[发明专利]一种基于平面波导的光伏玻璃窗

权利要求书

1.一种基于平面波导的光伏玻璃窗，其特征在于，包括用于提供机械强度的基底层、用于平面波导传输的光学薄膜层以及用于接收日光而发电的光伏电池，所述的光学薄膜层覆盖在所述的基底层的上表面，所述的光学薄膜层由上下依次设置的导光层和缓冲层构成，所述的基底层采用普通窗玻璃；

所述的导光层为采用Ru(bpy)₃²⁺掺杂的有机-无机杂化光学材料制得的均匀薄膜，所述的导光层的发光峰在588-620nm，其半高宽为90-120nm，所述的导光层的厚度为10-200mm，所述的导光层的折射率为1.4-1.6；

所述的缓冲层为采用有机硅聚合物为基础的有机-无机杂化光学材料制得的均匀薄膜，所述的缓冲层的厚度为10-200mm，所述的缓冲层的折射率为1.4-1.6；且所述的导光层的折射率大于所述的缓冲层的折射率；

所述的光伏电池呈水平布置，布置在所述的导光层的上方四周的边缘部或者所述的缓冲层的四周的边缘部；或者所述的光伏电池呈倾斜布置，布置在所述的导光层的四周的边缘部，所述的光伏电池的高度与所述的导光层的厚度相一致，所述的光伏电池的倾斜角为0-10°。

2.根据权利要求1所述的一种基于平面波导的光伏玻璃窗，其特征在于，在所述的基底层与所述的缓冲层之间设置有金属反射层。

3.根据权利要求1所述的一种基于平面波导的光伏玻璃窗，其特征在于，所述的导光层的制备包括以下步骤：

①配制发光体Ru(bpy)₃²⁺无水醇溶液，其中Ru(bpy)₃²⁺的浓度为10-100g/L；

②配制杂化材料溶液，通过在有机硅聚合物中加入Ti或Zr或Mg的醇盐，调节折射率至设定要求，其中醇盐在总溶液中的摩尔比范围为0-40％；

③将步骤①得到的发光体Ru(bpy)₃²⁺无水醇溶液和步骤②得到的杂化材料溶液混合均匀，其中Ru(bpy)₃²⁺无水醇溶液的重量百分比为杂化材料溶液的0.01～10wt％，用旋涂或提拉溶胶-凝胶法制备得到高折射率的导光层。

4.根据权利要求3所述的一种基于平面波导的光伏玻璃窗，其特征在于，所述的步骤①中的无水醇溶液选自无水乙醇、无水甲醇或无水丙醇；所述的步骤②中的有机硅聚合物选自3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的任意一种或两者及以上的混合。

5.根据权利要求1所述的一种基于平面波导的光伏玻璃窗，其特征在于，所述的缓冲层的制备包括以下步骤：将正硅酸乙酯加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷或3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中，调节折射率至设定要求，其中正硅酸乙酯在总溶液中的摩尔比范围为0-40％，搅拌均匀后涂薄膜，放入烘箱中在80-200℃下进行热处理，得到低折射率的缓冲层。