一種整合雜化太陽能電池的玻璃磚以及一種由干砌玻璃磚制成的用于構(gòu)件半透明建筑圍 ...的制作方法
【專利摘要】一種整合雜化太陽能電池的玻璃磚結(jié)構(gòu)，包括至少一個(gè)玻璃殼（0)，該玻璃殼（0)具有至少一個(gè)用于暴露于太陽輻射下的透光表面（2、9、13)，染色敏化太陽能組件（DSC)設(shè)備（3、8)與所述表面（2、9、13)相連以接收通過所述表面的太陽輻射，所述設(shè)備還具有電觸點(diǎn)以及至少一個(gè)通孔(7、11、15、17)，為通向設(shè)備觸點(diǎn)的電接頭提供通往玻璃磚外部區(qū)域的通道；以及一種用于構(gòu)成半透明建筑圍護(hù)的預(yù)應(yīng)力干砌玻璃磚面板，甚至可應(yīng)用于高層建筑，此玻璃磚面板在能源產(chǎn)出和節(jié)約方面也具有較高的性能。
【專利說明】一種整合雜化太陽能電池的玻璃磚以及一種由干砌玻璃磚 制成的用于構(gòu)件半透明建筑圍護(hù)的預(yù)應(yīng)力板

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及玻璃磚以及雜化太陽能電池，還涉及用于構(gòu)成半透明建筑圍護(hù)、具有 在面板上千徹的玻璃磚及雜化太陽能電池的創(chuàng)新設(shè)備。其應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)榻ㄖ凸こ虡I(yè)。

【背景技術(shù)】
[0002] 玻璃磚由兩個(gè)通過在印模上壓入少量熔凝玻璃獲得的玻璃殼構(gòu)成，再通過熱或冷 膠合工藝將玻璃殼連接在一起構(gòu)成內(nèi)腔。根據(jù)玻璃的顏色以及玻璃殼的表面拋光度不同， 玻璃磚允許不同百分比的光通過。
[0003] 玻璃磚優(yōu)選為傳統(tǒng)的平板玻璃，構(gòu)成半透明的建筑圍護(hù)，這是因?yàn)樗鼈冊诮^熱和 隔音、防火（由于存在腔體）、光傳導(dǎo)以及模塊性上具有更好的性能。
[0004] 染色敏化太陽能模塊可由多個(gè)染色敏化太陽能電池（DSC) -又被稱為雜化太陽能 電池-構(gòu)成。
[0005] 一個(gè)典型的染色敏化太陽能電池在結(jié)構(gòu)上由透明襯底（例如玻璃）構(gòu)成，該透明 襯底與薄層透明導(dǎo)電氧化物（TC0)(例如FT0,氟摻雜二氧化錫）電導(dǎo)通，并涂覆有半導(dǎo)體 材料中孔薄膜，通常為具有毒性和生物相容性的Ti02。該光敏染色分子在Ti02表面被吸 收，構(gòu)成DSC設(shè)備的光電陽極；然后電池在透明FT0覆板的對電極處封閉，該覆板上涂覆有 具有催化作用的鉑膜。最后，設(shè)備由密封膠（如樹脂或玻璃粉）密封封閉，并填充有電解質(zhì) 溶液，由此完成電池并使其運(yùn)行。
[0006] DSC通過光學(xué)分子激勵、電子和離子轉(zhuǎn)移工作，過程類似于植物的光合作用。
[0007] 近來，DSC技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了世界級的效率水平（就電池和組件而言），足以與當(dāng)下 在市場中占據(jù)統(tǒng)治地位的硅基太陽能技術(shù)相媲美。
[0008] 根據(jù)最新技術(shù)，市場上已經(jīng)出現(xiàn)了一些DSC產(chǎn)品。這些組件以部件或者成套的形 式出售，同樣適用于建筑一體化。
[0009] 傳統(tǒng)的用于構(gòu)建玻璃磚面板/墻壁/屋頂?shù)臐裱b配系統(tǒng)不適于構(gòu)建高層建筑圍 護(hù)，尤其是不適用于構(gòu)建由安裝于建筑結(jié)構(gòu)垂直平面外部的玻璃磚面板構(gòu)成的建筑圍護(hù)。 由于其結(jié)構(gòu)，裝配有砂漿棒和鋼棒的預(yù)鑄玻璃磚面板可被砌筑墻同化，由于垂直于墻面的 作用力的存在，產(chǎn)生典型的與壓力相關(guān)的缺陷。作用在面板上的水平風(fēng)力的確會根據(jù)不同 的因素而引起可變實(shí)體的彎曲變形。因此，可以很容易地理解，濕裝配系統(tǒng)用于玻璃磚建筑 的圍護(hù)，尤其是用在高層建筑上是不合適的。
[0010] 對最新技術(shù)的分析突出說明了多個(gè)顯示預(yù)鑄干砌玻璃磚面板構(gòu)建解決方案的專 利的存在。然而，它們通常涉及室內(nèi)應(yīng)用，并不用于構(gòu)建建筑表面。在最重要的解決方案中， 那些涉及到連續(xù)或部分連續(xù)的元件-作為面板的支撐結(jié)構(gòu)-會被提及。這些元件位于玻璃 磚之間，其積極配合增加面板的機(jī)械阻力，并作為封閉元件（即Earl Thompson，玻璃磚結(jié) 構(gòu)裝配（Glass block construction assembly)，專利 n.US5010704,1991 年4月 30 日）。 涉及到此類干裝配系統(tǒng)的專利本質(zhì)上在制作支撐元件的材料（也就是鋼、鋁、塑料）以及形 狀上有所不同?？梢詾樗鲣X或塑料元件提供特殊的空間，定位加固桿從而使面板/墻壁 建筑可以承受:較尚的機(jī)械壓力。在這些被分析的專利中，只有Shimizu Construction有限 公司的專利（n° JPS230899 (A)，1的3年）預(yù)見了在兩個(gè)方向（垂直和水平）上施加預(yù)應(yīng)力 的玻璃磚面板的構(gòu)建。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 在附圖中：
[0012] 圖1. 1-5. 5示出了根據(jù)本發(fā)明的玻璃磚的多個(gè)實(shí)施例；
[0013] 圖6-9示出了根據(jù)本發(fā)明的面板；
[0014] 具體地：
[0015] 圖1. 1示出了在作為假設(shè)1的描述中列舉并在段【0014】中出現(xiàn)的玻璃磚結(jié)構(gòu)的 軸向爆炸視圖；
[0016]圖1· 2示出了所述結(jié)構(gòu)的前視圖；
[0017]圖1. 3示出了所述結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)放大截面圖；
[0018] 圖1. la示出了在作為假設(shè)la的描述中列舉并在段【0017】中出現(xiàn)的玻璃磚結(jié)構(gòu) 的軸向爆炸視圖；
[0019]圖1. 2a示出了所述結(jié)構(gòu)的前視圖；
[0020] 圖1. 3a示出了所述結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)放大截面圖；
[0021] 圖2. 1示出了在作為假設(shè)2的描述中列舉并在段【0018】中出現(xiàn)的玻璃磚結(jié)構(gòu)的 軸向爆炸視圖；
[0022] 圖2· 2示出了所述結(jié)構(gòu)的前視圖；
[0023] 圖2· 3示出了所述結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)放大截面圖；
[0024] 圖2. la示出了在作為假設(shè)2a的描述中列舉并在段【0020】中出現(xiàn)的玻璃磚結(jié)構(gòu) 的軸向爆炸視圖；
[0025] 圖2. la示出了所述結(jié)構(gòu)的前視圖；
[0026] 圖2. 2a示出了所述結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)放大截面圖；
[0027] 圖3. 1示出了在作為假設(shè)3的描述中列舉并在段【0022】中出現(xiàn)的玻璃磚結(jié)構(gòu)的 軸向爆炸視圖；
[0028] 圖3. 2示出了所述結(jié)構(gòu)的前視圖；
[0029] 圖3. 3示出了所述結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)放大截面圖；
[0030] 圖3. la示出了在作為假設(shè)3a的描述中列舉并在段【0024】中出現(xiàn)的玻璃磚結(jié)構(gòu) 的軸向爆炸視圖；
[0031] 圖3. 2a示出了所述結(jié)構(gòu)的前視圖；
[0032] 圖3. 3a示出了所述結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)放大截面圖；
[0033] 圖4. 1示出了在作為假設(shè)4的描述中列舉并在段【0027】中出現(xiàn)的玻璃磚結(jié)構(gòu)的 軸向爆炸視圖；
[0034] 圖4. 2示出了所述結(jié)構(gòu)的截面圖；
[0035] 圖4. 3示出了所述結(jié)構(gòu)的前視圖；
[0036] 圖4. 4示出了所述結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)放大截面圖；
[0037] 圖5. 1示出了在說明書中列舉為"溫度帶"并在段【0026】中出現(xiàn)的塑料異型材分 解結(jié)構(gòu)的前視圖，在此示例中安裝有DSC模塊；
[0038] 圖5. 2示出了所述塑料異型材組裝后結(jié)構(gòu)的前視圖；
[0039] 圖5. 3示出了所述塑料異型材的水平截面圖；
[0040] 圖5. 4示出了在作為假設(shè)4的描述中列舉并在段【0027】中出現(xiàn)的玻璃磚分解結(jié) 構(gòu)的側(cè)視圖；
[0041] 圖5. 5示出了所述玻璃磚組裝后結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；
[0042] 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明在段【0033】中出現(xiàn)的面板的前視圖和俯視圖；
[0043] 圖7為所述面板的細(xì)節(jié)放大后的目lj視圖和俯視圖；
[0044] 圖8. 1為所述面板的垂直剖面的俯視圖和截面圖；
[0045] 圖8. 2為所述面板的水平剖面的俯視圖和兩個(gè)截面圖；
[0046] 圖9為所述面板的3D分解圖。

【具體實(shí)施方式】
[0047] 雜化太陽能電池于玻璃磚上的應(yīng)用可通過多種方式實(shí)現(xiàn)。DSCs可以沉積在其中一 個(gè)玻璃殼（假設(shè)1和2)的外表面，或者內(nèi)表面（假設(shè)3)上；它可以分別在特定的支承上組 裝，然后固定到玻璃磚的玻璃殼的外側(cè)（假設(shè)la，2a)或者內(nèi)側(cè)（假設(shè)3a)，或者在兩殼中 間，兩殼利用特殊的異型塑料墊片構(gòu)成自身的隔阻，也起到"溫度帶"的作用，玻璃殼在其上 冷膠合（假設(shè)4)。有效層的沉積可通過簡單的絲網(wǎng)印刷工藝實(shí)現(xiàn)，其還可設(shè)計(jì)具有特殊形 狀的DSC模塊。
[0048] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，其生產(chǎn)工藝基于太陽能模塊應(yīng)用于玻璃磚的方式而定。
[0049] 每一個(gè)假設(shè)表示不同的玻璃磚結(jié)構(gòu)。每個(gè)整合有DSC的玻璃磚均會伸出兩個(gè)電接 頭（+/_)，以與其他的玻璃磚/PV模塊相連并且構(gòu)成干砌PV面板18 (圖6)，可用于建成半 透明的建筑圍護(hù)。這種由連續(xù)的玻璃磚并置形成的水平和垂直腔體可容納面板18的含有 加固鋼桿23以及電氣互連部的塑料異型材20、21。
[0050] 假設(shè)1 (圖1· 1、1. 2、1. 3)預(yù)見了其中一個(gè)玻璃殼0用于與DSCs整合的形狀改進(jìn)， 其中假定該玻璃殼〇向陽。玻璃殼〇的面2在結(jié)構(gòu)上具有邊框1，該邊框1像框架一樣貫穿 外表面的整個(gè)邊界?？稍诿?上涂覆不同的TCOs。該邊框1具有足夠的厚度從實(shí)現(xiàn)玻璃 板4的整合，其中該玻璃板4預(yù)先涂覆有TC0以及一層催化劑并用于封閉位于玻璃殼0平 面區(qū)域2內(nèi)的電池3。雖然該邊框減少了用于沉積的有效區(qū)域，但它可更好地固定玻璃板 并保護(hù)其邊緣。傳統(tǒng)的玻璃磚熱膠合組裝依然得以沿用：事實(shí)上，電池3在玻璃磚組裝之后 實(shí)現(xiàn)沉積。將玻璃磚的組裝過程從DSC層的層積分離開來會為實(shí)現(xiàn)此產(chǎn)品帶來好處。在組 裝透明電極和密封設(shè)備之后，可以通過玻璃封閉板4的表面上的孔洞5來完成電解質(zhì)填充， 這對于電池3的保護(hù)和功能性而言是必要的。所述孔洞必須由透明的密封膠封閉。該設(shè)備 通過密封部6密封封閉，以防止其受大氣微粒的影響，并可將玻璃封閉板4固定到玻璃殼0 上。為了使電接頭（+/_)從設(shè)備中凸顯出來，可以預(yù)見這需要至少一個(gè)穿過玻璃殼0的通 孔7。對于半透明干砌光敏面板18,所述電接頭可以分組隱藏在塑料異型材20、21內(nèi)，位于 在并置玻璃磚之間的空間內(nèi)。
[0051] 在【0014】段中描述的假設(shè)1中，還可以研究使用準(zhǔn)固態(tài)（凝膠）聚合材料代替電 解液的可行性，以避免電解液封裝和蒸發(fā)相關(guān)的問題，而沉積處理可以通過其他工藝完成。
[0052] 還可預(yù)見到逆向電極，以及由此產(chǎn)生的逆向DSC3沉積處理，通過將催化劑沉積在 玻璃殼0的平面區(qū)域2上，并將電池3應(yīng)用到預(yù)先涂覆有TC0的玻璃板4上，以確保此設(shè)備 的生產(chǎn)過程具有更高的效率和更容易的工藝。通過這種方式，活動層暴露于玻璃磚的外側(cè)， 最終獲得更高的太陽照射率。
[0053] 假設(shè)la(圖1. la、l_ 2a、l_ 3a)預(yù)見了在改進(jìn)的玻璃殼〇內(nèi)進(jìn)行整合的可能性，如 假設(shè)1所描述的，完整的DSC模塊8已經(jīng)得以生產(chǎn)出，其中兩電極由可導(dǎo)玻璃板構(gòu)成。其可 以位于玻璃殼0的平面區(qū)域2內(nèi)，由邊框11鑲邊。一方面，假設(shè)la意味著更大程度地利用 玻璃，而另一方面，它也簡化了設(shè)備（DSC模塊以及玻璃磚）的生產(chǎn)。
[0054] 假設(shè)2(圖2. 1、2· 2、2· 3)預(yù)見了玻璃殼0,以及將DSC與已經(jīng)裝配的玻璃磚整合 的改進(jìn)。該方案增加了 DSC沉積的有效區(qū)域。玻璃殼0的整個(gè)面9是平坦的，以使其可能 為太陽能電池3的沉積提供完全的平面區(qū)域。它作為太陽能設(shè)備的透明襯底，其由合適形 狀的玻璃板10封閉，并且在穿過DSCs的整個(gè)圓周的邊緣上通過密封膠6固定在玻璃殼0 上，互相接觸的兩個(gè)平坦表面可以簡化電解質(zhì)注入的工藝，此工藝能夠利用電極間的接合， 并避免了在封閉玻璃板10表面上的鉆孔處理。為了使電接頭（+/-)從設(shè)備中凸顯出來，可 以預(yù)見至少一個(gè)通過玻璃殼0的通孔11。對于半透明干砌光敏面板18,電接頭可以分組隱 藏在塑料異型材20、21內(nèi)，位于在并置玻璃磚之間的空間內(nèi)。
[0055] 對于假設(shè)2,也可以預(yù)見到替代電解質(zhì)，如【0015】段所描述的那樣。還可能預(yù)見到 逆向電極，如【0016】段所述。
[0056] 假設(shè)2a (圖2. la、2. 2a、2. 3a)預(yù)見了將假設(shè)2a中描述的玻璃殼0的改進(jìn)面9與 已經(jīng)生產(chǎn)的完整的DSC模塊8整合的可能性。它固定在玻璃殼0的平坦面9上。這意味著 在更大程度上使用玻璃，事實(shí)上，玻璃殼〇的表面不構(gòu)成電池的襯底，但同時(shí)，該假設(shè)可簡 化設(shè)備（DSC模塊加上玻璃磚）的生產(chǎn)。
[0057] 【0018】和【0020】段中描述的玻璃磚結(jié)構(gòu)的弱點(diǎn)在于上玻璃板的邊緣，其位于已經(jīng) 裝配的玻璃磚的玻璃殼〇的平面區(qū)域9上。需要一種保護(hù)元件，如可以防止由大氣導(dǎo)致的 設(shè)備可能受到的腐蝕并可確保邊緣的機(jī)械耐力的襯墊。保護(hù)框架12可由塑料材料構(gòu)成，并 通過機(jī)械接頭固定到玻璃殼〇的外圍，即通過玻璃殼〇后部的溝槽和/或通過冷膠合。對 于【0020】段描述的假設(shè)2a，保護(hù)框架意味著玻璃磚裝配以及設(shè)備維護(hù)和/或替換的簡化。
[0058] 在假設(shè)3(圖3. 1、3. 2、3· 3)中，玻璃殼0的形狀得以保持：其內(nèi)平坦面13作為電 池3沉積的襯底。然后具有合適形狀的玻璃板14用于封閉設(shè)備。電池位于玻璃磚腔體內(nèi)， 一方面有利于設(shè)備的耐久性，事實(shí)上，它避免了顯露于外部環(huán)境，因此，也避免了大氣因素 (如雨、冰雹、雨）以及其他機(jī)械或化學(xué)因素的影響。另一方面，當(dāng)玻璃磚裝配后，電池3是 不能沉積的，此外，兩玻璃殼〇進(jìn)行傳統(tǒng)的高溫（9〇〇°C )熱膠合對DSCs是致命的，因此，必 須通過樹脂進(jìn)行冷裝配。在電極組裝-由玻璃板14構(gòu)成-以及設(shè)備密封6后，電解質(zhì)可通 過封閉玻璃板14表面上的孔洞5進(jìn)行填充，之后該孔洞必須被密封。該電接頭（+/-)會進(jìn) 入玻璃磚的腔體內(nèi)部，通過至少一個(gè)通孔15出來，其中該通孔15在兩玻璃殼0之間的接合 的樹脂處鉆開。
[0059] 對于假設(shè)3,也可以預(yù)見到替代電解質(zhì)，如【0015】所描述的那樣。
[0060] 假設(shè)3a (圖3. la、3. 2a、3. 3a)預(yù)見到將一已經(jīng)制造的DSC模塊8整合到其中一個(gè) 玻璃殼的平面內(nèi)面I3上。這意味著在更大程度上利用玻璃，事實(shí)上，玻璃殼ο的內(nèi)表面不 構(gòu)成電池的襯底，但同時(shí)，該假設(shè)可簡化設(shè)備（DSC模塊以和玻璃塊）的生產(chǎn)。
[0061]假設(shè)4(圖4· 1、4· 2、4· 3、4· 4)基于玻璃磚的一種新結(jié)構(gòu)，用于優(yōu)化產(chǎn)品的熱性能， 其包括對玻璃磚內(nèi)腔的分隔，以減少透明度，并且特別地，通過在玻璃磚自身內(nèi)部插入由玻 璃或不同的半透明高絕緣材料，如聚碳酸酯+氣凝膠、氣凝膠或者聚碳酸酯，構(gòu)成的板，以 減少對流。
[0062] "溫度帶" 16用于插入絕緣板內(nèi)并構(gòu)成熱阻斷（圖5· 1、5· 2、5. 3)。它是由塑料異 型材構(gòu)成，在其上兩個(gè)玻璃殼0冷膠合（圖5. 4、5. 5)。
[0063] 在假設(shè)4中（圖4. 1、4. 2、4. 3、4· 4)，DSC模塊8插入"溫度帶"16中，替代在【0025】 段中所述的不同材料的板。該"溫度帶"通過一簡單的裝配系統(tǒng)支撐DSC模塊。"溫度帶"16a 的U形部分容納DSC模塊8,并通過一公母連接系統(tǒng)由一上部16b封閉。然后，玻璃殼〇與 裝配好的"溫度帶"冷膠合。
[0064] 在假設(shè)4中，該"溫度帶" 16還提供至少一個(gè)通孔17,用于使電接頭（+/-)伸出設(shè) 備外。這些用于布線的通孔位于"溫度帶"的上部16b中。
[0065] 具有兩面并且位于玻璃磚中間的DSC設(shè)備可以容易地吸收來自外部環(huán)境和室內(nèi) 的光。玻璃殼0的內(nèi)表面可以拋光或者調(diào)整，以使到達(dá)DSC模塊的光接收最優(yōu)化。另外，兩 個(gè)玻璃殼〇可保持不變。然而，可以預(yù)見到修改玻璃殼〇側(cè)面的尺寸，以根據(jù)產(chǎn)品不同的隔 熱/音水平獲得玻璃磚內(nèi)部腔體的不同尺寸。本假設(shè)的優(yōu)勢在于工業(yè)生產(chǎn)，因?yàn)樗赡軙?采用為整合到"溫度帶"而定制的、即時(shí)使用的DSC模塊，然后可容易地繼續(xù)裝配玻璃磚。
[0066] 為了建成由玻璃磚19構(gòu)成的半透明面板18,如【0014】-【0029】所述的傳統(tǒng)的或 PV整合，本發(fā)明還提供有一種創(chuàng)新的干裝配系統(tǒng)。
[0067] 該新的干裝配系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)的濕裝配系統(tǒng)的局限，使面板具有足夠的機(jī)械耐 力。本發(fā)明利用玻璃磚的機(jī)械耐力作為面板應(yīng)對外部壓力的主動組件。預(yù)應(yīng)力技術(shù)是本 發(fā)明的基礎(chǔ)，并且可以預(yù)見，面板的預(yù)應(yīng)力僅在垂直方向上存在，對應(yīng)于其優(yōu)勢尺寸。這樣， 使得僅面板的上部和下部的必要的元件具有預(yù)應(yīng)力的傾向，并且使得面板并排排列成為可 能，并保持水平帶之間非常窄的接合部以及水平帶的連續(xù)性，這些水平帶構(gòu)成了建筑圍護(hù) 本身。應(yīng)用在玻璃磚面板上的預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生了與水平作用力（即風(fēng)或者地震作用）相對的壓 力狀態(tài)：壓力的兩種狀態(tài)（預(yù)應(yīng)力+水平作用力）的重疊確定了面板在外力作用下更高的 抗力。
[0068] 面板預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的效果還可能使面板安裝在水平位置以建成如半透明屋頂成為 可能。在這種情況下，預(yù)應(yīng)力會平衡由于垂直負(fù)載而造成的影響（自身重力、偶然的積雪壓 力、風(fēng)等）。
[0069] 面板18由千砌玻璃磚19構(gòu)成，如【0014】-【0029】段所述（圖6)，如傳統(tǒng)的或PV 整合的。在兩并置玻璃磚之間的腔體內(nèi)，置有一由塑料材料制成的支撐結(jié)構(gòu)。該支撐結(jié)構(gòu) 由水平連續(xù)元件20和垂直元件21構(gòu)成，其中水平連續(xù)元件20長度等于平板18的底部，垂 直元件21長度等于玻璃塊I9的尺寸（圖 9)。垂直元件21提供有穿孔22,供用于應(yīng)力處 理的加固鋼桿23通過（圖8· 1)。水平型材20也提供有穿孔24,供垂直加固鋼桿23通過 (圖8. 2)。支撐結(jié)構(gòu)20、21的形狀根據(jù)玻璃磚19間腔體的形式而定，其連接到玻璃磚的橫 向表面上，并且通過僅2麵厚的接合部25間隔開它們的小突出翼（圖 7)。支撐結(jié)構(gòu)20、21 具有不同的功能：預(yù)應(yīng)力需要的加固鋼桿23的通過需要垂直元件21 ;在玻璃磚排上傳遞并 均勻分布預(yù)應(yīng)力作用需要水平元件20 (圖9);當(dāng)玻璃磚如【0014】-【0029】段所述為PV整 合的，則需修整水平型材2〇以容納平板的電接頭。對于面板18的應(yīng)力，鋼板26位于面板 18上部或下部的塑料板27上，這對于使該鋼板與玻璃磚19的側(cè)面分離是必需的。塑料板 27靠在一層將要固定到玻璃磚的橫向面上的樹脂上。先前的兩個(gè)板26、27設(shè)有供鋼桿23 通過的穿孔，在鋼墊圈29定位于鋼板26和夾緊螺母28之間后，鋼桿23通過夾緊螺母28 壓緊（圖7)。本發(fā)明使得構(gòu)成面板的玻璃磚裝配更為容易，根據(jù)玻璃磚本身尺寸的不同，面 板也具有不同的尺寸。
[0070] 面板的裝配可在工廠內(nèi)而非施工場地（傳統(tǒng)的玻璃磚濕裝配通常是這種情況）進(jìn) 行，這使得創(chuàng)建過程更有效率，確保產(chǎn)品的質(zhì)量，減少構(gòu)建半透明建筑正面和屋頂?shù)臅r(shí)間和 成本。此外，使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可確保面板的高機(jī)械性能，以及建筑方面的高質(zhì)量。
[0071] 綜合上文描述，本發(fā)明公開了一種整合雜化太陽能電池（又稱為染色敏化太陽能 電池-DSC)的玻璃磚以及由傳統(tǒng)的或者DSC整合的玻璃磚構(gòu)成的干徹面板。玻璃磚與DSC 模塊的組合在能源節(jié)約和生產(chǎn)方面提高了玻璃磚的性能。最終完成的產(chǎn)品具有兩個(gè)元件 (玻璃磚和DSC模塊）的品質(zhì)，可以最優(yōu)地產(chǎn)出潔凈能源。玻璃磚的透明度以及熱-音隔離 可以根據(jù)每個(gè)安裝安全的具體需求調(diào)整。既然DSCs可以用不同的顏色和多種樣式印刷，也 可以在美學(xué)方面對玻璃磚做出變化，并且由于玻璃磚和面板的模塊化，可以容易地在建筑 正面做圖。此外，DSCs可以在不同的光線情況下積極有效（即使是漫射光，還有轉(zhuǎn)換內(nèi)部 的人造光源），并且與太陽輻射的角度無關(guān)。
[0072] 本發(fā)明提出了 7個(gè)與DSCs與玻璃磚的整合以及將該新產(chǎn)品和/或者傳統(tǒng)玻璃磚 裝配到預(yù)應(yīng)力板的系統(tǒng)相關(guān)的假設(shè)，其中所述預(yù)應(yīng)力板構(gòu)成了建筑圍護(hù)，甚至是對于高層 建筑。由于構(gòu)建建筑圍護(hù)不再需要其他的技術(shù)要素，該裝配系統(tǒng)在成本和材料方面有益于 經(jīng)濟(jì)性。面板的支撐結(jié)構(gòu)由塑料元件構(gòu)成，其位于由玻璃磚并置形成的水平或垂直腔體內(nèi)。 該支撐結(jié)構(gòu)容納有加固鋼桿以及電接頭（在整合DSC的玻璃磚用于構(gòu)建光伏電池板的情況 下）。為了克服傳統(tǒng)的用于裝配玻璃磚的濕裝配系統(tǒng)的限制，在鋼桿上施加預(yù)應(yīng)力以給予 面板足夠的機(jī)械抗力，以抵抗垂直于安裝平面的作用力影響，如風(fēng)和地震等造成的作用力。 在此結(jié)構(gòu)中，玻璃磚的機(jī)械抗力得以充分利用。單方向的預(yù)應(yīng)力（沿著面板的優(yōu)勢尺寸方 向）通過插入鋼桿中的螺母的夾緊獲得，與位于面板上部和下部的鋼板相對。該鋼板位于 塑料板上，而該塑料板則通過樹脂固定在玻璃磚的側(cè)面上。
【權(quán)利要求】
1· 一種整合雜化太陽能電池的玻璃磚結(jié)構(gòu)，包括： -至少一個(gè)玻璃殼（0)，該玻璃殼（〇)具有至少一個(gè)用于暴露于太陽輻射下的透光表面 (2、9、13)， -染色敏化太陽能電池（DSC)設(shè)備（3、8)，與所述表面（2、9、13)相連以接收通過所述 表面的太陽輻射，所述設(shè)備具有電觸點(diǎn)， -至少一個(gè)通孔（7、11、15、17)，為通向設(shè)備觸點(diǎn)的電接頭提供通往玻璃磚外部區(qū)域的 通道。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述透光表面為玻璃磚暴露于太陽輻射一側(cè)的透 光外表面（2)，所述外表面（2)可導(dǎo)，以作為雜化太陽能電池（3)的疊加層的電極，可導(dǎo)玻璃 封閉板⑷應(yīng)用在電池⑶上以形成一縫隙，所述封閉板⑷具有一個(gè)或多個(gè)孔洞（5)，電 解質(zhì)通過所述孔洞填充所述縫隙。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的結(jié)構(gòu)，其中外表面⑵具有外圍邊框（1)，所述外圍邊框的厚 度超過所述表面，所述雜化太陽能電池層（3)以及所述封閉板（4)包含在所述邊框（1)的 厚度內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的結(jié)構(gòu)，所述設(shè)備為預(yù)先裝配的染色敏化太陽能電池（DSC) fe塊（8)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述透光表面為玻璃磚暴露于太陽輻射一側(cè)的透 光平坦外表面（9)，所述外表面（9)可導(dǎo)，以作為雜化太陽能電池（3)的疊加層的電極，通過 在層（3)的整個(gè)周邊邊界上應(yīng)用的密封部（6)，另一可導(dǎo)玻璃板（10)應(yīng)用于所述電池（3) 的層上，因此構(gòu)成接合部，通過該接合部填充電解質(zhì)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述透光表面為玻璃磚暴露于太陽輻射一側(cè)的 外部透光平坦表面（9)，所述設(shè)備為應(yīng)用于平坦表面（9)上的預(yù)裝配染色敏化太陽能電池 (DSC)模塊（8)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的裝置，其中保護(hù)框架（12)通過機(jī)械接合或者冷膠合固定 至玻璃殼（0)的周邊上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，包括兩個(gè)通過樹脂接合部裝配的玻璃殼（〇)，所述樹脂 接合部具有通孔（15)以為通向設(shè)備觸點(diǎn)的電接頭提供通往玻璃磚外部區(qū)域的通道，其中 所述透光表面為玻璃殼（0)的透光內(nèi)表面（13)，所述內(nèi)表面（I 3)可導(dǎo)，以作為雜化太陽能 電池⑶的疊加層的電極，可導(dǎo)玻璃封閉板（14)通過密封部（6)應(yīng)用于所述電池（3)上以 形成縫隙，該封閉板（14)具有一個(gè)或多個(gè)孔洞（5)，電解質(zhì)通過所述孔洞填充縫隙。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，包括兩個(gè)通過樹脂接合部裝配的玻璃殼（〇),所述樹脂 接合部具有通孔（15)以為通向設(shè)備觸點(diǎn)的電接頭提供通往玻璃磚外部區(qū)域的通道，其中 所述透光表面為玻璃殼（0)的透明內(nèi)表面（13)，所述設(shè)備為應(yīng)用于所述表面（13)上的預(yù)裝 配染色敏化太陽能電池（DSC)模塊（8)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，包括兩個(gè)通過由熱絕緣異型材制成的溫度帶（16)裝 配的玻璃殼（0)，所述兩個(gè)玻璃殼在絕緣異型材上冷膠合，所述絕緣異型材設(shè)有一個(gè)或多個(gè) 通孔（17)以為向設(shè)備觸點(diǎn)的電接頭提供通往玻璃磚外部區(qū)域的通道，其中所述設(shè)備為安 裝在所述溫度帶（16)上的預(yù)裝配染色敏化太陽能電池（DSC)模塊（8)，所述透光表面包括 玻璃殼（〇)的表面。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的結(jié)構(gòu)，其中所述模塊（8)為雙面模塊。
12. -種預(yù)應(yīng)力面板，其特征在于，其提供一種支撐結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包括： -具有穿孔（22、24)的塑料異型材（21、2〇)，沿優(yōu)勢方向和非優(yōu)勢方向配置在兩排玻璃 磚（19)之間， -加固鋼桿（23)，位于沿優(yōu)勢方向布置的異型材（21)的穿孔（22)內(nèi)，并橫穿沿非優(yōu)勢 方向布置的異型材（20)的穿孔（24)，所述鋼桿在其端部設(shè)有螺紋， -鋼板（26)，位于塑料板（27)上面板的頂部或底部，使鋼板與玻璃磚（19)的側(cè)面分分 離，所述鋼板和塑料板（26、27)設(shè)有穿孔供鋼桿（23)通過， -加壓夾緊螺母（28)，能夠在鋼棒端部上旋入以僅在所述優(yōu)勢方向上壓緊面板， 其中所述玻璃磚根據(jù)權(quán)利要求1-11中的至少一項(xiàng)制造。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的預(yù)應(yīng)力面板，其中所述異型材（20)被設(shè)置為容納面板玻璃 磚的電互連。
14. 一種由干砌玻璃磚（I9)制成的預(yù)應(yīng)力模塊，其特征在于，其提供一種支撐結(jié)構(gòu)，所 述結(jié)構(gòu)包括： -具有穿孔（22、24)的塑料異型材（21、20)，沿優(yōu)勢方向和非優(yōu)勢方向布置在兩排玻璃 磚之間， -加固鋼桿（23)，位于沿優(yōu)勢方向布置的異型材（21)的穿孔（22)內(nèi)，并且橫穿沿非優(yōu) 勢方向布置的異型材（20)的穿孔（24)，所述鋼桿在其端部設(shè)有螺紋， 1 -鋼板（26),位于塑料板（27)上面板的頂部或底部，使鋼板與玻璃磚（19)的側(cè)面分 離，所述鋼板和塑料板（26、27)設(shè)有穿孔供鋼桿（23)通過， -加壓夾緊螺母（28)，能夠在鋼棒端部上旋入以僅在所述優(yōu)勢方向上壓緊面板。
【文檔編號】E04C2/54GK104221109SQ201380020346
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月6日
【發(fā)明者】R·科勞, L·帕斯托雷, M·莫里尼, A·加拉法, G·詹班科, G·特拉帕尼 申請人:R·科勞, L·帕斯托雷, M·莫里尼