的装置和系统的所有元件和特征的详尽和全面的描述。也可以在单个实施方案中组合地提供单独实施方案，并且相反地，为了简洁起见在单个实施方案的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何子组合提供。此外，对范围中所述值的引用包括该范围内的每个值。仅在阅读了本说明书之后，许多其他实施方案对于技术人员而言可能是显而易见的。其他实施方案可被使用并从本公开得出，使得可以在不脱离本公开的范围的情况下进行结构替代、逻辑替代或另一改变。因此，本公开应被视为说明性的而非限制性的。

Claims

1.一种三层玻璃窗单元，包括：

第一窗格；

第二窗格；

位于所述第一窗格和所述第二窗格之间的第三窗格；

联接到所述第三窗格并且位于所述第三窗格和所述第二窗格之间的电致变色装置；

位于所述第一窗格和所述第三窗格之间的第一腔；和

位于所述第二窗格和所述第三窗格之间的第二腔，其中所述第一腔包含约100％的大气空气，并且所述第二空间包含约90％的氩或氪和10％的大气空气。

2.一种三层玻璃窗单元，包括：

第一窗格；

第二窗格；

位于所述第一窗格和所述第二窗格之间的第三窗格；

位于所述第一窗格和所述第三窗格之间的第一间隔件；和

位于所述第二窗格和所述第三窗格之间的第二间隔件，其中所述第一窗格和所述第三窗格之间的距离小于所述第二窗格和所述第三窗格之间的距离。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的三层玻璃窗单元，其中所述第一窗格和所述第三窗格之间的距离小于所述第二窗格和所述第三窗格之间的距离。

4.根据权利要求1或权利要求2或权利要求3所述的三层玻璃窗单元，还包括：

位于所述第二窗格上的低E层；和

位于所述第一窗格上的阳光控制层，其中窗格1的选择性高于1.7并且其中窗格1的每个面的发射率高于0.5。

5.根据权利要求1或权利要求2所述的三层玻璃窗单元，其中所述三层玻璃窗单元在透明状态下具有介于0.1和0.59之间的太阳热增益系数，或在着色状态下具有介于0.08和0.3之间的太阳热增益系数。

6.根据权利要求1或权利要求2所述的三层玻璃窗单元，还包括第一间隔件和第二间隔件，其中所述第一间隔件位于所述第一窗格和所述第三窗格之间，并且其中所述第二间隔件位于所述第二窗格和所述第三窗格之间。

7.根据权利要求1或权利要求2所述的三层玻璃窗单元，其中所述电致变色装置包括：

第一透明导电层；

第二透明导电层；

位于所述第一透明导电层和所述第二透明导电层之间的阴极电化学层；

位于所述第一透明导电层和所述第二透明导电层之间的阳极电化学层；

位于所述阴极电化学层和所述阳极电化学层之间的离子传导层；和

衬底，其中所述第一透明导电层位于所述衬底上。

8.根据权利要求7所述的三层玻璃窗单元，其中所述衬底包含玻璃、蓝宝石、氧氮化铝、尖晶石、聚丙烯酸化合物、聚烯烃、聚碳酸酯、聚酯、聚醚、聚乙烯、聚酰亚胺、聚砜、多硫化物、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯、另一种合适的透明聚合物、前述物质的共聚物、浮法玻璃、硼硅酸盐玻璃或它们的任何组合。

9.根据权利要求7所述的三层玻璃窗单元，其中所述阴极电化学层包含WO₃、V₂O₅、MoO₃、Nb₂O₅、TiO₂、CuO、Ni₂O₃、NiO、Ir₂O₃、Cr₂O₃、Co₂O₃、Mn₂O₃、混合氧化物(例如，W-Mo氧化物、W-V氧化物)、锂、铝、锆、磷、氮、氟、氯、溴、碘、砹、硼、含或不含锂的硼酸盐、含或不含锂的氧化钽、含或不含锂的镧系元素基材料、另一种锂基陶瓷材料或它们的任何组合。

10.根据权利要求7所述的三层玻璃窗单元，其中所述离子传导层包含锂、钠、氢、氘、钾、钙、钡、锶、镁、氧化的锂、Li₂WO₄、钨、镍、碳酸锂、氢氧化锂、过氧化锂、或碱土金属、过渡金属、Zn、Ga、Ge、Al、Cd、In、Sn、Sb、Pb、Bi、B、Si、P、S、As、Se、Te、硅酸盐、氧化硅、氧化钨、氧化钽、氧化铌、硼酸盐、氧化铝、硅酸锂、硅酸铝锂、硼酸铝锂、氟化铝锂、硼酸锂、氮化锂、硅酸锆锂、铌酸锂、硼硅酸锂、磷硅酸锂、其他锂基陶瓷材料、锂盐、和包含锂、纳、氢、氘、钾、钙、钡、锶、镁的掺杂剂、或它们的组合。

11.根据权利要求7所述的三层玻璃窗单元，其中所述第二透明导电层包含氧化铟、氧化铟锡、掺杂的氧化铟、氧化锡、掺杂的氧化锡、氧化锌、掺杂的氧化锌、氧化钌、掺杂的氧化钌以及它们的任何组合。

12.根据权利要求7所述的三层玻璃窗单元，其中所述阳极电化学层包含无机金属氧化物电化学活性材料，诸如WO₃、V₂O₅、MoO₃、Nb₂O₅、TiO₂、CuO、Ir₂O₃、Cr₂O₃、Co₂O₃、Mn₂O₃、Ta₂O₅、ZrO₂、HfO₂、Sb₂O₃、含或不含锂的镧系元素基材料、另一种锂基陶瓷材料、氧化镍(NiO、Ni₂O₃或两者的组合)、和Li、氮、Na、H、或另一种离子、任何卤素、或它们的任何组合。

13.根据权利要求7所述的三层玻璃窗单元，其中所述第一透明导电层包含氧化铟、氧化铟锡、掺杂的氧化铟、氧化锡、掺杂的氧化锡、氧化锌、掺杂的氧化锌、氧化钌、掺杂的氧化钌、银、金、铜、铝以及它们的任何组合。

14.一种制造三层玻璃窗单元的方法，所述方法包括：

在第一位置形成双层玻璃窗单元，其中所述双层玻璃窗单元包括：

第一窗格；

第二窗格；

位于所述第一窗格和所述第二窗格之间的第一间隔件，所述第一间隔件在所述第一窗格和所述第二窗格之间形成第一腔，其中所述第一腔包含约90％的氩或氪和约10％的大气空气；和

联接到所述第一窗格的有源装置，其中所述有源装置位于所述第一窗格和所述第二窗格之间；以及

在第二位置形成三层玻璃窗单元，其中所述三层玻璃窗单元包括：

在真空下形成的所述双层玻璃窗单元；

第三窗格；和

位于所述第一窗格和所述第三窗格之间的第二间隔件，所述第二间隔件在所述第一窗格和所述第三窗格之间形成第二腔，其中所述第二腔包含约100％的大气空气。

15.根据权利要求14所述的制造三层玻璃窗单元的方法，其中所述第二腔比所述第一腔窄。