適于太陽能系統(tǒng)的具有彩色反射和高日光透射率的層壓玻璃窗的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及適用于太陽能系統(tǒng)的有色層壓玻璃窗，其提供太陽能系統(tǒng)的建筑完整 性，例如，作為日光有源玻璃幕墻。
[0002] 定義
[0003] 直接透射率
[0004] 如果入射在表面、界面或樣品上的平行輻照束導(dǎo)致透射的平行束，則透射率被認(rèn) 為是直接透射率。例如，對于平表面或界面來說就是這種情況。
[0005] 漫透射率
[0006] 如果入射在表面、界面或樣品上的平行輻照束或多或少地導(dǎo)致透射束的寬角度分 布，則透射率被認(rèn)為是漫透射率。例如，對于粗糙表面或界面，或者對于粒狀結(jié)構(gòu)的樣品來 說就是這種情況。
[0007] 一般而言，漫透射率取決于入射的角度以及輻照的波長λ。如果未明確提及入射 角度，則一般情況下假定正常入射。
[0008] 總半球透射率
[0009] 總半球透射率由直接透射率和漫透射率之和得到。
[0010] Ttotal - T (Jirect+Tdiffuse
[0011] 一般而言，總半球透射率取決于入射的角度以及輻照的波長λ。如果未明確提及 入射角度，則一般情況下假定正常入射。
[0012] 日光透射率Tsq1
[0013] 給定樣本T ( λ )的總半球透射率的計(jì)算的或測得的光譜，則日光透射率Tstjl通過 與太陽光譜Istjl(λ)的積分獲得。
[0014]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于太陽能系統(tǒng)的建筑整合的層壓且蝕刻的玻璃窗單元，包括由兩個主面界定 的基板和也由兩個主面界定的多層干涉濾層，所述基板的一個主面適于與入射介質(zhì)接觸， 另一主面與所述干涉濾層的主面接觸，所述干涉濾層的另一主面適于與出射介質(zhì)接觸；所 述入射介質(zhì)具有n in。= 1的折射率，所述基板具有按如下限定的折射率nsubstrate;:在550nm 時，1. 45彡nsubstMte< L 6,并且所述出射介質(zhì)限定如下：在550nm時，L 45彡n exit< L 6 ; 并且其中，所述單元設(shè)計(jì)成滿足如下要求： la) 除灰色和棕色之外，根據(jù)日光照明CIE-D65下的CIE色彩坐標(biāo)L*、a*和b*由 Cab = V(OT)2 + (b。2給定的色彩的飽和度在近法線反射角度時高于8 ; lb) 近法線反射角時的可見光反射率Rvis高于4% ; lc) 在反射角Θ/變化的情況下，對于Θ /60°，反射的主色Md的主波長λ _的變化小 于 15nm ; ld) 近法線入射的總半球日光透射率大于80%。
2. 如權(quán)利要求1所述的玻璃窗單元，其包括光漫射的粗糙外表面，其通過諸如酸蝕刻 的化學(xué)處理而獲得。
3. 如任一前述權(quán)利要求所述的玻璃窗單元，其利用酸蝕刻形成外表面的抗反射性質(zhì)， 并且由此增加了系統(tǒng)的光學(xué)性質(zhì)：對于蝕刻表面，光束在法線入射時的日光透射率比未處 理的表面高大約3%。
4. 如任一前述權(quán)利要求所述的玻璃窗單元，在屋頂應(yīng)用的情況下，玻璃窗單元的外表 面具有可能的紋理以增加一些起伏或接近面磚的外觀。
5. 如任一前述權(quán)利要求所述的玻璃窗單元，其具有可選的涂覆在層壓玻璃窗的背側(cè)的 抗反射涂層，以便增強(qiáng)用于日光熱能應(yīng)用的系統(tǒng)的光學(xué)性質(zhì)：對于涂覆有抗反射涂層的表 面，光束在法線入射時的日光透射率比未處理的表面高大約3 %。
6. 如任一前述權(quán)利要求所述的玻璃窗單元，其包括日光透射率高于90%并且適于太 陽能系統(tǒng)的最大效能的太陽能壓延玻璃、超白浮法玻璃（鐵含量<120ppm)或者聚合物材料 (PET、PEN、PFA、FEP、ETFE、PTFE......)。
7. 如任一前述權(quán)利要求所述的玻璃窗單元，其使用諸如EVA的彈性體交聯(lián)聚合物、諸 如PVB的熱塑性產(chǎn)品或者離子塑料聚合物以通過層壓將玻璃或聚合物窗玻璃接合在一起， 并且其中，對于0. 4-0. 5mm的聚合物厚度來說，單元的日光透射率高于92%。
8. 如任一前述權(quán)利要求所述的玻璃窗單元，其中，所述干涉濾層是至多九層、至 多400nm厚的介電層的的多層干涉堆疊，其具有低吸收率，該低吸收率由波長λ為 450 mn S H 250Qnm的消光系數(shù)k彡0. 2表示。
9. 如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的玻璃窗單元，其中，所述干涉濾層具有沉積在玻璃 或聚合物基板上的綠色反射，其中，在550nm時，1. 45 < nsubstMte< 1. 6,并且，所述干涉濾層 由以550nm時L 4彡n# 2. 2的低折射率材料L以及550nm時L 8彡η 2. 5的高折射 率材料H為基礎(chǔ)的3個子層組成；通用設(shè)計(jì)如下： 入射介質(zhì)空氣//基板//H為30 ± 12nm/L為25 ± 12nm/H為320 ± 12nm//出射介質(zhì)聚 合物。
10. 如權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的玻璃窗單元，其中，所述干涉濾層具有沉積在玻 璃或聚合物基板上的綠色反射，其中，在550nm時，I. 45 < nsubstMte< I. 6,并且，所述干涉濾 層由以550nm時L 4彡n# 2. 2的低折射率材料L以及550nm時L 8彡η 2. 5的高折 射率材料H為基礎(chǔ)的5個子層組成；通用設(shè)計(jì)如下： 入射介質(zhì)空氣 // 基板 //H 為 185 ± 12nm/L 為 25 ± 12nm/H 為 35 ± 12nm/L 為 35 ± 12nm/ H為130±12nm//出射介質(zhì)聚合物。
11. 如權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的玻璃窗單元，其中，所述干涉濾層具有沉積在玻 璃或聚合物基板上的綠色反射，其中，在550nm時，1. 45 < nsubstMte< 1. 6,并且，所述干涉濾 層由以550nm時L 4彡n# 2. 2的低折射率材料L以及550nm時L 8彡η 2. 5的高折 射率材料H為基礎(chǔ)的7個子層組成；通用設(shè)計(jì)如下： 入射介質(zhì)空氣 // 基板 //H 為 160 ± 12nm/L 為 130 ± 12nm/H 為 65 ± 12nm/L 為 25 ± 12nm/ H 為 70±12nm/L 為 160±12nm/H 為 100±12nm// 出射介質(zhì)聚合物。
12. 如權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的玻璃窗單元，其中，該玻璃窗單元包括干 涉濾層，該干涉濾層具有沉積在玻璃或聚合物基板上的藍(lán)色反射，其中，在550nm時， 1. 45彡nsubstMte< 1. 6,并且，所述干涉濾層由以550nm時1. 4彡n# 1. 8的低折射率材料 L以及550nm時1. 8彡nH< 2. 5的高折射率材料H為基礎(chǔ)的3個子層組成；因此，該多層設(shè) 計(jì)對應(yīng)于： 入射介質(zhì)空氣//基板/H為45 ± 12nm/L為70 ± 12nm/H為45 ± 12nm//出射介質(zhì)聚合 物。
13. 如權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的玻璃窗單元，其中，該玻璃窗單元包括干涉 濾層，該干涉濾層具有沉積在玻璃或聚合物基板上的黃綠色反射，其中，在550nm時， 1. 45彡nsubstMte< 1. 6,并且，所述干涉濾層由以550nm時1. 65彡n# 2. 1的低折射率材 料L以及550nm時1. 8彡nH< 2. 5的高折射率材料H為基礎(chǔ)的5個子層組成；因此，該多 層設(shè)計(jì)對應(yīng)于： 入射介質(zhì)空氣 // 基板 /H 為 175± 12nm/L 為 85± 12nm/H 為 50± 12nm/L 為 25± 12nm/ H為300±12nm//出射介質(zhì)聚合物。
14. 如權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的玻璃窗單元，其中，該玻璃窗單元包括干涉 濾層，該干涉濾層具有沉積在玻璃或聚合物基板上的淡黃橙色反射，其中，在550nm時， 1. 45彡nsubstMte< 1. 6,并且，所述干涉濾層由以550nm時1. 4彡n# 1. 8的低折射率材料 L以及550nm時1. 8彡nH< 2. 5的高折射率材料H為基礎(chǔ)的7個子層組成；因此，該多層設(shè) 計(jì)對應(yīng)于： 入射介質(zhì)空氣 // 基板 /H 為 120 ± 12nm/L 為 120 ± 12nm/H 為 95 ± 12nm/L 為 90 ± 12nm/ H為90±12nm/L為95±12nm/H為100±12nm//出射介質(zhì)聚合物。
15. 如權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的玻璃窗單元，其中，該玻璃窗單元包括干 涉濾層，該干涉濾層具有沉積在玻璃或聚合物基板上的灰色反射，其中，在550nm時， 1. 45彡nsubstMte< 1. 6,并且，所述干涉濾層由以550nm時1. 4彡n# 1. 8的低折射率材料 L以及550nm時1. 8彡nH< 2. 5的高折射率材料H為基礎(chǔ)的2個子層組成；因此，該多層設(shè) 計(jì)對應(yīng)于： 入射介質(zhì)空氣//基板//H為40± 15nm/L為75±30nm//出射介質(zhì)聚合物。
16. 如權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的玻璃窗單元，其中，該玻璃窗單元包括干 涉濾層，該干涉濾層具有沉積在玻璃或聚合物基板上的棕色反射，其中，在550nm時， 1. 45彡nsubstMte< 1. 6,并且，所述干涉濾層由以550nm時1. 65彡n# 2. 1的低折射率材 料L以及550nm時1. 8彡nH< 2. 5的高折射率材料為基礎(chǔ)的4個子層組成；因此，該多層 設(shè)計(jì)對應(yīng)于： 入射介質(zhì)空氣 // 基板 //H 為 50 ± 12nm/L 為 90 ± 12nm/H 為 65 ± 12nm/L 為 55 ± 12nm// 出射介質(zhì)聚合物。
17. 如任一前述權(quán)利要求所述的玻璃窗單元，其包括一個或多個經(jīng)熱處理（熱加強(qiáng)或 完全退火）的窗玻璃以確保蒂墻應(yīng)用中的安全。
18. -種包括如任一前述權(quán)利要求所述的層壓玻璃窗的太陽能系統(tǒng)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的太陽能系統(tǒng)，包括集熱器，并且其中，玻璃窗被直接膠粘到 太陽能集熱器。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的太陽能系統(tǒng)，其中，日光玻璃窗大于集熱器的框架。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的太陽能系統(tǒng)，包括具有完全整合在層壓玻璃窗中的有源系 統(tǒng)（硅電池、PV薄膜、觸點(diǎn)、背反射器……）的PV系統(tǒng)。
22. -種包括根據(jù)前述權(quán)利要求18-21中任一項(xiàng)所述的太陽能系統(tǒng)的太陽能屋頂或建 筑蒂墻。
23. 根據(jù)前一權(quán)利要求所述的太陽能屋頂或建筑幕墻，其中，太陽能系統(tǒng)由附接到玻璃 窗的固定裝置懸掛。
24. 根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的太陽能屋頂或建筑幕墻，其與層壓玻璃窗重疊。
【專利摘要】一種用于太陽能系統(tǒng)的建筑整合的層壓且蝕刻的玻璃窗單元，包括由兩個主面界定的基板和也由兩個主面界定的多層干涉濾層，所述基板的一個主面適于與入射介質(zhì)接觸，另一主面與所述干涉濾層的主面接觸，所述干涉濾層的另一主面適于與出射介質(zhì)接觸；所述入射介質(zhì)具有ninc＝1的折射率，所述基板具有按如下限定的折射率nsubstrate：在550nm時，1.45≤nsubstrate≤1.6，并且所述出射介質(zhì)限定如下：在550nm時，1.45≤nexit≤1.6；并且其中，所述單元設(shè)計(jì)成滿足如下要求：1a)除灰色和棕色之外，根據(jù)日光照明CIE-D65下的CIE色彩坐標(biāo)L*、a*和b*由給定的色彩的飽和度在近法線反射角度時高于8；1b)近法線反射角時的可見光反射率Rvis高于4％；1c)在反射角θr變化的情況下，對于θr<60°，反射的主色MD的主波長λMD的變化小于15nm；1d)近法線入射的總半球日光透射率大于80％。
【IPC分類】B32B17-10
【公開號】CN104736338
【申請?zhí)枴緾N201380048980
【發(fā)明人】V·奧迪勒克爾, A·舒勒
【申請人】斯維辛索公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2013年8月29日
【公告號】EP2897795A2, US20150249424, WO2014045141A2, WO2014045141A3