兼具变色和发电功能的玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种兼具变色和发电功能的玻璃及其制备方法，属于变色玻璃技术领域，通过在密闭空间中添加有机溶剂蒸汽作为功能催化剂，调节卤化物钙钛矿材料热致变色温度，进而自动调节玻璃的透光率，获得温度高的情况下玻璃透光较弱，可光伏发电；温度降低时，透光增强，变成透明玻璃。变成透明玻璃。变成透明玻璃。

【技术实现步骤摘要】
兼具变色和发电功能的玻璃及其制备方法


[0001]本专利技术属于变色玻璃
，具体涉及一种兼具变色和发电功能的玻璃及其制备方法。

技术介绍

[0002]钙钛矿太阳能电池是利用卤化物钙钛矿型材料作为光电转换材料的光伏器件，其成本低廉，制作简单，是非常具有发展前景的新型光伏器件。其中卤化物钙钛矿材料是一种优异的热致变色材料。热致变色是指一种材料在加热到某一温度时，发生物理相变或者化学反应等使其颜色发生改变，而在常温条件下，又能恢复到原来的结构状态的一种可逆变化。
[0003]目前既具有变色功能又能够光伏发电的玻璃组件，都是由功能单一的热致变色组件和太阳能电池组件叠加制备的。这种装置结构复杂，光伏电池光电转换效率较低，不仅造成了资源的浪费，而且在绿色建筑等窗户应用领域无法大面积推广。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，提供一种兼具变色和发电功能的玻璃及其制备方法，本专利技术采用了如下技术方案：
[0005]本专利技术提供了一种兼具变色和发电功能的玻璃，其特征在于，包括：依次设置的透明导电玻璃衬底、钙钛矿太阳能电池以及透明盖板，其中，透明导电玻璃衬底具有钙钛矿太阳能电池区域和非钙钛矿太阳能电池区域，钙钛矿太阳能电池位于钙钛矿太阳能电池区域上，用于热致变色和光伏发电，该钙钛矿太阳能电池具有电子传输层、层叠于电子传输层上的卤化物钙钛矿层以及层叠于卤化物钙钛矿层上的对电极层，电子传输层层叠于钙钛矿太阳能电池区域上，透明盖板位于对电极层的一侧，且在非钙钛矿太阳能电池区域上该透明盖板与钙钛矿太阳能电池之间形成密封空间，密封空间内填充有热致变色功能催化剂，用于调节卤化物钙钛矿层的热致变色温度，进而调节玻璃的透光率。
[0006]本专利技术提供的兼具变色和发电功能的玻璃，还可以具有这样的特征，其中，电子传输层的材料为二氧化钛、氧化锌以及二氧化锡中的任意一种。
[0007]本专利技术提供的兼具变色和发电功能的玻璃，还可以具有这样的特征，其中，对电极层的材料为石墨烯、氧化铟锡以及金属纳米线中的任意一种。
[0008]本专利技术提供的兼具变色和发电功能的玻璃，还可以具有这样的特征，其中，卤化物钙钛矿层的材料为三维有机
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无机混合钙钛矿、三维纯无机钙钛矿以及二维钙钛矿中的至少一种。
[0009]本专利技术提供的兼具变色和发电功能的玻璃，还可以具有这样的特征，其中，热致变色功能催化剂为有机溶剂蒸汽。
[0010]本专利技术提供的兼具变色和发电功能的玻璃，还可以具有这样的特征，其中，有机溶剂蒸汽为二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、乙醇以及甲醇中的至少一种。
[0011]本专利技术提供的兼具变色和发电功能的玻璃，还可以具有这样的特征，其中，钙钛矿太阳能电池至少为一片。
[0012]本专利技术提供的兼具变色和发电功能的玻璃，还可以具有这样的特征，其中，钙钛矿太阳能电池为多片，且多个钙钛矿太阳能电池串联或并联。
[0013]本专利技术提供的兼具变色和发电功能的玻璃，还可以具有这样的特征，其中，透明盖板为钢化玻璃。
[0014]本专利技术提供了一种兼具变色和发电功能的玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，将掺杂氟的氧化锡的透明导电玻璃衬底，划分为钙钛矿太阳能电池区域和非钙钛矿太阳能电池区域，并在钙钛矿太阳能电池区域上旋涂可以运输电子的材料，再经过120℃
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450℃的烧结形成电子传输层；步骤S2，制备卤化物钙钛矿材料，在电子传输层上对卤化物钙钛矿材料进行旋涂，再置于加热板上进行退火处理，得到卤化物钙钛矿层；步骤S3，在卤化物钙钛矿层上表面沉积对电极层，得到钙钛矿太阳能电池；步骤S4，在透明导电玻璃衬底上的非钙钛矿太阳能电池区域加入热致变色功能催化剂；步骤S5，将透明盖板置于钙钛矿太阳能电池上方，进行密封，得到兼具变色和发电功能的玻璃。
[0015]专利技术作用与效果
[0016]根据本专利技术的兼具变色和发电功能的玻璃及其制备方法，基于卤化物钙钛矿材料，通过在密闭空间中添加有机溶剂蒸汽作为功能催化剂，调节卤化物钙钛矿材料热致变色温度，进而自动调节玻璃的透光率，获得温度高的情况下玻璃透光较弱，可光伏发电；温度降低时，透光增强，变成透明玻璃。本专利技术简化了具有热致变色和发电双功能的玻璃结构，提出一种集成热致变色和发电双功能的玻璃，区别于现有技术中将热致变色组件和太阳能电池组件叠加制备的技术方案，本专利技术实现了通过温度调节玻璃的透光率，并能有效将光能转换为电能，满足当代绿色环保建筑等的市场需求。因此，本专利技术的玻璃非常适合于应用在城市楼宇表面及其它需要大面积使用玻璃装饰的场所。不仅能够在不使用电能的情况下调节玻璃的透光率，而且能够更高效的将太阳能转化为电能。本专利技术的玻璃还非常适用于能源短缺的当下环境和绿色建筑。
[0017]此外，本专利技术器件对环境要求低，成本低廉，在多功能光伏玻璃的商业化应用方面具有极大的潜力。
附图说明
[0018]图1是本专利技术实施例一中兼具变色和发电双功能的玻璃结构示意图。
具体实施方式
[0019]以下结合附图以及实施例来说明本专利技术的具体实施方式。
[0020]<实施例一>
[0021]本实施例提供一种兼具变色和发电功能的玻璃100。
[0022]图1是本专利技术实施例中兼具变色和发电双功能的玻璃结构示意图。
[0023]如图1所示，兼具变色和发电功能的玻璃100包括依次设置的透明导电玻璃衬底10、钙钛矿太阳能电池20以及透明盖板30。
[0024]透明导电玻璃衬底10具有透明玻璃11和导电衬底12，导电衬底12层叠于透明玻璃
11上，导电衬底12可划分为钙钛矿太阳能电池区域和非钙钛矿太阳能电池区域。
[0025]钙钛矿太阳能电池20位于钙钛矿太阳能电池区域上，用于热致变色和光伏发电，该钙钛矿太阳能电池20具有电子传输层21、卤化物钙钛矿层22以及对电极层23。电子传输层21层叠于导电衬底12的钙钛矿太阳能电池区域上，电子传输层21的材料可以为二氧化钛、氧化锌或二氧化锡。卤化物钙钛矿层22层叠于电子传输层21上。对电极层23层叠于卤化物钙钛矿层22上，对电极层23的材料可以为石墨烯、氧化铟锡或金属纳米线。
[0026]透明盖板30为钢化玻璃，其位于对电极层23的一侧，且在非钙钛矿太阳能电池区域上该透明盖板30与钙钛矿太阳能电池20之间通过绝缘密封圈31形成密封空间。该密封空间内填充有热致变色功能催化剂32，热致变色功能催化剂32为有机溶剂蒸汽，用于调节卤化物钙钛矿层22的热致变色温度，进而调节玻璃100的透光率。
[0027]<实施例二>
[0028]本实施例提供一种兼具变色和发电功能的玻璃的制备方法。
[0029]本实施例中的卤化物钙钛矿材料选择铯铅碘溴二(CsPbIBr2)，热致变色功能催化剂选择二甲基亚砜。
[0030]兼具变色和发电功能的玻璃的制备方法，具体包括以下步骤：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种兼具变色和发电功能的玻璃，其特征在于，包括：依次设置的透明导电玻璃衬底、钙钛矿太阳能电池以及透明盖板，其中，所述透明导电玻璃衬底具有钙钛矿太阳能电池区域和非钙钛矿太阳能电池区域，所述钙钛矿太阳能电池位于所述钙钛矿太阳能电池区域上，用于热致变色和光伏发电，该钙钛矿太阳能电池具有电子传输层、层叠于所述电子传输层上的卤化物钙钛矿层以及层叠于所述卤化物钙钛矿层上的对电极层，所述电子传输层层叠于所述钙钛矿太阳能电池区域上，所述透明盖板位于所述对电极层的一侧，且在所述非钙钛矿太阳能电池区域上该透明盖板与所述钙钛矿太阳能电池之间形成密封空间，所述密封空间内填充有热致变色功能催化剂，用于调节所述卤化物钙钛矿层的热致变色温度，进而调节玻璃的透光率。2.根据权利要求1所述的兼具变色和发电功能的玻璃，其特征在于：其中，所述电子传输层的材料为二氧化钛、氧化锌以及二氧化锡中的任意一种。3.根据权利要求1所述的兼具变色和发电功能的玻璃，其特征在于：其中，所述对电极层的材料为石墨烯、氧化铟锡以及金属纳米线中的任意一种。4.根据权利要求1所述的兼具变色和发电功能的玻璃，其特征在于：其中，所述卤化物钙钛矿层的材料为三维有机
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无机混合钙钛矿、三维纯无机钙钛矿以及二维钙钛矿中的至少一种。5.根据权利要求1所述的兼具变色和发电功能的玻璃，其特征在于：其中，所述热致变色功能催化剂为有机溶剂蒸汽。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：林佳，范吉超，张潮，刘晓霖，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：发明
国别省市：