光伏智能窗户的制作方法

背景技术：

1、光伏器件通常用于通过使用光伏效应将光转换为电，其中吸收的光引起电子或其他电荷载流子激发到较高能量状态。相反类型的电荷载流子的分离导致可由外部电路利用的电压。可以将光伏器件(诸如光伏太阳能电池)封装在一起以构成诸如太阳能电池板的较大光伏系统的光伏阵列。使用光伏系统发电是继将成为全球的主流电源的一种重要形式的可再生能源。

2、利用太阳能所需的表面积仍然是抵消相当大一部分不可再生能源消耗的障碍。因此，需要能够集成到家居、摩天大楼和汽车的窗玻璃上的低成本、透明的有机光伏件(organic photovoltaic，opv)器件。例如，在汽车和建筑中使用的窗玻璃通常分别为透射70-80％和40-80％的可见光谱，例如波长为约450nm至650nm的光。低机械灵活性、高模块成本以及更重要的是无机半导体的带状吸收限制了它们对透明太阳能电池的潜在效用。

3、与无机半导体相比，有机半导体和分子半导体的光学特性产生了高度结构化的吸收光谱，其吸收最小值和吸收最大值与其无机对应物的波带吸收有独特的区别。然而，虽然存在各种有机和分子半导体，但许多半导体在可见光谱中表现出强烈的吸收，因此不适合用于基于窗玻璃的光伏件(photovoltaic)。尽管取得了进步，但在本领域中，需要在透明太阳能技术领域中的改进的系统、方法和装置结构。

技术实现思路

1、下面提供本发明的各种实施例的概要作为示例列表。如下文所述，对一系列示例的任何引用都应理解为对这些示例中的每一者的分离引用(例如，“示例1-4”应理解为“示例1、2、3或4”)。

2、示例1是光伏窗户，其包括：玻璃单元，包括内部玻璃或外部玻璃中的一者或两者；光伏件，其与所述玻璃单元的内部玻璃或外部玻璃平行设置，所述光伏件被配置为从入射到所述光伏窗户上的光产生电力；与所述玻璃单元结合的电子封装，所述电子封装被配置为接收、存储和分配所述电力；以及至少一个电气负载，其被配置为从电子封装接收电力并消耗电力。

3、示例2是示例1中的光伏窗户，其中光伏窗户不从位于光伏窗户外部的电源接收外部电力。

4、示例3是示例1-2中的光伏窗户，其中光伏窗户具有至少30％的平均可见光透射率(avt)。

5、示例4是示例1-3中的光伏窗户，其中光伏件基本上覆盖光伏窗户的可见部分。

6、示例5是示例1-4中的光伏窗户，其中至少一个电气负载包括外部传感器模块，该外部传感器模块包括朝向光伏窗户的外侧的一个或多个传感器。

7、示例6是示例5中的光伏窗户，其中外部传感器模块安装在外部玻璃的外侧上或外部玻璃的内侧上。

8、示例7是示例5中的光伏窗户，其中外部传感器模块包括面向外部的摄像头。

9、示例8是示例1-7中的光伏窗户，其中至少一个电气负载包括内部传感器模块，该内部传感器模块包括朝向光伏窗户的内侧的一个或多个传感器。

10、示例9是示例8中的光伏窗户，其中内部传感器模块安装在内部玻璃的内侧上或内部玻璃的外侧上。

11、示例10是示例8中的光伏窗户，其中内部传感器模块包括面向内部的摄像头。

12、示例11是示例1-10中的光伏窗户，其中所述至少一个电气负载包括被配置为与外部设备进行通信的无线通信系统。

13、示例12是示例1-11中的光伏窗户，其中所述至少一个电气负载包括安装在光伏窗户上的一个或多个窗户功能件，所述一个或多个窗户功能件包括以下项中的至少一者：窗户打开/关闭机构；窗户锁定/解锁机构；电动百叶窗；聚合物分散液晶(pdlc)膜；电致变色器件；或光源。

14、示例13是示例1-12中的光伏窗户，其中至少一个电气负载中的一个或多个电气负载包括在电子封装中。

15、示例14是示例1-13中的光伏窗户，其中电子封装沿着玻璃单元的外周边缘设置。

16、示例15是示例1-14中的光伏窗户，其中电子封装安装在玻璃单元的外周边缘上。

17、示例16是示例1-15中的光伏窗户，其中电子封装至少部分地设置在内部玻璃和外部玻璃之间。

18、示例17是示例1-16中的光伏窗户，其中玻璃单元包括内部玻璃和外部玻璃，并且其中光伏窗户还包括：设置在内部玻璃和外部玻璃之间的间隔件。

19、示例18是示例17中的光伏窗户，其中电子封装至少部分地嵌入间隔件中。

20、示例19是示例1-18中的光伏窗户，还包括：支撑玻璃单元的至少一个外周边缘的框架组件。

21、示例20是示例19中的光伏窗户，其中框架组件包括：框架；和玻璃挡块(glazingstop)。

22、示例21是示例20中的光伏窗户，其中电子封装至少部分地嵌入在框架或玻璃挡块中。

23、示例22是一种操作光伏窗户的方法，该方法包括：使用与光伏窗户的玻璃单元的内部玻璃或外部玻璃平行设置的光伏件，从入射到光伏窗户上的光产生电力；将所述电力从所述光伏件发送到与所述玻璃单元结合的所述光伏窗户的电子封装；在电子封装处存储电力；将电力从电子封装分配到光伏窗户的至少一个电气负载；以及在所述至少一个电气负载处消耗所述电力。

24、示例23是示例22中的方法，其中光伏窗户不从位于光伏窗户外部的电源接收外部电力。

25、示例24是示例22中的方法，其中光伏窗户具有至少30％的平均可见光透射率(avt)。

26、示例25是示例22中的方法，其中光伏件基本上覆盖光伏窗户的可见部分。

27、示例26是示例22中的方法，其中所述至少一个电气负载包括外部传感器模块，所述外部传感器模块包括朝向所述光伏窗户的外侧的一个或多个传感器。

28、示例27是示例26中的方法，其中外部传感器模块安装在外部玻璃的外侧上或外部玻璃的内侧上。

29、示例28是示例22中的方法，其中所述至少一个电气负载包括内部传感器模块，所述内部传感器模块包括朝向所述光伏窗户的内侧的一个或多个传感器。

30、示例29是示例28中的方法，其中内部传感器模块安装在内部玻璃的内侧上或内部玻璃的外侧上。

31、示例30是示例22中的方法，其中所述至少一个电气负载包括无线通信系统，所述无线通信系统被配置为与外部设备进行通信。

32、示例31是示例22中的方法，其中至少一个电气负载包括安装在光伏窗户处的一个或多个窗户功能件，所述窗户功能件包括以下项中的至少一者：窗户打开/关闭机构、窗户锁定/解锁机构、电动百叶窗、聚合物分散液晶(pdlc)膜、电致变色器件或光源。

33、示例32是示例22中的方法，其中至少一个电气负载中的一个或多个电气负载包括在电子封装中。

34、示例33是示例22中的方法，其中电子封装沿着玻璃单元的外周边缘设置。

35、示例34是示例22中的方法，其中电子封装安装到玻璃单元的外周边缘。

36、示例35是示例22中的方法，其中电子封装至少部分地设置在内部玻璃和外部玻璃之间。

37、示例36是示例22中的方法，其中玻璃单元包括内部玻璃和外部玻璃，并且其中光伏窗户还包括设置在内部玻璃和外部玻璃之间的间隔件。

38、示例37是示例36中的方法，其中电子封装至少部分地嵌入间隔件中。

39、示例38是示例22中的方法，其中光伏窗户还包括支撑玻璃单元的至少一个外周边缘的框架组件。

40、示例39是示例38中的方法，其中框架组件包括框架和玻璃挡块。

41、示例40是示例39中的方法，其中电子封装至少部分地嵌入框架或玻璃挡块中。

42、示例41是家居自动化系统，包括：多个光伏窗户；以及集线器设备，其通信地耦合到所述多个光伏窗户，其中所述多个光伏窗户中的每个光伏窗户包括：玻璃单元，其包括内部玻璃或外部玻璃中的一者或两者；光伏件，其与所述玻璃单元的内部玻璃或外部玻璃平行设置，所述光伏件被配置为从入射到所述光伏窗户上的光产生电力；与所述玻璃单元结合的电子封装，所述电子封装被配置为接收、存储和分配所述电力；以及至少一个电气负载，其被配置为从电子封装接收电力并消耗电力。

43、示例42是示例41中的家居自动化系统，其中多个光伏窗户中的每个光伏窗户不从位于多个光伏窗户外部的电源接收外部电力。

44、示例43是示例41中的家居自动化系统，其中多个光伏窗户中的每个光伏窗户具有至少30％的平均可见光透射率(avt)。

45、示例44是示例41中的家居自动化系统，其中光伏件基本上覆盖光伏窗户的可见部分。

46、示例45是家居自动化系统，包括：集线器设备；以及一个或多个光伏窗户，其通信地耦合到所述集线器设备，其中，所述一个或多个光伏窗户中的每个光伏窗户包括：光伏件，其被配置为从入射到光伏窗户上的光产生电力；无线通信系统，其被配置为：从所述光伏件接收所述电力以实现与所述集线器设备的无线通信，其中所述无线通信系统由所述光伏件生成的所述电力单独供电；向所述集线器设备发送数据信号，所述数据信号包括关于所述光伏窗户的信息。

47、示例46是示例45中的家居自动化系统，其中一个或多个光伏窗户中的每个光伏窗户不从位于光伏窗户外部的电源接收外部电力。

48、示例47是示例45中的家居自动化系统，其中一个或多个光伏窗户中的每个光伏窗户具有至少30％的平均可见光透射率(avt)。

49、示例48是示例45中的家居自动化系统，其中光伏件基本上覆盖光伏窗户的可见部分。

50、示例49是示例45中的家居自动化系统，其中一个或多个光伏窗户中的每个光伏窗户包括：一个或多个传感器，其被配置为从光伏件接收电力并从内部环境或外部环境中的一者或两者捕获传感器数据，其中数据信号包括传感器数据。

51、示例50是示例45中的家居自动化系统，其中一个或多个光伏窗户中的每个光伏窗户包括：一个或多个窗户功能件，其被配置为从光伏件接收电力并执行一个或多个窗户动作。

52、示例51是示例50的家居自动化系统，其中一个或多个窗户功能件包括以下项中的至少一者：窗户打开/关闭机构；窗户锁定/解锁机构；电动百叶窗；聚合物分散液晶(pdlc)膜；电致变色器件；或光源。

53、示例52是示例50中的家居自动化系统，其中无线通信系统还被配置为：从集线器设备接收控制信号；以及根据控制信号执行一个或多个窗户动作。

54、示例53是示例45中的家居自动化系统，还包括：一个或多个家居功能件，其被配置为：从位于一个或多个光伏窗户外部的电源接收外部电力；从集线器设备接收控制信号；并根据控制信号执行一个或多个家居动作。

55、示例54是示例53中的家居自动化系统，其中一个或多个家居功能件包括以下项中的至少一者：房间或外部的照明装置；加热或冷却系统；或门锁。

56、示例55是操作家居自动化系统的方法，该方法包括：对于家居自动化系统的一个或多个光伏窗户中的每个光伏窗户：使用光伏窗户的光伏件从入射到光伏窗户的光生成电力；将所述电力从所述光伏件发送到所述光伏窗户的无线通信系统，以实现与所述家居自动化系统的集线器设备的无线通信，其中所述无线通信系统由所述光伏件生成的所述电力单独供电；以及从所述无线通信系统向所述集线器设备发送数据信号，其中所述数据信号包括关于所述光伏窗户的信息；以及在集线器设备处从一个或多个光伏窗户中的每一者接收数据信号。

57、示例56是示例55中的方法，其中一个或多个光伏窗户中的每个光伏窗户不从位于光伏窗户外部的电源接收外部电力。

58、示例57是示例55中的方法，其中一个或多个光伏窗户中的每个光伏窗户具有至少30％的平均可见光透射率(avt)。

59、示例58是示例55中的方法，其中光伏件基本上覆盖光伏窗户的可见部分。

60、示例59是示例55中的方法，还包括：对于一个或多个光伏窗户中的每个光伏窗户：将电力从光伏件发送到光伏窗户的一个或多个传感器；以及在一个或多个传感器处从内部环境或外部环境中的一者或两者捕获传感器数据，其中数据信号包括传感器数据。

61、示例60是示例55中的方法，还包括：对于一个或多个光伏窗户中的每个光伏窗户：将电力从光伏件发送到光伏窗户的一个或多个窗户功能件；以及在一个或多个窗户功能件处执行一个或多个窗户动作。

62、示例61是示例60中的方法，其中一个或多个窗户功能件包括以下项中的至少一者：窗户打开/关闭机构、窗户锁定/解锁机构、电动百叶窗、聚合物分散液晶(pdlc)膜、电致变色器件或光源。

63、示例62是示例60中的方法，还包括：从集线器设备向一个或多个光伏窗户中的特定光伏窗户的无线通信系统发送控制信号；以及根据控制信号在特定光伏窗户处执行一个或多个窗户动作。

64、示例63是示例55中的方法，还包括：在家居自动化系统的一个或多个家居功能件处从位于一个或多个光伏窗户外部的电源接收外部电力；从集线器设备向一个或多个家居功能件发送控制信号；并根据控制信号在一个或多个家居功能件处执行一个或多个家居动作。

65、示例64是示例63中的方法，其中一个或多个家居功能件包括以下项中的至少一者：房间或外部的照明装置、加热或冷却系统或门锁。

66、示例65是包括指令的一种或多种非暂时性计算机可读介质，当所述指令由一个或多个处理器执行时，使所述一个或多个处理器执行操作以用于操作家居自动化系统，所述操作包括：对于所述家居自动化系统的一个或多个光伏窗户中的每个光伏窗户：使用所述光伏窗户的光伏件使得从入射到光伏窗户上的光生成电力；使得将所述电力从所述光伏件发送到所述光伏窗户的无线通信系统，以实现与所述家居自动化系统的集线器设备的无线通信，其中，所述无线通信系统由所述光伏件生成的所述电力单独供电；从所述无线通信系统向所述集线器设备发送数据信号，其中所述数据信号包括关于所述光伏窗户的信息；以及在集线器设备处从一个或多个光伏窗户中的每一者接收数据信号。

67、示例66是示例65中的一种或多种非暂时性计算机可读介质，还包括：对于一个或多个光伏窗户中的每个光伏窗户：使得将电力从光伏件发送到光伏窗户的一个或多个传感器；以及在一个或多个传感器处从内部环境或外部环境中的一者或两者捕获传感器数据，其中数据信号包括传感器数据。

68、示例67是示例65中的一种或多种非暂时性计算机可读介质，还包括：对于一个或多个光伏窗户中的每个光伏窗户：使得将电力从光伏件发送到光伏窗户的一个或多个窗户功能件；以及在一个或多个窗户功能件处执行一个或多个窗户动作。

69、示例68是示例67中的一种或多种非暂时性计算机可读介质，还包括：从集线器设备向一个或多个光伏窗户中的特定光伏窗户的无线通信系统发送控制信号；以及根据控制信号在特定光伏窗户处执行一个或多个窗户动作。

70、示例69是示例65中的一种或多种非暂时性计算机可读介质，还包括：从集线器设备向家居自动化系统的一个或多个家居功能件发送控制信号；以及根据控制信号在一个或多个家居功能件处执行一个或多个家居动作。

71、示例70是用户设备，包括：用户界面；通信接口，其与一个或多个光伏窗户通信；处理子系统，其通信地耦合到所述用户界面和所述通信接口，其中所述处理子系统被配置为：生成所述一个或多个光伏窗户的光伏窗户的表示；通过所述用户界面接收用户输入，所述用户输入指示对所述光伏窗户的表示的选择；响应于接收到所述用户输入，生成用于修改所述光伏窗户的操作的控制信号；以及使用所述通信接口将所述控制信号发送到所述光伏窗户的无线通信系统，其中所述无线通信系统由所述光伏窗户的光伏件从入射到所述光伏窗户的光产生的电力单独供电。

72、示例71是示例70中的用户设备，其中处理子系统还被配置为：执行允许用户操作用户界面以提供用户输入的应用程序。

73、示例72是示例70中的用户设备，其中控制信号经由家居自动化系统的集线器设备被发送到光伏窗户的无线通信系统，集线器设备通信地耦合到用户设备和一个或多个光伏窗户。

74、示例73是示例70中的用户设备，其中处理子系统还被配置为：从光伏窗户的无线通信系统接收数据信号，其中数据信号包括关于光伏窗户的信息。

75、示例74是例73中的用户设备，其中关于光伏窗户的信息包括使用光伏窗户的一个或多个传感器捕获的传感器数据，其中一个或多个传感器仅由光伏件生成的电力供电。

76、示例75是示例70中的用户设备，还包括：显示器，其被配置为显示光伏窗户的表示，其中光伏窗户的表示是图形表示。

77、示例76是示例75中的用户设备，其中显示器还被配置为显示通过将由一个或多个光伏窗户的面向外部的摄像头捕获的图像或视频拼接在一起而形成的家居的实时外部视图。

78、示例77是示例70中的用户设备，其中用户输入指示从安装在光伏窗户处的一个或多个窗户功能件中选择窗户功能件。

79、示例78是包括指令的非暂时性计算机可读介质，当所述指令由用户设备的一个或多个处理器执行时，使所述一个或多个处理器执行操作，所述操作包括：生成光伏窗户的表示；通过所述用户设备的用户界面接收用户输入，所述用户输入指示对所述光伏窗户的表示的选择；响应于接收到所述用户输入，生成用于修改所述光伏窗户的操作的控制信号；以及使用所述用户设备的通信接口向所述光伏窗户的无线通信系统发送所述控制信号，其中所述无线通信系统由所述光伏窗户的光伏件从入射到所述光伏窗户的光产生的电力单独供电。

80、示例79是示例78中的非暂时性计算机可读介质，其中所述操作进一步包括：执行允许用户操作用户界面以提供用户输入的应用程序。

81、示例80是示例78中的非暂时性计算机可读介质，其中控制信号经由家居自动化系统的集线器设备被发送到光伏窗户的无线通信系统，集线器设备通信地耦合到用户设备和一个或多个光伏窗户。

82、示例81是示例78中的非暂时性计算机可读介质，其中操作还包括：从光伏窗户的无线通信系统接收数据信号，其中数据信号包括关于光伏窗户的信息。

83、示例82是示例81中的非暂时性计算机可读介质，其中关于光伏窗户的信息包括使用光伏窗户的一个或多个传感器捕获的传感器数据，其中一个或多个传感器仅由光伏件生成的电力供电。

84、示例83是示例78中的非暂时性计算机可读介质，其中所述操作还包括：在所述用户设备的显示器上显示所述光伏窗户的表示，其中，所述光伏窗户的表示是图形表示。

85、示例84是示例78中的非暂时性计算机可读介质，其中用户输入指示从安装在光伏窗户的一个或多个窗户功能件中选择窗户功能件。

86、示例85是一种计算机实现的方法，包括：生成光伏窗户的表示；通过用户界面接收用户输入，所述用户输入指示对所述光伏窗户的所述表示的选择；响应于接收到所述用户输入，生成用于修改所述光伏窗户的操作的控制信号；使用通信接口向光伏窗户的无线通信系统发送控制信号，其中无线通信系统由光伏窗户的光伏件从入射到光伏窗户的光产生的电力单独供电。

87、示例86是示例85中的计算机实现的方法，还包括：执行允许用户操作用户界面以提供用户输入的应用程序。

88、示例87是示例85中的计算机实现的方法，其中控制信号经由家居自动化系统的集线器设备被发送到光伏窗户的无线通信系统，集线器设备通信地耦合到一个或多个光伏窗户。

89、示例88是示例85中的计算机实现的方法，还包括：从光伏窗户的无线通信系统接收数据信号，其中数据信号包括关于光伏窗户的信息。

90、示例89是示例88中的计算机实现的方法，其中关于光伏窗户的信息包括使用光伏窗户的一个或多个传感器捕获的传感器数据，其中一个或多个传感器仅由光伏件生成的电力供电。

91、示例90是示例85中的计算机实现的方法，还包括：在显示器上显示光伏窗户的表示，其中光伏窗户的表示是图形表示。

92、示例91是示例85中的计算机实现的方法，其中用户输入指示从安装在光伏窗户的一个或多个窗户功能件中选择窗户功能件。