專利名稱：帶有光電轉(zhuǎn)化層的真空玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于玻璃深加工技術(shù)及太陽能利用的綜合領(lǐng)域，特別是一種新型的節(jié)能環(huán)
保的真空玻璃。
背景技術(shù)：
真空玻璃以其良好的隔音、保溫性能得到人們的認(rèn)可，目前在工農(nóng)業(yè)、建筑等需要隔音保溫的行業(yè)正逐步取代傳統(tǒng)的平板玻璃及中空玻璃產(chǎn)品，并且經(jīng)過幾十年的研究發(fā)展，國內(nèi)外在拓展真空玻璃應(yīng)用范圍的研究越來越多。目前現(xiàn)有的透明真空玻璃產(chǎn)品只能實(shí)現(xiàn)隔熱隔音的利用，而不能實(shí)施光電轉(zhuǎn)換利用；而暴露在空氣中光電轉(zhuǎn)化材料易氧化，從而降低光電轉(zhuǎn)化效率。設(shè)計(jì)一種將真空玻璃與光電轉(zhuǎn)化結(jié)合的一種新型的帶有光電轉(zhuǎn)化層的真空玻璃實(shí)現(xiàn)真空玻璃的光電轉(zhuǎn)換利用，以期實(shí)現(xiàn)太陽能的光熱光電同時(shí)利用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述太陽能綜合利用及工農(nóng)業(yè)及建筑節(jié)能方面一系列的的技術(shù)問題，將光電轉(zhuǎn)換利用起來，通過有效的設(shè)計(jì)可將太陽光的能量進(jìn)行最大化的利用。本發(fā)明提供一種新型的真空玻璃，解決現(xiàn)有真空玻璃技術(shù)產(chǎn)品光電轉(zhuǎn)換功能問題，實(shí)現(xiàn)了真空玻璃與光伏發(fā)電真正的結(jié)合并進(jìn)行了優(yōu)化。本發(fā)明還為解決光電轉(zhuǎn)化層的氧化損耗提供了一種新的方式將光電轉(zhuǎn)化層進(jìn)行密封后，其所處的環(huán)境為真空狀態(tài)或近真空狀態(tài)，光電轉(zhuǎn)化層的氧化與破環(huán)會(huì)大大降低，提高其壽命，維持了光電轉(zhuǎn)化層的高效光電轉(zhuǎn)換。本發(fā)明的技術(shù)方案是帶有光電轉(zhuǎn)化層的真空玻璃，包括上玻璃板、支撐柱、真空封接焊劑、下玻璃板、吸氣劑構(gòu)成的真空玻璃，其特征是所述的真空玻璃在真空腔的一側(cè)設(shè)有光電轉(zhuǎn)化層，在光電轉(zhuǎn)化層的兩側(cè)面上設(shè)有導(dǎo)線連接真空封接焊劑處設(shè)置固定的電極。所述的真空玻璃的上玻璃板的上下表面中至少有一面玻璃板上鋪有增加玻璃透光率的增透膜。所述的設(shè)有光電轉(zhuǎn)化層一側(cè)的玻璃板為非透光材料的陶瓷板或金屬板。所述的支撐柱一端與光電轉(zhuǎn)化層接觸，另一端與玻璃板接觸。所述光電轉(zhuǎn)化層鍍?cè)谡婵詹ＡУ恼婵諏觾?nèi)下玻璃板的上側(cè)面，或者將單獨(dú)制作的光電轉(zhuǎn)化層片擺放在真空玻璃的真空腔內(nèi)的一側(cè)。所述的支撐柱采用半徑r=0. 3-0. 5mm,高度h=0. 1-0. 5mm的圓柱形型金屬材料或
陶瓷材料。帶有光電轉(zhuǎn)化層的真空玻璃制作完成后靠大氣壓的作用可將其完全固定并保證
真空層的厚度。所述的真空玻璃的真空層為0. lmm-0. 5mm,即與支撐柱的高度相適應(yīng)。所述的上下玻璃板四周設(shè)有密封焊料，在涂焊料前先將下玻璃板內(nèi)表面距邊界 IOmm范圍噴砂磨削并保證一定的粗糙度，這樣可有效的保證焊接的強(qiáng)度和可靠性，焊料兩側(cè)為玻璃，導(dǎo)線從焊料中通過。所述的真空封接焊劑可根據(jù)需要選取，但必須保證采用能嚴(yán)密的將兩玻璃板粘結(jié)、不漏氣、不導(dǎo)電、保持真空度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的使用年限的焊料，例如低溫?zé)o鉛玻璃粉、絕緣材料用玻璃粉、各種粉末冶金材料及納米焊料等。本發(fā)明的有益之處
1、通過整體的設(shè)計(jì)，使得光電轉(zhuǎn)化層可直接被鍍?cè)谡婵諏觾?nèi)下玻璃板的上側(cè)面，直接封裝后進(jìn)行使用，從而降低了相對(duì)生產(chǎn)成本；
2、帶有光電轉(zhuǎn)化層的真空玻璃不僅具有良好的隔熱、隔音效果，將光電轉(zhuǎn)化層進(jìn)行密封后，其所處的環(huán)境為真空狀態(tài)或近真空狀態(tài)，光電轉(zhuǎn)化層的氧化與破環(huán)會(huì)大大降低，提高其壽命，維持了光電轉(zhuǎn)化層的高效光電轉(zhuǎn)換。若設(shè)備使用本發(fā)明后通過一體化的設(shè)計(jì)計(jì)算可以實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)化利用，取得太陽能的最大利用效率，相應(yīng)的可以進(jìn)一步的降低太陽能應(yīng)用的成本；
3、本發(fā)明與普通真空玻璃產(chǎn)品相比，由于帶有光電轉(zhuǎn)化層的真空玻璃具有高的熱阻的特點(diǎn)，其防結(jié)露結(jié)霜性能更加優(yōu)良，并且本發(fā)明可采用玻璃與陶瓷或者金屬材料的組合，其強(qiáng)度大大提高，特別是抗風(fēng)壓強(qiáng)度；并且其導(dǎo)熱系數(shù)明顯增大。


圖1是本發(fā)明的斷面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的平面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1封接焊料、2增透膜、3上玻璃板、4增透膜、5支撐柱、6吸氣劑、7光電轉(zhuǎn)化層、8下玻璃板、9真空腔、10隔熱碗、11電極。
具體實(shí)施例方式為了能更加清楚的表述本發(fā)明，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。如圖1與圖2所示，本發(fā)明所提供的帶有光電轉(zhuǎn)化層的真空玻璃，其主要包括上玻璃板3、下玻璃板8、支撐柱5、封接焊料1、光電轉(zhuǎn)化層7、吸氣劑6等。真空玻璃的真空腔內(nèi)一側(cè)下玻璃板6的表面鍍光電轉(zhuǎn)化層7，光電轉(zhuǎn)化層的材質(zhì)可根據(jù)需要選取，在光電轉(zhuǎn)化層的兩側(cè)面上設(shè)有導(dǎo)線連接真空封接焊劑處設(shè)置固定的電極11。表面鍍光電轉(zhuǎn)化層7的下玻璃板6的材料為陶瓷、金屬等非透光材料。光電轉(zhuǎn)化層還可以單獨(dú)制作成光電轉(zhuǎn)化層片，擺放在真空玻璃的真空腔內(nèi)的一側(cè)。上玻璃板的兩表面至少有一面鍍有一層增透膜2與4，并在鍍膜的一側(cè)玻璃磨削出凹坑作為吸氣劑槽，內(nèi)部放置吸氣劑6，之后在下玻璃板8的上表面四周均布密封焊料1，保證密封焊料1將電極11完全固定，不得出現(xiàn)松動(dòng)。為保證吸氣劑在高頻加熱激活時(shí)不致將熱量傳給玻璃，在吸氣劑6周圍可設(shè)置隔熱碗10。支撐柱采用半徑r=0. 3-0. 5mm,高度h=0. 1-0. 5mm的圓柱形型金屬材料或陶瓷材料。支撐柱設(shè)置在真空玻璃的真空腔內(nèi)，一端與光電轉(zhuǎn)化層接觸，另一端與玻璃板接觸。帶有光電轉(zhuǎn)化層的真空玻璃制作完成后靠大氣壓的作用可將其完全固定并保證真空層的厚度。真空玻璃的真空層的厚度(上玻璃板與下玻璃板之間的間隙)0. lmm-0. 5mm，即與支撐柱的高度相適應(yīng)。采用化學(xué)氣相沉積法將光電轉(zhuǎn)化層7，如單晶硅、多晶硅、砷化鎵等非晶硅光電轉(zhuǎn)換材料沉積到下玻璃板7表面。本實(shí)施例中的下玻璃7可以采用陶瓷、金屬等材料。
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上玻璃板與下玻璃板四周設(shè)有密封焊料，在涂焊料前先將下玻璃板內(nèi)表面距邊界 IOmm范圍噴砂磨削并保證一定的粗糙度，這樣可有效的保證焊接的強(qiáng)度和可靠性，焊料兩側(cè)為玻璃，導(dǎo)線從焊料中通過。真空封接焊劑可根據(jù)需要選取，但必須保證采用能嚴(yán)密的將兩玻璃板粘結(jié)、不漏氣、不導(dǎo)電、保持真空度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的使用年限的焊料，例如低溫?zé)o鉛玻璃粉、絕緣材料用玻璃粉、各種粉末冶金材料及納米焊料等。光電轉(zhuǎn)化層，是將相同的材料或兩種不同的半導(dǎo)體材料做成PN結(jié)電池結(jié)構(gòu)，材料為單晶硅、多晶硅以及砷化鎵等非晶硅光電轉(zhuǎn)換材料。當(dāng)帶有光電轉(zhuǎn)化層的真空玻璃通過光線的照射作用，光電轉(zhuǎn)化層7將光能轉(zhuǎn)換為電能，電能通過埋在封接焊料1中的電極11存到電池中備用或直接向外供電，實(shí)現(xiàn)光電的轉(zhuǎn)化與利用。與儲(chǔ)熱設(shè)備配套使用后透過平板式光熱光電轉(zhuǎn)換真空玻璃板的太陽能轉(zhuǎn)化為熱能。這樣的設(shè)計(jì)不僅能實(shí)現(xiàn)光熱的迅速轉(zhuǎn)換，更能有效的降低光電轉(zhuǎn)化層的溫度，提高光電轉(zhuǎn)換的效率。
權(quán)利要求
1.一種帶有光電轉(zhuǎn)化層的真空玻璃，包括上玻璃板、支撐柱、真空封接焊劑、下玻璃板、 吸氣劑構(gòu)成的真空玻璃，其特征是所述的真空玻璃在真空腔的一側(cè)設(shè)有光電轉(zhuǎn)化層，在光電轉(zhuǎn)化層的兩側(cè)面上設(shè)有導(dǎo)線連接真空封接焊劑處設(shè)置固定的電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有光電轉(zhuǎn)化層的真空玻璃，其特征是所述的真空玻璃的上玻璃板的上下表面中至少有一面玻璃板上鍍有增加玻璃透光率的增透膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有光電轉(zhuǎn)化層的真空玻璃，其特征是所述的設(shè)有光電轉(zhuǎn)化層一側(cè)的玻璃板為非透光材料的陶瓷板或金屬板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有光電轉(zhuǎn)化層的真空玻璃，其特征是所述的支撐柱一端與光電轉(zhuǎn)化層接觸，另一端與玻璃板接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有光電轉(zhuǎn)化層的真空玻璃，其特征是所述光電轉(zhuǎn)化層鍍?cè)谡婵詹ＡУ恼婵諏觾?nèi)下玻璃板的上側(cè)面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有光電轉(zhuǎn)化層的真空玻璃，其特征是所述光電轉(zhuǎn)化層為單獨(dú)制作的光電轉(zhuǎn)化層片，光電轉(zhuǎn)化層片擺放在真空玻璃的真空腔內(nèi)的一側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有光電轉(zhuǎn)化層的真空玻璃，其特征是所述光電轉(zhuǎn)化層是將相同的材料或兩種不同的半導(dǎo)體材料做成PN結(jié)電池結(jié)構(gòu)，材料為單晶硅、多晶硅以及砷化鎵等非晶硅光電轉(zhuǎn)換材料。
全文摘要
帶有光電轉(zhuǎn)化層的真空玻璃，包括上玻璃板、支撐柱、真空封接焊劑、下玻璃板、吸氣劑構(gòu)成的真空玻璃，其特征是所述的真空玻璃在真空腔的一側(cè)設(shè)有光電轉(zhuǎn)化層，在光電轉(zhuǎn)化層的兩側(cè)面上設(shè)有導(dǎo)線連接真空封接焊劑處設(shè)置固定的電極。真空腔內(nèi)光電轉(zhuǎn)化層將太陽光轉(zhuǎn)換為電能，完成光電轉(zhuǎn)化綜合利用，本發(fā)明不僅結(jié)構(gòu)合理，光能利用率高；而且有效的降低光電轉(zhuǎn)換層的氧化，提高其壽命與光電轉(zhuǎn)化效率；并且生產(chǎn)制造工藝合理，相對(duì)成本低，節(jié)能環(huán)保，易于大規(guī)模推廣使用。
文檔編號(hào)H01L31/048GK102544150SQ20111045246
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者張劍峰, 張瑞宏, 沈輝, 王洪亮, 繆宏, 趙映, 金亦富 申請(qǐng)人:揚(yáng)州大學(xué)