一种光伏门窗的制作方法

本实用新型涉及太阳能发电的应用技术领域，更具体地说，尤其涉及一种光伏门窗。

背景技术：

随着科学技术的不断发展，太阳能作为可再生的清洁能源，太阳能发电已广泛应用于人们的工作和工业中。

但是，太阳能发电在人们的日常生活中并没有得到推广，基于房间而言，大多数房间均设置有窗户或者阳台，窗户和阳台暴露在空气中每天都会有太阳光的照射，现在绝大多数的窗户和阳台对太阳光的利用率不高，并且还没有具有光伏发电的仿古门窗，即使有些窗户或者阳台安装有太阳能光伏发电系统，但是该太阳能光伏发电系统位置固定，不能调节也不能移动，进而给生活带来了不便。

那么，如何提供一种可以实现太阳能发电的且兼具其它功能的多功能仿古门窗，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种光伏门窗，是一种实现太阳能发电的且兼具其它功能的多功能仿古门窗。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种光伏门窗，所述光伏门窗包括：门窗边框主体和光伏发电玻璃；所述光伏发电玻璃在第一方向上依次包括第一基板、太阳能发电层、绝缘层、第一透明导电层、电控介质层、第二透明导电层、第二基板、中空层和衬底，其中，所述第一方向由室外指向室内，且垂直于所述第一基板；

其中，所述电控介质层用于改变所述光伏发电玻璃的透光率；所述太阳能发电层包括至少一个薄膜发电芯片，所述薄膜发电芯片通过拼接和级联的方式形成预设的门窗图案，所述中空层中填充有惰性气体。

优选的，在上述光伏门窗中，所述太阳能发电层由多个柔性薄膜发电芯片拼接和级联而成；所述光伏门窗还包括：与所述太阳能发电层连接的发电控制电路；

其中，所述发电控制电路用于控制所述太阳能发电层的电压。

优选的，在上述光伏门窗中，所述发电控制电路包括：与所述太阳能发电层连接的功率跟踪电路和与所述功率跟踪电路连接的充电管理电路；

其中，所述功率跟踪电路用于根据功率反馈原理自动调节所述太阳能发电层的功率；所述充电管理电路用于通过对储能电池的电压、电流和容量进行监测，以调整充电电压的大小。

优选的，在上述光伏门窗中，所述光伏门窗还包括：与所述发电控制电路连接的控制装置；

其中，所述控制装置包括：设置有按压和触摸识别的按键板和内置有控制软件的主控芯片；所述按键板用于识别按压和滑动的操作，所述主控芯片用于依据按压和滑动的操作以执行相对应的功能。

优选的，在上述光伏门窗中，所述光伏门窗还包括：与所述发电控制电路连接的透光调节控制电路；

其中，所述透光调节控制电路用于控制所述电控介质层以改变所述光伏门窗的透光率。

优选的，在上述光伏门窗中，所述光伏门窗还包括：设置在所述门窗边框主体上的LED灯。

优选的，在上述光伏门窗中，所述光伏门窗还包括：与所述发电控制电路连接的LED驱动电路；

其中，所述LED驱动电路用于改变所述LED灯的亮度和颜色。

优选的，在上述光伏门窗中，所述光伏门窗还包括：与所述发电控制电路连接的无线通讯装置；

其中，所述无线通讯装置用于实现多个所述光伏门窗之间的级联和远程控制所述光伏门窗。

优选的，在上述光伏门窗中，所述光伏门窗还包括：设置在所述门窗边框主体上的多个光感传感器。

优选的，在上述光伏门窗中，所述光伏门窗还包括：设置在所述衬底背离所述中空层一侧的低辐射膜。

从上述技术方案可以看出，本实用新型所提供的一种光伏门窗包括：门窗边框主体和光伏发电玻璃；所述光伏发电玻璃在第一方向上依次包括第一基板、太阳能发电层、绝缘层、第一透明导电层、电控介质层、第二透明导电层、第二基板、中空层和衬底，其中，所述第一方向由室外指向室内，且垂直于所述第一基板；其中，所述电控介质层用于改变所述光伏发电玻璃的透光率；所述太阳能发电层包括至少一个薄膜发电芯片，所述薄膜发电芯片通过拼接和级联的方式形成预设的门窗图案，所述中空层中填充有惰性气体。

由此可知，该光伏门窗通过电控介质层可以自适应改变光伏门窗的透光率，通过设置太阳能发电层实现了光伏发电，通过薄膜发电芯片拼接和级联的方式实现仿古造型的门窗图案增加美感，通过中空层中填充有惰性气体以提高光伏门窗的隔热效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种光伏门窗的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种光伏发电玻璃的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种柔性薄膜发电芯片的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种光伏门窗各个电路之间的供电和控制原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参考图1，图1为本实用新型实施例提供的一种光伏门窗的结构示意图，参考图2，图2为本实用新型实施例提供的一种光伏发电玻璃的结构示意图。

如图1所示，所述光伏门窗包括：门窗边框主体01和光伏发电玻璃02；如图2所示，所述光伏发电玻璃02在第一方向上依次包括第一基板11、太阳能发电层12、绝缘层13、第一透明导电层14、电控介质层15、第二透明导电层16、第二基板17、中空层18和衬底19，其中，所述第一方向由室外指向室内，且垂直于所述第一基板11。

其中，所述电控介质层15用于改变所述光伏发电玻璃02的透光率；所述太阳能发电层12包括至少一个薄膜发电芯片，所述薄膜发电芯片通过拼接和级联的方式形成预设的门窗图案，所述中空层18中填充有惰性气体，以提高光伏门窗的隔热效果，其中，所述惰性气体包括但不限定于氩气。

具体的，所述门窗边框主体01包括但不限定于由铝合金等轻质耐腐蚀材料构成，且具有空腔和开孔的设计，用于将光伏门窗的其他部件进行内部容纳，以提高光伏门窗的整洁度，提高美感。

可选的，所述门窗边框主体01的截面采用断桥设计，使其光伏门窗具有较好的阻隔温度传导的效果，提高整个光伏门窗的保温效果。

为了进一步提高该光伏门窗的美感，可以在所述门窗边框主体01的外表面进行红木或松绿等仿古色膜层的喷涂。

可选的，其中，所述第一基板11、所述第二基板17和所述衬底19的材质包括但不限定于白玻璃材质，根据待形成的图案要求(仿古造型，例如万字造型、松石纹或图绘等)进行刻划划线处理，并且再进行钢化处理以提高光伏发电玻璃的机械强度。通过在所述第一基板11、所述第二基板17和所述衬底19的不同位置进行刻划处理，在LED灯照射的情况下可实现图案的立体效果，且提高LED照射时的折射效果。

进一步的，所述第一基板11的厚度包括但不限定于3.2mm，所述第二基板17的厚度包括但不限定于3.2mm，所述衬底19的厚度包括但不限定于3.2mm。

参考图3，图3为本实用新型实施例提供的一种柔性薄膜发电芯片的结构示意图。如图3所示，所述太阳能发电层12通过采用多个柔性薄膜发电芯片30剪裁、摆放、级联、拼接等方式形成，具有弱光发电和柔性不易碎等功能特点。如图3中34所示是多个柔性薄膜发电芯片30通过拼接和级联形成的一种门窗图案，同时通过控制拼接和级联的柔性薄膜发电芯片30的数量就可以控制太阳能发电层12的尺寸和功率，其中，所述柔性薄膜发电芯片30包括发电材料31、汇流金属栅线32和级联点33。

需要说明的是，在本实用新型实施例中，所述太阳能发电层12使用的柔性薄膜发电芯片30的数量并不作限定，也就是说，所述太阳能发电层12可以为多个柔性薄膜发电芯片30拼接和级联而成，也可以为一个单独的柔性薄膜发电芯片30。

其中，单个所述柔性薄膜发电芯片30包括但不限定于长为45mm，宽为12mm和功率为0.1W的柔性薄膜发电芯片，且所述太阳能发电层12的功率包括但不限定于15W，可根据具体情况而定。

可选的，所述绝缘层13包括但不限定于为ETFT透明薄膜材质构成的绝缘阻水层，用于保护所述太阳能发电层12。

可选的，所述第一透明导电层14和所述第二透明导电层16包括但不限定于由具有ITO导电胶膜材质构成，所述第一透明导电层14与所述第二透明导电层16均与所述电控介质层15紧密接触，储能电池可经过所述第一透明导电层14和所述第二透明导电层16为所述电控介质层15供电。

可选的，所述电控介质层15包括但不限定于选用薄膜或凝胶薄膜层构成，其中，通过在电控介质层15上施加电压以改变凝胶颗粒微观排布起到阻光效果，停止施加电压后凝胶颗粒恢复自然排序以使透光率恢复到初始状态，那么通过调整施加电压的大小，就可以改变光伏发电玻璃的透光率。

可选的，所述光伏发电玻璃02还包括：设置在所述第一基板11和所述第二基板17之间，且用于密封所述太阳能发电层12、所述绝缘层13、所述第一透明导电层14、所述电控介质层15和所述第二透明导电层16侧壁的密封胶20，所述密封胶20包括但不限定于丁基胶。

可选的，所述光伏发电玻璃02还包括：设置在所述第二基板17和所述衬底19之间，且用于密封所述中空层18的分子筛21，所述分子筛21用于对所述中空层18等位置的侧壁进行密封，并具有干燥等功能。

通过上述描述可知，本实用新型实施例提供的一种光伏门窗具有以下技术效果：其一，通过电控介质层改变光伏门窗的透光率，其二，通过太阳能发电层实现光伏发电，其三，通过柔性薄膜发电芯片实现仿古造型的门窗图案增加美感，其四，通过中空层中填充有惰性气体以提高光伏门窗的隔热效果。

基于本实用新型上述实施例，在本实用新型另一实施例中，如图4所示，所述光伏门窗还包括：与所述太阳能发电层12连接的发电控制电路42。

其中，所述发电控制电路42用于控制所述太阳能发电层12的电压。

具体的，所述发电控制电路42根据所述太阳能发电层12的电压12V/24V进行自适应，为多个功能模块供电，其输出电压包括但不限定于12V，额定功率包括但不限定于15W。

可选的，所述发电控制电路42包括：与所述太阳能发电层12连接的功率跟踪电路421和与所述功率跟踪电路421连接的充电管理电路422。

其中，所述功率跟踪电路421用于根据功率反馈原理自动调节所述太阳能发电层12的功率；所述充电管理电路422用于通过对储能电池43的电压、电流和容量进行监测，以调整充电电压的大小。

具体的，所述功率跟踪电路421根据功率反馈原理自动调节所述太阳能发电层12发电时电压和电流的动态关系，以到达最大功率发电。所述充电管理电路422通过对储能电池43的电压、电流和容量进行监测，以调整充电电压的大小，实现最快速的安全充电，同时在电流过大、电压过大、储能水平较低时，对储能电池进行保护。

可选的，所述储能电池43包括但不限定于电压为12V，容量为15Ah的圆柱状锂电池，用于在光伏发电不足时为系统持续供电，光伏发电充足时存储盈余能量。

通过上述描述可知，该光伏门窗在实现了光伏发电的前提下，可离网储能，与市电互补。

可选的，如图1和图4所示，所述光伏门窗还包括：与所述发电控制电路42连接的控制装置03。

具体的，所述控制装置03与所述充电管理电路422连接，所述控制装置03位于室内，便于人工操作。

其中，所述控制装置03包括：设置有按压和触摸识别的按键板44和内置有控制软件的主控芯片45；所述按键板44用于识别按压和滑动的操作，所述主控芯片45用于依据按压和滑动的操作以执行相对应的功能。

具体的，所述主控芯片45与所述充电管理电路422连接，所述按键板44位于所述主控芯片45上方，所述主控芯片45内置有控制软件，包括信息收集、逻辑判断(例如，光照判断逻辑和多个光伏门窗级联主从逻辑等)、功能信号输出和功能预设(例如，定时透光和LED闪动预设等)等功能。

通过上述描述可知，通过设置所述按键板44和所述主控芯片45，也可以实现触摸式调节透光度的功能，更加人性化。

可选的，如图4所示，所述光伏门窗还包括：与所述发电控制电路42连接的透光调节控制电路46。

具体的，所述透光调节控制电路46与所述充电管理电路422连接。

其中，所述透光调节控制电路46用于控制所述电控介质层15以改变所述光伏门窗的透光率。

具体的，所述透光调节控制电路46采用电压控制电压的方式进行调节，根据所述主控芯片45提供的参考电压调整用于控制透光度的电压源，即充电管理电路，以控制施加在所述电控介质层15上的电压大小，进而改变所述光伏门窗的透光率。

通过上述描述可知，通过所述透光调节控制电路46可以自动化改变所述光伏门窗的透光率，以适应任何环境。

可选的，如图1和图4所示，所述光伏门窗还包括：与所述发电控制电路连接的LED驱动电路47和设置在所述门窗边框主体上的LED灯04。

具体的，所述LED驱动电路47用于改变所述LED灯04的亮度和颜色。

通过上述描述可知，设置亮度和颜色可调的LED灯，进一步提高了光伏门窗的美感。

可选的，如图4所示，所述光伏门窗还包括：与所述发电控制电路42连接的无线通讯装置48。

其中，所述无线通讯装置48用于实现多个所述光伏门窗之间的级联和远程控制所述光伏门窗。

具体的，通过所述无线通讯装置48可实现与远端服务器或手机等具有无线功能的远程控制设备49之间进行通讯，使用软件实现对光伏门窗系统功能的无线操控，且可实现预设范围内同类光伏门窗系统通讯，实现主从模式的级联。

通过上述描述可知，所述光伏门窗具有很强的可操作性，实现了无线控制等。

可选的，如图1所示，所述光伏门窗还包括：设置在所述门窗边框主体01上的多个光感传感器05。

具体的，多个所述光感传感器05设置在所述门窗边框主体01的不同位置，可选的，均匀设置在所述门窗边框主体01的四周，用于对光照进行检测，自行判断日夜、阴影和暴晒等光照状态，将对应的电压信号传输至主控芯片45供逻辑判断使用。

可选的，如图2所示，所述光伏门窗还包括：设置在所述衬底19背离所述中空层18一侧的LOWE膜22，其中LOWE为低辐射膜，英文全称为Low-Emissivity。

具体的，所述LOWE膜22可以进一步提高所述光伏门窗的隔热效果。

需要说明的是，本实用新型中，所述发电控制电路42、所述透光调节控制电路46、所述LED驱动电路47和所述无线通讯装置48(例如，无线通讯电路)均集成设置在内置电路06中。

通过上述描述可知，本实用新型提供的光伏门窗是一种在不影响仿古门窗美观且实现了太阳能发电的前提下，还兼具其它功能的多功能仿古门窗。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。