一种太阳能变色玻璃及其制备方法与流程

本发明涉及玻璃技术领域，特别是一种太阳能变色玻璃及其制备方法。

背景技术：

玻璃行业领域中，电致变色玻璃是一种新型的节能玻璃。电致变色是指材料的光学属性（反射率、透过率、吸收率等）在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化；电致变色玻璃即是在电场作用下具有光吸收透过的可调节性，可选择性地吸收或反射外界的热辐射和内部的热的扩散，减少办公大楼和民用住宅在夏季保持凉爽和冬季保持温暖而必须消耗的大量能源；同时起到改善自然光照程度、防窥的目的。另外，电致变色玻璃可减少室外遮光设施、满足现在建筑物采光和美观的需要，解决现代不断恶化的城市光污染问题，是节能建筑材料的一个发展方向。

然而，电致变色玻璃需要用到电能，必然会消耗大量电能；为节约电能，中国CN202057937U公开了一种太阳能控制电致变色玻璃，通过在变色玻璃的太阳能电池来为其供电。但是该专利没有提出太阳能电池的具体设置形式，仅从附图中可以看出实在变色玻璃的外端面设置一块太阳能电池，但是太阳能电池与变色玻璃之间通过什么方式装配并没有给出，也即仅仅给出通过太阳能电池为变色玻璃供电的技术思路，没有具体的实现形式。由于变色玻璃制作就较为复杂，因此对于太阳能电池与变色玻璃的结合一直是本领域的一项技术难题。

技术实现要素：

本发明需要解决的技术问题是提供一种太阳能变色玻璃及其制备方法，以保证太阳能电池能够牢固地与变色玻璃装配一起，为变色玻璃的可靠工作提供保障。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种太阳能变色玻璃，包括太阳能电池和电致变色玻璃，还包括连接太阳能电池和电致变色玻璃的电源控制装置，所述太阳能电池嵌装在电致变色玻璃的右上角，电源控制装置独立设置并通过电源线分别与太阳能电池和电致变色玻璃的电源端连接。

上述一种太阳能变色玻璃，所述电致变色玻璃包括自上而下依次设置的上层玻璃、上层透明导电层、电致变色层、离子导体层、离子贮藏层、下层透明导电层以及下层玻璃；位于上层透明导电层和下层透明导电层之间的电致变色层、离子导体层和离子贮藏层对应太阳能电池的安装部位设置有缺口部；所述上层透明导电层和下层透明导电层的外端部分别设置有连接电源控制装置的电源线。

上述一种太阳能变色玻璃，所述太阳能电池包括上透明绝缘胶膜、太阳能电池串和下透明绝缘胶膜；其中，上透明绝缘胶膜设置在与电致变色层对应的缺口部，太阳能电池串设置在与离子导体层对应的缺口部，下透明绝缘胶膜设置在与离子贮藏层对应的缺口部；所述太阳能电池串的正负极分别通过电源线连接电源控制装置的充电端口。

上述一种太阳能变色玻璃，所述电源控制装置包括单片机、电压调节电路以及蓄电池，所述单片机的输出端分别连接电压调节电路和蓄电池的受控端，蓄电池的电源输入端连接太阳能电池的输出端，蓄电池的输出端连接电压调节电路的电压输入端，电压调节电路的输出端连接变色玻璃的电源端。

上述一种太阳能变色玻璃，所述电源控制装置上设置有光照传感器，光照传感器的输出端连接单片机的输入端。

上述一种太阳能变色玻璃，所述电源控制装置上设置有手自调色转换开关，手自调色转换开关的信号端连接单片机的输入端。

一种太阳能变色玻璃制备方法，具体包括以下步骤：

步骤一，先在上层玻璃上喷涂透明导电层，高速旋转至干燥，后加热至400℃；

步骤二，在下层玻璃上分层喷涂溶液沉积，高速旋转至干燥，后加热至400℃；接着覆上另外一层，然后再次加热；喷涂顺序依次为下层透明导电层、离子贮藏层、离子导体层、电致变色层，其中离子贮藏层、离子导体层、电致变色层预留太阳能电池安装缺口；

步骤三，根据需求对太阳能电池片进行划片，并对太阳能电池片进行焊接成串，裁切好透明绝缘胶膜；

步骤四，在下层玻璃上的缺口处敷设裁切好的下透明绝缘胶膜、焊接好的太阳能电池串、上透明绝缘胶膜，并使下透明绝缘胶膜与离子贮藏层对应、太阳能电池串与离子导体层对应、上透明绝缘胶膜与电致变色层对应；

步骤五，将喷涂有上透明导电层的上层玻璃覆盖到步骤四敷设好的下层玻璃上，利用层压机高温加热并进行层压，加热温度为140℃-160℃，层压循环时间为25min；

步骤六，通过电源线将电源控制装置分别与变色玻璃和太阳能电池连接在一起。

由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。

本发明通过将太阳能电池设置在变色玻璃内部的一端，不仅能够使太阳能电池与变色玻璃牢固地连接为一体，而且还不会影响变色玻璃状态的变化，为变色玻璃的可靠工作提供了保障。电源控制装置用于储存太阳能发出的电能、并保护储能元件不过充、过放，还能够控制电能的输出及输出电压的调节，实现将太阳能转换的电能根据需要提供给变色玻璃。

附图说明

图1为本发明所述变色玻璃的结构示意图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明所述电源控制装置的电气结构图。

其中：1.上层玻璃，2.上层透明导电层，3.电致变色层，4.离子导体层，5.离子贮藏层，6.下层透明导电层，7.下层玻璃，8.上透明绝缘胶膜，9.太阳能电池串，10.下透明绝缘胶膜，11.电源线正极，12.电源线负极；

A.变色玻璃，B.太阳能电池，C.电源控制装置。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

一种太阳能变色玻璃，其结构如图2所示，包括太阳能电池B、电致变色玻璃A以及电源控制装置C，电源控制装置通过电源线分别与太阳能电池和电致变色玻璃的电源端连接。其中，太阳能电池B嵌装在电致变色玻璃A的右上角，以尽可能多地利用太阳能；当然太阳能电池B也可以嵌装在电致变色玻璃A的其他边角。

电致变色玻璃A用于实现玻璃的色变，其结构如图1所示，包括自上而下依次设置的上层玻璃1、上层透明导电层2、电致变色层3、离子导体层4、离子贮藏层5、下层透明导电层6以及下层玻璃7。位于上层透明导电层2和下层透明导电层6之间的电致变色层3、离子导体层4和离子贮藏层5对应太阳能电池的安装部位设置有缺口部，用于安装太阳能电池；上层透明导电层2和下层透明导电层6的外端部分别设置有连接电源控制装置C的电源线。上层玻璃和下层玻璃主要是固定支撑作用，上下透明导电层为离子提供电场，离子在电场的作用下有序排列，使电致变色层改变颜色。

太阳能电池B用于将太阳能转换为电能，其结构如图1所示，包括上透明绝缘胶膜8、太阳能电池串9和下透明绝缘胶膜10。其中，上透明绝缘胶膜8设置在与电致变色层3对应的缺口部，太阳能电池串9设置在与离子导体层4对应的缺口部，下透明绝缘胶膜10设置在与离子贮藏层5对应的缺口部；太阳能电池串9的正负极分别通过电源线连接电源控制装置C的充电端口。太阳能电池串在光照时产生电能，电能接入到电源控制装置储存；需要电场时，通过电源控制装置释放电能，改变变色玻璃的颜色。

电源控制装置C用于起到储存电能、保护电路以及控制电压输出，其结构如图3所示，包括单片机、电压调节电路以及蓄电池，单片机的输出端分别连接电压调节电路和蓄电池的受控端，蓄电池的电源输入端连接太阳能电池的输出端，蓄电池的输出端连接电压调节电路的电压输入端，电压调节电路的输出端连接变色玻璃的电源端。

本发明中，电源控制装置上设置有光照传感器，光照传感器的输出端连接单片机的输入端，用于将检测到的光变化状态，并传输给单片机，单片机可根据光照度的变化来控制输出电压发生变化，例如：阳光强则变色玻璃变暗、阳光弱则变色玻璃变亮等，当然也可以根据个人喜好进行调节。

电源控制装置上还设置有手自调色转换开关，手自调色转换开关的信号端连接单片机的输入端。用于选择自动调色还是手动控制变色玻璃进行变色，自动变色状态下，单片机根据光照传感器的信号进行自动调节。

一种太阳能变色玻璃制备方法，具体包括以下步骤。

步骤一，先在上层玻璃上喷涂透明导电层，高速旋转至干燥，后加热至400℃。

步骤二，在下层玻璃上分层喷涂溶液沉积，高速旋转至干燥，后加热至400℃；接着覆上另外一层，然后再次加热；喷涂顺序依次为下层透明导电层、离子贮藏层、离子导体层和电致变色层，其中离子贮藏层、离子导体层、电致变色层预留太阳能电池安装缺口。

步骤三，根据需求对太阳能电池片进行划片，并对太阳能电池片进行焊接成串；裁切好透明绝缘胶膜。

步骤四，在下层玻璃上的缺口处敷设裁切好的下透明绝缘胶膜、焊接好的太阳能电池串、上透明绝缘胶膜，并使下透明绝缘胶膜与离子贮藏层对应、太阳能电池串与离子导体层对应、上透明绝缘胶膜与电致变色层对应。

步骤五，将喷涂有上透明导电层的上层玻璃覆盖到步骤四敷设好的下层玻璃上，利用层压机高温加热并进行层压；加热温度为140℃-160℃，优选150℃；层压循环时间为25min。

步骤六，通过电源线将电源控制装置分别与变色玻璃和太阳能电池连接在一起。