CN212129598U - 一种pv-led建筑幕墙 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种PV‑LED建筑幕墙，其包括依次设置的前板玻璃、导电玻璃和背板玻璃，所述前板玻璃与导电玻璃之间设置有若干光伏芯片和若干LED芯片，这些光伏芯片和LED芯片交错排布，所述导电玻璃和背板玻璃之间为中空层，所述前板玻璃、光伏芯片、LED芯片、导电玻璃、中空层、背板玻璃均朝向室外。本实用新型所提供的PV‑LED建筑幕墙，其将PV发电与LED发光结合在一起，从材料选型、结构优化设计等方面完美将PV和LED进行结合，不仅将二者功能合二为一，而且还可满足建筑规范，将其应用于建筑物。

Description

一种PV-LED建筑幕墙

技术领域

本实用新型涉及建筑幕墙，具体涉及一种PV-LED建筑幕墙。

背景技术

PV幕墙(光电幕墙)，即粘贴在玻璃上，镶嵌于两片玻璃之间，通过电池可将光能转化成电能。这就是太阳能光电幕墙。它是用光电池、光电板技术，把太阳光转化为电能，它关键的技术是太阳能光电池技术。太阳能光电池是利用太阳光的光子能量，使得被照射的电解液或者半导体材料的电子移动，从而产生电压，这称为光电效应。

LED幕墙(Curtain LED Screen)是由LED点阵组成，通过红色、绿色和蓝色灯珠的亮灭来显示文字、图片、动画、视频，内容可以随时更换，各部分组件都是模块化结构的显示器件。

传统的PV幕墙或LED幕墙功能单一，无法将二者功能完美的结合再一起，而现有的PV-LED幕墙仅是将PV光伏发电技术和LED发光技术融合到一起，在设计时，PV和LED都是单独分开的，不能完美的结合PV和LED技术，也无法满足外观和经济性考虑。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种PV-LED建筑幕墙，其将PV发电与LED发光结合在一起，从材料选型、结构优化设计等方面完美将PV和LED进行结合，不仅将二者功能合二为一，而且还可满足建筑规范，将其应用于建筑物。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种PV-LED建筑幕墙，其包括依次设置的前板玻璃、导电玻璃和背板玻璃，所述前板玻璃与导电玻璃之间设置有若干光伏芯片和若干LED芯片，这些光伏芯片和LED芯片交错排布，所述导电玻璃和背板玻璃之间为中空层，所述前板玻璃、光伏芯片、LED芯片、导电玻璃、中空层、背板玻璃均朝向室外。

作为优选，所述光伏芯片与前板玻璃之间通过封装胶膜粘结。

作为优选，所述LED芯片与光伏芯片之间通过封装胶膜粘结。

一种PV-LED建筑幕墙，其包括依次设置的前板玻璃、导电玻璃、中层玻璃和背板玻璃，所述前板玻璃与导电玻璃之间设置有若干LED芯片，所述导电玻璃和中层玻璃之间设置有若干光伏芯片，所述中层玻璃和背板玻璃之间为中空层，所述前板玻璃、LED芯片、导电玻璃、光伏芯片、中层玻璃、中空层、背板玻璃均朝向室外。

作为优选，所述LED芯片前板玻璃之间通过封装胶膜粘结。

作为优选，所述光伏芯片通过封装胶膜分别与所述导电玻璃和中层玻璃粘结。

作为优选，所述中层玻璃为钢化玻璃。

作为优选，所述前板玻璃和背板玻璃均为钢化玻璃，所述导电玻璃为导电钢化玻璃。

作为优选，所述光伏芯片为晶硅电池芯片。

本实用新型所提供的PV-LED建筑幕墙，其具有下述有益效果：

1、PV-LED作为绿色建筑的建筑幕墙，采用节能环保的同时，能够有效的隔热保温，起到冬暖夏凉的作用；

2、PV-LED建筑幕墙，其产品可根据应用需求更改其透光性，完美结合PV和LED，合理优化结构设计，减少不必要的材料，降低成本；

3、PV-LED建筑幕墙，不仅可以均匀透光，而且可以炫酷发光，吸引人流，增加宣传效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的PV-LED建筑幕墙的剖视示意图；

图2为本实用新型实施例二提供的PV-LED建筑幕墙的剖视示意图；

图3为本实用新型实施例一、二提供的PV-LED建筑幕墙的俯视图。

附图标记说明：

1、前板玻璃；2、封装胶膜；3、光伏芯片；4、LED芯片；5、导电玻璃；6、中空层；7、背板玻璃；8、中层玻璃。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

一种PV-LED建筑幕墙，其优化了PV发电侧与LED发光侧，合理设计PV与LED的位置，利用电池片间歇式排布形式，让PV发电和LED发光互不干扰。具体实施例如下：

实施例一

如图1和图3所示，一种PV-LED建筑幕墙，其包括依次设置的前板玻璃1、导电玻璃5和背板玻璃7，三者依次并排设置。所述前板玻璃1与导电玻璃5之间设置有若干光伏芯片3和若干LED芯片4，这些光伏芯片3和LED芯片4交错排布，或者说，光伏芯片3和LED芯片4间隙式排布。所述导电玻璃5和背板玻璃7之间为中空层6，所述前板玻璃1、光伏芯片3、LED芯片4、导电玻璃5、中空层6、背板玻璃7均朝向室外，也就是说，LED发光侧和PV受光侧均朝向室外。

优选的，所述光伏芯片3与前板玻璃1之间通过封装胶膜2粘结。所述LED芯片4与光伏芯片3之间通过封装胶膜2粘结。

所述前板玻璃1具有一定的透光性、耐候性、绝缘性、阻水性且机械强度较高，不仅需对光伏芯片3和LED芯片4起保护和支撑作用，延长电池使用寿命，还要保护整个产品不受破坏。优选钢化玻璃，特别是超白钢化玻璃作为前板玻璃1，其厚度可以根据产品大小进行相应增加。根据建筑幕墙应用场景，建筑幕墙所处位置，所述前板玻璃1厚度可发生改变，厚度选用5mm、6mm、8mm等等，本实施例中选5mm钢化玻璃，为增加建筑外观视觉效果，在前板玻璃1上利用磁控溅射等技术制备彩色化镀膜玻璃，增加整个建筑幕墙的美观度，其彩色镀膜可根据技术不同选取不同镀膜，如仿金属色铝板、仿石材、仿木材等等，本实施例进一步优选仿石材黄色，仿石材黄色的5mm钢化玻璃为最佳选择。

所述封胶胶膜2为具有一定透光性，耐候性，高粘结强度，高电阻率的材料，可根据使用场所选用EVA、POE、PVB等封装胶膜。优选的，本实施例选择PVB作为封装胶膜。建筑用PVB封装胶膜规格，主要根据前板玻璃1的厚度、背板玻璃7的厚度、LED芯片4的厚度进行决定，可选择1.14mm，1.52mm，2.28mm等等，本实施例所述封装胶膜2进一步选取1.52mm。

所述光伏芯片3为市场现有的光伏电池芯片，如晶硅电池、铜铟镓硒电池、碲化镉电池、钙钛矿电池等，可根据应用场所需求决定其透光性及透光度，透光度会直接影响PV-LED产品整体的发电量，为了合理安排光伏芯片3和LED灯珠位置，可以选取晶硅电池芯片和薄膜电池等，当选取晶硅芯片时，可通过优化芯片间位置，摆放LED芯片4，当选取薄膜电池时，可激光刻蚀其透光位置，来摆放LED芯片。进一步优选的，光伏芯片3选择晶硅电池芯片，通过合理布置设计晶硅电池芯片，优化电池间位置，在光伏芯片间隙位置合理排布下一层的LED芯片4。晶硅电池芯片，可选择整片、半片、四分之一片等等。其中晶硅电池片包括单晶硅电池片、多晶硅电池片，单晶硅又包含PERC太阳电池、N型双面电池、MWT电池、HIT电池、IBC电池等等，再进一步优选PERC单晶硅电池片作为本实施例的光伏芯片3。

所述LED芯片4即选用微小型LED灯珠进行排布，利用导电胶将LED粘结于激光蚀刻后的导电玻璃5上，通电后具有发光性能，根据芯片预留位置，将LED芯片4进行设计排布，如星空，拼接图案，视频等。LED芯片4布置根据光伏芯片3间隙位置进行排布，LED层灯珠数量可根据应用场景，光伏芯片3的间隙进行增加与减少。

本实施例所述LED芯片4进一步选用全色系LED灯珠进行排布，根据芯片预留位置，将LED芯片4设计排布动态视频款，将LED芯片4合理优化距离，等间距排开，矩阵式排布，后期可根据控制器显示静态图案，动态视频等。

所述导电玻璃5具有一定的透光性、耐候性、绝缘性、阻水性且机械强度较高，可以对电池片、LED灯珠起保护和支撑作用，且作为LED芯片4的导电使用，还要求其具有良好的导电性。导电玻璃5进一步优选为5mm导电钢化玻璃。

所述中空层6为增加建筑保温隔热效果，优选为12A厚度的中空层。

所述背板玻璃7具有一定的透光性、耐候性、绝缘性、阻水性且机械强度较高。而且为增加建筑隔热、遮阳、节能等效果，优选带有功能层的复合钢化玻璃，上面溅射镀有一层或多层LOW-E膜。进一步优选带有一层LOW-E膜的5mm钢化玻璃。

本实施例中的PV-LED建筑幕墙，其制造方法如下：

1.根据LED排布形式，在激光蚀刻机上编写电路排布蚀刻程序，检测导电玻璃5的导电性，合格后制作定位标记；

2.在导电玻璃5上按照刻蚀程序和定位标记来刻蚀线路形成透明电路；对导电玻璃5进行清洗，清洗后再吹干；

3.在透明电路相应的位置将发光二极管粘结在下层玻璃的透明电路上，安装金属引脚，并检测其电路的有效性，形成待层压LED层4；

4.选取仿石材黄色5mm钢化玻璃，晶硅电池芯片，1.52mmPVB胶膜，待层压LED层4，按照仿石材黄色5mm钢化玻璃，1.52mm封装胶膜2，光伏芯片3，1.52mm封装胶膜2，待层压LED层4顺序逐次摆放在一起，形成待层压的幕墙产品；

5.将待层压的幕墙产品统一放进高压釜进行层压，层压后待其冷却后取出

6.利用中空设备折弯机等将带有一层LOW-E膜的5mm钢化玻璃和前期产品制备12A中空层并进行冷却，确保PV发电和LED发光相互无影响，最终形成幕墙PV-LED半成品；

7.将冷却后的幕墙PV-LED半成品放置在平台上，利用专业刀具进行边缘多余PVB胶膜的割除清理，并连接光伏接线盒；

8.对幕墙PV-LED半成品进行检测，保证光伏发电部分无外观和性能缺陷问题；

9.连接LED电路部分：将LED金属引脚与显示控制器相连，显示控制器控制后期LED光伏显示内容。

10.对产品进行基础检验和包装入库：对功率分档后的PV-LED进行最终外观检验，确认符合要求进行打包入库。

实施例二

如图2和图3所示，一种PV-LED建筑幕墙，其包括依次设置的前板玻璃1、导电玻璃5、中层玻璃8和背板玻璃7，所述前板玻璃1与导电玻璃5之间设置有若干LED芯片4，所述导电玻璃5和中层玻璃8之间设置有若干光伏芯片3，优选的，如图3所示，从俯视角度看，光伏芯片3和LED芯片4采取间隙式排布。所述中层玻璃8和背板玻璃7之间为中空层6，所述前板玻璃1、LED芯片4、导电玻璃5、光伏芯片3、中层玻璃8、中空层6、背板玻璃7均朝向室外，也就是说，LED发光侧和PV受光侧均朝向室外。

优选的，所述LED芯片4前板玻璃1之间通过封装胶膜2粘结。所述光伏芯片3通过封装胶膜2分别与所述导电玻璃5和中层玻璃8粘结。

所述前板玻璃1具有一定的透光性、耐候性、绝缘性、阻水性且机械强度较高，不仅需对光伏芯片3和LED芯片4起保护和支撑作用，延长电池使用寿命，还要保护整个产品不受破坏。优选钢化玻璃，特别是超白钢化玻璃作为前板玻璃1，其厚度可以根据产品大小进行相应增加。根据建筑幕墙应用场景，建筑幕墙所处位置，所述前板玻璃1厚度可发生改变，厚度选用5mm、6mm、8mm等等，本实施例中选5mm钢化玻璃，为增加建筑外观视觉效果，在前板玻璃1上利用磁控溅射等技术制备彩色化镀膜玻璃，增加整个建筑幕墙的美观度，其彩色镀膜可根据技术不同选取不同镀膜，如仿金属色铝板、仿石材、仿木材等等，本实施例进一步优选仿石材黄色，仿石材黄色的5mm钢化玻璃为最佳选择。

所述封胶胶膜2为具有一定透光性，耐候性，高粘结强度，高电阻率的材料，可根据使用场所选用EVA、POE、PVB等封装胶膜。优选的，本实施例选择PVB作为封装胶膜。建筑用PVB封装胶膜规格，主要根据前板玻璃1的厚度、背板玻璃7的厚度、LED芯片4的厚度进行决定，可选择1.14mm，1.52mm，2.28mm等等，本实施例所述封装胶膜2进一步选取1.52mm。

所述光伏芯片3为市场现有的光伏电池芯片，如晶硅电池、铜铟镓硒电池、碲化镉电池、钙钛矿电池等，可根据应用场所需求决定其透光性及透光度，透光度会直接影响PV-LED产品整体的发电量，为了合理安排光伏芯片3和LED灯珠位置，可以选取晶硅电池芯片和薄膜电池等，当选取晶硅芯片时，可通过优化芯片间位置，摆放LED芯片4，当选取薄膜电池时，可激光刻蚀其透光位置，来摆放LED芯片。进一步优选的，光伏芯片3选择晶硅电池芯片，通过合理布置设计晶硅电池芯片，优化电池间位置，在光伏芯片间隙位置合理排布下一层的LED芯片4。晶硅电池芯片，可选择整片、半片、四分之一片等等。其中晶硅电池片包括单晶硅电池片、多晶硅电池片，单晶硅又包含PERC太阳电池、N型双面电池、MWT电池、HIT电池、IBC电池等等，再进一步优选PERC单晶硅电池片作为本实施例的光伏芯片3。

所述LED芯片4即选用微小型LED灯珠进行排布，利用导电胶将LED粘结于激光蚀刻后的导电玻璃5上，通电后具有发光性能，根据芯片预留位置，将LED芯片4进行设计排布，如星空，拼接图案，视频等。LED芯片4布置根据光伏芯片3间隙位置进行排布，LED层灯珠数量可根据应用场景，光伏芯片3的间隙进行增加与减少。

本实施例所述LED芯片4进一步选用全色系LED灯珠进行排布，根据芯片预留位置，将LED芯片4设计排布动态视频款，将LED芯片4合理优化距离，等间距排开，矩阵式排布，后期可根据控制器显示静态图案，动态视频等。

所述导电玻璃5具有一定的透光性、耐候性、绝缘性、阻水性且机械强度较高，可以对电池片、LED灯珠起保护和支撑作用，且作为LED芯片4的导电使用，还要求其具有良好的导电性。导电玻璃5进一步优选为5mm导电钢化玻璃。

所述中空层6为增加建筑保温隔热效果，优选为12A厚度的中空层。

所述背板玻璃7具有一定的透光性、耐候性、绝缘性、阻水性且机械强度较高。而且为增加建筑隔热、遮阳、节能等效果，优选带有功能层的复合钢化玻璃，上面溅射镀有一层或多层LOW-E膜。进一步优选带有一层LOW-E膜的5mm钢化玻璃。

所述8中层玻璃具有一定的透光性、耐候性、绝缘性、阻水性且机械强度较高，可以对电池片起保护和支撑作用，延长电池使用寿命，优选采用5mm钢化玻璃。

本实施例中的PV-LED建筑幕墙，其制造方法如下：

1.根据LED排布形式，在激光蚀刻机上编写电路排布蚀刻程序，检测导电玻璃5导电性，合格后制作定位标记；

2.在导电玻璃5上按照刻蚀程序和定位标记来刻蚀线路形成透明电路；对导电玻璃5进行清洗，清洗后再吹干；

3.在透明电路相应的位置将发光二极管粘结在下层玻璃的透明电路上，安装金属引脚，并检测其电路的有效性，形成待层压LED层4；

4.选取的仿石材黄色5mm钢化玻璃，1.52mmPVB胶膜，晶硅电池芯片，待层压LED玻璃，按照仿石材黄色5mm钢化玻璃，1.52mmPVB胶膜，待层压LED层4，1.52mmPVB胶膜，光伏芯片3，1.52mmPVB胶膜，5mm钢化玻璃顺序逐次摆放在一起，形成待层压的幕墙产品；

5.将待层压的幕墙产品统一放进高压釜进行层压，层压后待其冷却后取出

6.利用中空设备折弯机等将带有一层LOW-E膜的5mm钢化玻璃和前期产品制备12A中空层6并进行冷却，确保PV发电和LED发光相互无影响，最终形成幕墙PV-LED半成品；

7.将冷却后的幕墙PV-LED半成品放置在平台上，利用专业刀具进行边缘多余PVB胶膜的割除清理，并连接光伏接线盒；

8.对幕墙PV-LED半成品进行检测，保证光伏发电部分无外观和性能缺陷问题；

9.连接LED电路部分：将LED金属引脚与显示控制器相连，显示控制器控制后期LED光伏显示内容。

10.对产品进行基础检验和包装入库：对功率分档后的PVLED进行最终外观检验，确认符合要求后进行打包入库

上述各个实施例中的PV-LED建筑幕墙，PV和LED均具有单向性，PV一侧为受光面接收太阳光进行发电，另一侧为背面，无法接收太阳光。LED灯珠一侧的引脚应粘结在导电玻璃5上连接电路，另一侧即发光侧应对着人群可观看位置，便于人们可欣赏，即导电玻璃侧无法观看其发光效果。

此款PV-LED产品应用位置为建筑幕墙，建筑幕墙外侧(室外)才可接收太阳光光照，且室外才有观看人群，观看LED发光效果。幕墙内侧一般连接在结构构件上，处于层间或窗间等位置，室内侧无法看到，属于阴暗面，所以PV受光侧和LED发光侧均应着朝着室外。

根据建筑幕墙相关规范，建筑幕墙均应使用夹胶钢化玻璃。

综上确定，上述各个实施例中PV-LED建筑幕墙的结构，只能使PV间歇式排布，LED在PV间隙处插排，进行发光效果展示动静态文字、图片、视频等。

建筑外立面要求美观度较高，而晶硅电池排布时会有电池片、引线、LED等，在室外侧可以看到，效果不太好。因此在室外侧的钢化玻璃上做特殊镀膜处理，将其制备成仿石材黄色钢化玻璃，利用光线的折射原理，在一定距离、角度避免看见PV-LED内部的电池片、引线、LED灯珠等。(两个实施例均选用仿石材黄色钢化玻璃作为前板玻璃1，也可选用普通钢化玻璃，不做处理)，增加建筑幕墙的发电和发光功能，不仅使玻璃采光顶富有科技技术感，而且能更多的吸引人流集中于此地，在一定区域内具有知名效应。

实施例一、二中PV-LED建筑幕墙的结构设计可以按照建筑行业关于玻璃采光顶的行业规范和行业标准，PV发电和LED发光互不干扰，功能上才能实现真正的二合一。

PV-LED建筑幕墙错误的结构是：未作间隙式处理，太阳光透过仿石材黄色钢化玻璃、LED、导电钢化玻璃(LED发光侧和PV受光侧均对着室外)，照射在PV光伏电池上，LED灯珠和导电玻璃会降低太阳光的透过，影响光伏发电效率，还会产生阴影效果，PV会产生热斑效应。

上述各个实施例中的PV-LED建筑幕墙，其具有下述有益效果：

1、PV-LED作为绿色建筑的建筑幕墙，采用节能环保的同时，能够有效的隔热保温，起到冬暖夏凉的作用；

2、PV-LED建筑幕墙，其产品可根据应用需求更改其透光性，完美结合PV和LED，合理优化结构设计，减少不必要的材料，降低成本；

3、PV-LED建筑幕墙，不仅可以均匀透光，而且可以炫酷发光，吸引人流，增加宣传效果。

以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。

Claims (9)

1.一种PV-LED建筑幕墙，其特征在于，包括依次设置的前板玻璃、导电玻璃和背板玻璃，所述前板玻璃与导电玻璃之间设置有若干光伏芯片和若干LED芯片，这些光伏芯片和LED芯片交错排布，所述导电玻璃和背板玻璃之间为中空层，所述前板玻璃、光伏芯片、LED芯片、导电玻璃、中空层、背板玻璃均朝向室外。

2.根据权利要求1所述的PV-LED建筑幕墙，其特征在于，所述光伏芯片与前板玻璃之间通过封装胶膜粘结。

3.根据权利要求1所述的PV-LED建筑幕墙，其特征在于，所述LED芯片与光伏芯片之间通过封装胶膜粘结。

4.一种PV-LED建筑幕墙，其特征在于，包括依次设置的前板玻璃、导电玻璃、中层玻璃和背板玻璃，所述前板玻璃与导电玻璃之间设置有若干LED芯片，所述导电玻璃和中层玻璃之间设置有若干光伏芯片，所述中层玻璃和背板玻璃之间为中空层，所述前板玻璃、LED芯片、导电玻璃、光伏芯片、中层玻璃、中空层、背板玻璃均朝向室外。

5.根据权利要求4所述的PV-LED建筑幕墙，其特征在于，所述LED芯片前板玻璃之间通过封装胶膜粘结。

6.根据权利要求4所述的PV-LED建筑幕墙，其特征在于，所述光伏芯片通过封装胶膜分别与所述导电玻璃和中层玻璃粘结。

7.根据权利要求4所述的PV-LED建筑幕墙，其特征在于，所述中层玻璃为钢化玻璃。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的PV-LED建筑幕墙，其特征在于，所述前板玻璃和背板玻璃均为钢化玻璃，所述导电玻璃为导电钢化玻璃。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的PV-LED建筑幕墙，其特征在于，所述光伏芯片为晶硅电池芯片。

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