用于具有透明光伏的低发射率的颜色中性的中空玻璃单元的方法和系统与流程

用于具有透明光伏的低发射率的颜色中性的中空玻璃单元的方法和系统
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2020年10月2日提交的第63/086,923号美国临时专利申请的优先权和权益，出于所有目的在此以引用方式将其全部并入。


背景技术：

3.低成本、明显透明或半透明的有机光伏(opv)器件可集成到家庭、摩天大楼、汽车等的窗玻璃(window panes)中，可用于显著增加太阳能收集的表面积。例如，建筑物集成光伏技术可以用于将照射到建筑物上的太阳能转变为电能，该电能可以在建筑物上使用或存储，或者可以馈送回电网，并通过太阳能减少对建筑物的加热。然而，由于与常规光伏电池相关联的成本、不透明度和美学问题，这种光伏技术并未得到广泛应用。
4.因此，本领域需要在中空玻璃单元中实施的与光伏技术相关的改进的方法和系统。


技术实现要素：

5.本技术总体上涉及光伏材料和器件领域，更具体地，涉及将明显透明(或半透明)光伏结构与低发射率结构结合以提供颜色中性的中空玻璃单元，同时与单独使用明显透明(或半透明)光伏结构相比还提高了太阳能热增益系数。在一些实施例中，光伏结构和低发射率结构形成在单独的片(lite)(即，玻璃片)上并在制造中空玻璃单元期间进行组合。低发射率结构优先在可见光谱的预定部分透射和反射光，以补偿明显透明光伏结构的透射光谱。
6.通过将中空玻璃单元中的低发射率涂层玻璃片与光伏涂层玻璃片组合，整体组合颜色比单个光伏涂层玻璃片的颜色更中性。在一些实施例中，中空玻璃单元的透射颜色可以具有比单个光伏涂层玻璃片更低的b*值。在其他实施例中，中空玻璃单元的透射颜色位于由-15与0之间的a*和-3.5与7.5之间的b*定义的颜色框中。因此，通过将互补的低发射率涂层玻璃片与具有偏离颜色空间中心的颜色的非颜色中性的光伏涂层玻璃片配对，可以实现表征中空玻璃单元的预定颜色和改进的颜色中性。
7.根据本发明的实施例，提供了一种中空玻璃单元(igu，insulated glass unit)，其特征为igu的透射颜色(a*
igu
；b*
igu
)。所述igu包括特征为第一透射颜色(a*1；b*1)的光伏结构和特征为第二透射颜色(a*2；b*2)的低发射率结构。所述第一透射颜色和所述第二透射颜色是互补的。
8.与常规技术相比，使用本公开中描述的技术实现了许多益处。例如，本发明的实施例提供了中空玻璃单元，其包括具有不适合大多数应用的颜色的光伏结构和互补的低发射率结构，该互补的低发射率结构如果在没有光伏结构的情况下集成到中空玻璃单元中，也将具有不适合大多数应用的颜色。由于光伏结构和低发射率结构的互补性，中空玻璃单元是颜色中性的，适用于各种应用。此外，本文所述的中空玻璃单元的特征还在于改进的太阳
能热增益系数。此外，实施例允许使用可能由于颜色特性而不能在光伏中使用的材料的组合。本发明的实施例利用单独的光伏结构和低发射率结构，允许使用不太复杂的光伏结构和可选的不太复杂的低发射率结构。此外，本发明的实施例利用低发射率结构中的颜色调谐，这比光伏结构中的颜色调谐更容易实现，光伏结构中的颜色调谐例如通过改变光伏结构中存在的材料来实现。此外，可以针对不同的产品/市场确认多个颜色目标，但这些产品可以使用相同的光伏结构或相同的低发射率结构。结合下面的文本和相应的附图更详细地描述了本公开的这些和其他实施例及其许多优点和特征。
附图说明
9.图1是示出明显透明光伏器件示例的简化示意图。
10.图2是显示了作为光波长函数的透明光伏器件示例的太阳光谱、人眼灵敏度和吸收光谱的简化曲线图。
11.图3示出了用于描述颜色的国际照明委员会(cie)l*a*b*(cielab)颜色空间。
12.图4a是示出根据本发明实施例的低发射率结构中的层的简化示意图。
13.图4b是示出若干低发射率结构的颜色的cielab颜色空间。
14.图5a是示出根据本发明实施例的结合了光伏结构和低发射率结构的中空玻璃单元的简化示意图。
15.图5b是示出光伏结构、低发射率结构和根据本发明实施例的包括所述光伏结构和所述低发射率结构的igu的颜色的cielab颜色空间。
16.图6a是示出根据本发明实施例的结合了光伏涂层、低发射率涂层和玻璃片的中空玻璃单元的简化示意图。
17.图6b是示出根据本发明的替代实施例的结合了光伏涂层、低发射率涂层和玻璃片的中空玻璃单元的简化示意图。
18.图6c是示出根据本发明的另一替代实施例的结合了光伏涂层、低发射率涂层和玻璃片的中空玻璃单元的简化示意图。
19.图7a是示出根据本发明实施例的结合了光伏涂层、低发射率涂层和玻璃片的层压中空玻璃单元的简化示意图。
20.图7b是示出根据本发明替代实施例的结合了光伏涂层、低发射率涂层和玻璃片的层压中空玻璃单元的简化示意图。
21.图7c是示出根据本发明的另一替代实施例的结合了光伏涂层、低发射率涂层和玻璃片的层压中空玻璃单元的简化示意图。
22.图8a示出了优先透射红光的光伏结构和优先透射蓝光的低发射率结构的透射率与波长的关系的曲线图。
23.图8b示出了优先透射蓝光的光伏结构和优先透射红光的低发射率结构的透射率与波长的关系的曲线图。
24.图8c示出了优先透射红光和蓝光的光伏结构和优先透射绿光的低发射率结构的透射率与波长的关系的曲线图。
25.图8d示出了优先透射绿光的光伏结构和优先透射红光和蓝光的低发射率结构的透射率与波长的关系的曲线图。
26.图9a是示出根据本发明第一实施例的光伏结构的模拟光学性质的曲线图。
27.图9b是示出根据本发明第一实施例的低发射率结构的模拟光学性质的曲线图。
28.图9c是示出具有图9b所示光学性质的低发射率结构中的层的简化示意图。
29.图9d是示出图5a中所示的igu结构的模拟光学性质的曲线图，所述igu结构结合了具有图9a中所示光学性质的光伏结构和具有图9b中所示光学性质的低发射率结构。
30.图9e是示出具有图9a中所示光学性质的光伏结构、具有图9b中所示光学性质的低发射率结构和具有图9d中所示光学性质的igu结构的颜色的cielab颜色空间。
31.图10a是示出根据本发明第一替代实施例的光伏结构的模拟光学性质的曲线图。
32.图10b是示出根据本发明的第一替代实施例的低发射率结构的模拟光学性质的曲线图。
33.图10c是示出具有图10b中所示光学性质的低发射率结构中的层的简化示意图。
34.图10d是示出igu的模拟光学性质的曲线图，所述igu结合了具有图10a中所示光学性质的光伏结构和具有图10b中所示光学性质的低发射率结构。
35.图10e是示出具有图10a中所示光学性质的光伏结构、具有图10b中所示光学性质的低发射率结构和具有图10d中所示光学性质的igu的颜色的cielab颜色空间。
36.图11a是示出根据本发明第二实施例的光伏结构的模拟光学性质的曲线图。
37.图11b是示出根据本发明第二实施例的低发射率结构的模拟光学性质的曲线图。
38.图11c是示出具有图11b中所示光学性质的低发射率结构中的层的简化示意图。
39.图11d是示出igu的模拟光学性质的曲线图，所述igu结合了具有图11a中所示光学性质的光伏结构和具有图11b中所示光学性质的低发射率结构。
40.图11e是示出具有图11a中所示光学性质的光伏结构、具有图11b中所示光学性质的低发射率结构和具有图11d中所示光学性质的igu的颜色的cielab颜色空间。
41.图12a是示出根据本发明第三实施例的光伏结构的模拟光学性质的曲线图。
42.图12b是示出根据本发明第三实施例的低发射率结构的模拟光学性质的曲线图。
43.图12c是示出具有图12b中所示光学性质的低发射率结构中的层的简化示意图。
44.图12d是示出igu的模拟光学性质的曲线图，所述igu结合了具有图12a中所示光学性质的光伏结构和具有图12b中所示光学性质的低发射率结构。
45.图12e是示出具有图12a中所示光学性质的光伏结构、具有图12b中所示光学性质的低发射率结构和具有图12d中所示光学性质的igu的颜色的cielab颜色空间。
46.图13a是示出根据本发明第四实施例的光伏结构的模拟光学性质的曲线图。
47.图13b是示出根据本发明第四实施例的低发射率结构的模拟光学性质的曲线图。
48.图13c是示出具有图13b中所示光学性质的低发射率结构中的层的简化示意图。
49.图13d是示出igu的模拟光学性质的曲线图，所述igu结合了具有图13a中所示光学性质的光伏结构和具有图13b中所示光学性质的低发射率结构。
50.图13e是示出具有图13a中所示光学性质的光伏结构、具有图13b中所示光学性质的低发射率结构和具有图13d中所示光学性质的igu的颜色的cielab颜色空间。
51.附图仅出于说明的目的描述了本公开的实施例。例如，某些图中的透射或吸收曲线仅用于说明目的，可不代表实际透明光伏器件中使用的材料的透射或吸收曲线。本领域技术人员将容易地从以下描述中认识到，在不脱离本公开的原理或宣传的益处的情况下，
可以使用所示结构和方法的替代实施例。
52.在附图中，相似组件和/或特征可能具有相同的参考标记。此外，可以通过用破折号和区分相似部件的第二标记跟随参考标记来区分相同类型的各种部件。如果说明书中仅使用了第一参考标记，则无论第二参考标记如何，该描述都适用于具有相同第一参考标记的任何一个相似部件。
具体实施方式
53.本发明总体上涉及光伏材料和器件，例如透明或半透明光伏材料和器件。更具体地，但不限于，本文公开的是将明显透明(或半透明)光伏结构与低发射率结构组合的中空玻璃单元，使得中空玻璃单元的特征为预定的透射颜色。在特定实施例中，由中空玻璃单元透射的光比由光伏结构透射的光更靠近颜色空间的中心(即，更加颜色中性)。如本文所述，光伏结构和低发射率结构的颜色特性可以互补，使得包括光伏结构和低发射率结构的中空玻璃单元以比光伏结构或低发射率结构的颜色更接近cielab颜色空间的中心的颜色来透射光。
54.常规的光伏器件，如晶体硅光伏器件，通常对可见光不透明，因此可能不适合用于建筑物或其他结构的窗玻璃。一些透明光伏器件，例如一些基于有机透明光活性材料的透明光伏器件，可以是对明显透明的或半透明的。然而，这些透明光伏器件可以在可见光波带中具有结构化的吸收(或透射)光谱，因此可以显示某些颜色，例如洋红色、黄色、绿色或蓝色的某些色系，并且可以通过透明光伏器件改变人所观看的对象的颜色。
55.根据本发明的实施例，在中空玻璃单元中利用透明或半透明光伏结构和低发射率结构的各种组合来实现预定颜色特性。利用本文所述的方法和系统，可以定制中空玻璃单元的透射光谱以满足设计约束，同时还提供能效益处。因此，本发明的实施例提供了一种或多种中空玻璃单元，其具有通过光伏器件从入射太阳辐射产生电力的能力，同时仍然允许可见光以与常规中空玻璃单元产品一致的颜色(即，以透射方式)穿过中空玻璃单元。
56.如本文所使用的，术语“可见光”可指约380nm至约750nm、约400nm至约700nm、或约450nm至约650nm的波长范围内的光。
57.如本文所使用的，术语“明显透明”(或简称为“透明”)和“明显半透明”(或简称为“半透明”)等可指在约0％-70％的可见光波带内表现出整体吸收、平均吸收或最大吸收的材料或器件的特性，例如小于或约70％，小于或约65％，小于或约60％，小于或约55％，小于或约50％，小于或约45％，小于或约40％，小于或约35％，小于或约30％，小于或约25％，或小于或约20％。换句话说，明显透明材料可透射30％-100％的入射可见光，例如大于或约80％的入射可见光、大于或约75％的入射可见光、大于或约70％的入射可见光、大于或约65％的入射可见光、大于或约60％的入射可见光、大于或约55％的入射可见光，大于或约50％的入射可见光，大于或约45％的入射可见光，大于或约40％的入射可见光，大于或约35％的入射可见光，或大于或约30％的入射可见光。一些未透射穿过材料或器件的光可能被材料散射、反射或吸收。明显透明材料通常被认为在人类观察时至少部分地透明的(即不是完全不透明)。明显透明光伏器件可简称为透明光伏(tpv)器件。
58.如本文所使用的，术语“平均可见光透射率”(通常表示为avt或tvis)是指通过人眼的明视响应加权的波长光谱上的平均透射率，其在光谱的可见光部分中是敏感的。
59.如本文所使用的，术语“互补颜色”可指与igu的部件相关联的颜色，其在被白光(包括不同颜色的光的组合)照射时透射其cielab a*和b*值跨越igu的对应cielab a*或b*值的光。换句话说，如果在白光照射下，igu透射的光具有在光伏结构和低发射率结构的对应a*或b*值之间的cielab a*值或cielab b*值，则igu的部件可以具有互补颜色。例如，如果光伏结构的b*值为正，低发射率结构的b*值为负，则结合了这些具有互补颜色的部件的igu将具有在负b*值和正b*值之间的b*值，该b*值跨越或横跨igu的b*值，导致具有比负b*值或正b*值更接近b*＝0的b*值的igu。因此，如本文所述，使用具有互补颜色的部件，可以制造颜色中性igu，即使在一些实施例中，其中任何部件片本身都不是颜色中性的。
60.如本文所使用的，术语“颜色中性”或“明显颜色中性”可指与igu或片相关联的颜色，其在被白光(包括不同颜色的光的组合)照射时透射cielab a*和b*值在距颜色空间的中心(即，a*＝0，b*＝0)的预定距离内的光。在一个实施例中，颜色中性被定义为igu颜色在-5《a*《5、-5《b*《5的范围内，即，在以颜色空间的中心为中心的长度10和宽度10的颜色区域内。在其他实施例中，a*值或b*值的范围可以根据特定应用而变化。使用具有互补颜色的部件，igu的颜色可以比集成到igu中的任何部件(例如，光伏结构和低发射率结构)的颜色更中性，即更接近颜色空间的中心区域。因此，作为示例，如果在白光照射下，igu透射的光具有比光伏结构或低发射率结构的a*值或b*值更低的cielab a*值或cielab b*值，则igu可以比部件更颜色中性。在一些实施例中，如果在白光照射下，igu透射具其颜色从颜色空间的中心到与igu相关联的颜色的距离小于从颜色空间的中心到与部件相关联的一种或多种颜色(例如，两者)的距离的光，则可以认为igu比部件(例如，光伏结构和低发射率结构)的更颜色中性。
61.尽管本文所示的其中一些实施例和与这些实施例相关联的讨论是在高透明度光伏涂层(例如具有大于30％或大于50％透射率和紫外(uv)或近红外(nir)吸收峰的光伏涂层)的背景下提供的，但是本发明的实施例不限于这些特定的光伏涂层。更一般地，本发明的实施例适用于包括光伏结构和低发射率结构的igu，其包括具有较低透明度的光伏涂层，例如，透射率大于0％的光伏涂层可以使用本文描述的方法和系统进行颜色中和。相应地，特征为5％、10％、20％和30％的avt的igu可以使用本文所述的方法和系统来制造，并且具有实质性的市场适用性。此外，也可使用近红外(nir)光谱中不具有选择性的光伏涂层(例如，明显吸收，但半透明)。示例光伏涂层在共同转让的公布号为2019/0036480和第2020/0091355的美国专利申请中进行了讨论，其披露内容通过引用整体并入本文中。示例包括基于半透明钙钛矿、碲化镉、硅、砷化镓、铜铟硒化镓、itic型有机光伏等的光伏，包括不被设计成具有近红外(nir)选择性的光伏，所有这些光伏将通过与本文所述的低发射率结构配对从颜色中和中受益。
62.此外，虽然本文所示的一些示例和与这些示例相关的讨论是在光伏涂层的背景下提供的，但是本文所描述的方法和系统也适用于发光太阳能聚光器的颜色中和。公布号为2018/0248064的美国专利申请和共同转让的公布号为2019/0036480的美国专利申请中提供了与发光太阳能聚光器相关的附加描述，其披露内容通过引用整体并入本文中。
63.如本文所使用的，术语“最大吸收强度”是指特定光谱区域中的最大吸收值，例如紫外波带(200nm至450nm或280nm至450nm)、可见光波带(450nm至650nm)或近红外波带(650nm至1400nm)。在一些示例中，最大吸收强度可以对应于局部或绝对最大值的吸收特征
的吸收强度，例如吸收带或吸收峰，并且可以称为峰值吸收。在一些示例中，特定波带中的最大吸收强度可以不对应于局部或绝对最大值，而是可以对应于特定波带中的最大吸收值。例如，当吸收特征跨越多个波带(例如，可见光和近红外)时，这种配置可能发生，并且在可见光波带内发生的来自吸收特征的吸收值小于在近红外波带内发生的吸收值(例如当吸收特征的峰值位于紫外波带内但吸收特征拖尾到可见光波带时)。在一些实施例中，本文所述的明显透明光活性化合物可在大于约650nm(即，在近红外)的波长或在小于约450nm(即，在紫外)的波长处具有吸收峰值，且明显透明光活性材料的吸收峰值可大于明显透明光活性材料在约450nm至650nm之间的任何波长处的吸收。
64.在以下描述中，出于解释的目的，阐述了具体细节，以便透彻理解公开的示例。但是，很明显，在没有这些具体细节的情况下，可以实施各种示例。例如，设备、系统、结构、组件、方法和其他部件可以框图形式显示为部件，以避免不必要的细节混淆示例。在其他情况下，可以在没有必要细节的情况下显示众所周知的设备、过程、系统、结构和技术，以避免混淆示例。数字和描述无意具有限制性。本公开中使用的术语和表达被用作描述而非限制的术语，并且在使用这些术语和表达时无意排除所示和描述的特征或其部分的任何等价物。此处使用的“示例”一词意指“用作示例、实例或说明”。本文描述为“示例”的任何实施例或设计不一定被解释为优于或有利于其它实施例或设计。
65.图1是示出可在本文所述igu中使用的明显透明光伏(tpv)结构100的示例的简化图。如图1所示，明显透明光伏结构100可包括多个层和元件。如上所述，明显透明表示光伏器件在可见光波带(例如约450nm至约650nm)之外的波长处吸收光能，而在可见光波带内基本上透射光。如示例中所示，uv和/或nir光可以被透明光伏器件的层和元件强吸收，而可见光可以基本上透射通过该器件。
66.明显透明光伏结构100可包括衬底110，衬底110可以是玻璃或为所示的其他层和结构提供足够的机械支撑的其他明显透明材料。示例衬底材料包括各种玻璃和刚性或柔性聚合物。也可以使用多层衬底，例如层压板。衬底可具有任何合适的厚度(例如0.5mm至20mm的厚度)，以提供其他层和结构所需的机械支撑。在一些情况下，衬底可以包括粘合膜，以允许将明显透明的光伏结构100施加到另一结构，例如窗玻璃、显示器件等。
67.明显透明光伏结构100可以包括一组透明电极120和160，其中光活性层140位于透明电极120和160之间。透明电极120和160可以使用透明氧化铟锡(ito)、薄金属膜或其他合适的明显透明材料制造，提供到所示的各种层中的一个或多个层的电连接。例如，铜、银或其他金属的薄膜也可适合用作明显透明电极，即使这些金属可能会吸收可见光波带中的光。当作为薄膜提供时，例如具有约1nm至约200nm(例如，约5nm、约10nm、约15nm、约20nm、约25nm、约30nm、约35nm、约40nm、约45nm、约50nm、约55nm、约60nm、约65nm、约70nm、约75nm，约80nm、约85nm、约90nm、约95nm、约100nm、约105nm、约110nm、约115nm、约120nm、约125nm、约130nm、约135nm、约140nm、约145nm、约150nm、约155nm、约160nm、约165nm、约170nm、约175nm、约180nm约185nm、约190nm或约195nm)，薄膜在可见光波带中的总透射率可以保持较高，例如大于30％、大于40％、大于50％、大于60％、大于70％、大于80％或大于90％。有利地，当用作透明电极时，与一些可用作透明电极的半导体材料(例如ito)相比，薄金属膜在紫外波带显示出较低的吸收，因为一些半导体透明导电氧化物在紫外波带可能具有带隙，并且因此可能高度吸收紫外光或对紫外光不透明。然而，在一些情况下，可以使用紫外线吸
收透明电极，以(例如)从下面的部件屏蔽至少一部分紫外光，因为紫外光可能降解某些材料。
68.可使用各种沉积技术来产生透明电极，包括真空沉积技术，例如原子层沉积、化学气相沉积、物理气相沉积、热蒸发、溅射沉积、外延等。在某些情况下，也可以使用基于溶液的沉积技术，例如旋涂。此外，可以使用用于微加工的技术(包括光刻、剥离、蚀刻等)将透明电极图案化。
69.利用缓冲层130和150以及光活性层140来实现光伏器件的电学和光学性质。这些层可以是单一材料的层，或者可以包括适合特定应用的多个子层。因此，术语“层”并不是指单一材料的单一层，而是可以包括相同或不同材料的多个子层。在一些实施例中，以堆叠配置重复缓冲层130、一个或多个光活性层140和缓冲层150，以提供串联器件配置，例如多结单元。在一些实施例中，光活性层140可包括电子供体材料和电子受体材料，也称为供体和受体。这些供体和受体是明显透明的，但可能在可见光波带之外吸收来产生光电流。
70.缓冲层130和150可以用作电子传输层、电子阻挡层、空穴传输层、空穴阻挡层、激子阻挡层、光学间隔物、物理缓冲层、电荷复合层、电荷产生层等。缓冲层130和150可以具有任何合适的厚度以提供期望的缓冲效果，并且可以可选地存在或不存在。缓冲层130和150在存在时可具有约1nm至约100nm的厚度。此外，在一些实施例中，缓冲层130和150可以具有与光活性层互补的吸收。可以使用各种材料作为缓冲层，包括富勒烯材料、碳纳米管材料、石墨烯材料、金属氧化物，例如氧化钼、氧化钛、氧化锌等；聚合物，例如聚(3,4-乙二氧噻吩)、聚苯乙烯磺酸、聚苯胺等；共聚物、聚合物混合物和小分子(如亚铜氨)。缓冲层可以使用沉积工艺(例如，热蒸发)或溶液处理方法(例如，旋涂)来形成，并且可以包括一个或更多个层。
71.应注意，在各种实施例中，明显透明光伏结构100可包括透明电极120、光活性层140和透明电极160，而衬底110和缓冲层130和150中的任何一者或多者可被可选地包括或排除。
72.图2是示出作为光波长函数的透明光伏结构示例的太阳光谱210、人眼灵敏度230和吸收光谱220的简化图。如图2所示，本发明的实施例利用了在可见光波带中在约450nm至约650nm之间具有低吸收、但在紫外和近红外波带(即，在可见光波带之外)中具有强吸收的光伏结构，从而实现明显透明的光伏操作。如本文更充分地描述的那样，对于吸收不均匀的情况，利用颜色中和来补偿不均匀的吸收。在实施例中，紫外波带可以描述为约200nm至约450nm之间的光的波长。应当理解，在地面水平的有用太阳辐射可以具有波长小于约280nm的有限量的紫外光，并且因此，在一些实施例中，紫外波带或紫外区域可以被描述为在约280nm和450nm之间的光的波长。在实施例中，近红外波带可以被描述为约650nm至约1400nm之间的光的波长。本文所描述的各种结构可表现出包括紫外峰222和/或近红外峰224的吸收，且可见光波带中的最大吸收强度小于近红外区域或紫外区域中的最大吸收强度。
73.使用吸收太阳光谱的uv和/或nir波带中的光的光活性材料制造的tpv器件可以主要在吸收uv和/或nir波带中进行吸收，并且还可以具有从太阳光谱的uv或nir波带延伸到可见光波带中的吸收。因此，由于可见光吸收不均匀，tpv材料或结构可能显示出一定的颜色。如上所述，通常期望实现igu的预定颜色，例如中性颜色或具有蓝绿色调的颜色，使得igu适合特定的建筑风格，提供所有者期望的颜色等。
74.图3示出了用于描述颜色的cielab颜色空间。ciel*a*b*(cielab)颜色空间300描述人眼可见的颜色，并且是一种独立于器件的模型。cielab颜色空间的三个坐标表示颜色的亮度、红色/洋红和绿色之间的颜色的位置以及黄色和蓝色之间的颜色的位置。cielab的设计使得cielab值中的相同数值变化量对应于近似相同的视觉感知变化量。与rgb和cmyk颜色模型不同，cielab颜色空间旨在近似人类视觉。
75.如图3所示，cielab颜色空间的三个坐标为l*、a*和b*，其中“*”用于将l*、a*和b*与hunter的l、a和b区分开。亮度值l*表示颜色的亮度，范围从l*＝0时的最深黑色到l*＝100时的最亮白色。a*轴代表绿色-红色分量，负方向为绿色，正方向为红色。b*轴代表蓝色-黄色分量，负方向为蓝色，正方向为黄色。真正的中性灰色由a*＝0和b*＝0表示。a*和b*轴的缩放和限制可能取决于具体实现方式。例如，在一些实现方式中，a*和b*值可以在
±
100或-128到+127(带符号的8-比特位整数)的范围内。l*、a*和b*的非线性关系旨在模拟眼睛的非线性响应。
76.在一些实施例中，通过颜色中性igu透射后的白光的a*和b*值可以在例如-5和5之间、-10和10之间、或在图3所示的a*-b*平面中的特定象限(例如，象限iii，其中a*和b*均为负)内，使得igu的颜色或白光透射通过igu所得颜色接近于白色或灰色。如本文关于图4a和图4b所描述的，常规低发射率玻璃通常具有透射颜色，cielab值为-15《a*《0；-7《b*《8。
77.本文使用的术语“颜色框”限定了颜色空间的矩形区域。如上所述，在igu应用中，没有通常归因于“颜色中性”或“非颜色中性”的特定颜色框，尽管可以为这种描述设置界限。描述颜色中和过程可以数字地实现，并且被描述为使igu具有比组成igu的各种部件的颜色更接近颜色空间的原点的颜色。因此，在本定义中，如果igu颜色为(a
igu
*；b
igu
*)，光伏结构的颜色为(a1*；b1*)，低发射率结构的颜色为(a2*；b2*)，如果
78.和
[0079][0080]
则igu颜色相对于第一颜色和第二颜色是颜色中性的。
[0081]
在替代实施例中，颜色中和过程的描述可以在数字地实现，并且被描述为使igu具有比组成igu的部件中的至少一者更接近于颜色空间的原点的颜色。因此，在本定义中，如果igu颜色为(a
igu
*；b
igu
*)，光伏结构的颜色为(a1*；b1*)，低发射率结构的颜色为(a2*；b2*)，如果
[0082]
或
[0083][0084]
则igu颜色相对于第一颜色或第二颜色是颜色中性的。
[0085]
对于本领域技术人员来说显而易见的是，已经在窗户中使用了低发射率结构来提高窗户的能效。低发射率结构减少了辐射红外能量的发射，从而将热量保持在玻璃的产生热量的一侧，同时让可见光通过。换句话说，低发射率结构透射可见光，而不透射红外光。这使得窗户具有更好的能效：冬季源自室内的热量保留在窗户内(温暖侧)，而夏季期间热量
不会透过窗户，从而使窗户内保持凉爽。
[0086]
图4a是示出根据本发明实施例的低发射率结构中的层的简化示意图。低辐射率是指与黑体辐射相比，材料辐射低水平的热能。在窗户中使用低发射率涂层来减少透射进入和离开建筑物的热量，从而降低供暖和制冷成本。它们被设计以优先吸收或反射红外光，同时允许透射可见光。在实现方式中，低发射率涂层反射入射在涂层上的红外光，同时允许可见光波长穿过涂层。这减少了获得的太阳能热量，改善了窗户的能效。
[0087]
大多数低发射率涂层是由夹在透明电介质层(如氧化物或氮化物)之间的1-4层薄银制成的。这些层可以沉积在玻璃或其他合适的衬底上。覆盖层和籽晶层可用于帮助确保银形成连续膜并且随时间稳定。由各层形成的光学腔允许通过调整电介质层的厚度来调谐反射和透射光谱。此外，不同的电介质材料具有不同的折射率，因此，使用多种电介质材料可以对低发射率结构的光学性质提供甚至更好的控制。
[0088]
尽管图4a示出了包括玻璃衬底410、一个或多个电介质层420、籽晶层422、银层424、覆盖层426(其可以是电介质材料)和一个或多个电介质层430的低发射率结构，但是本发明的实施例不限于该特定低发射率结构和提供低发射率涂层的功能的其他结构，特别是红外中的低透射与可见光中的高透射耦合，包括在本发明的范围内。
[0089]
图9c、图10c、图11c、图12c和图13c中所示的低发射率堆叠均利用图4a中所示的结构的相对简单版本，并且使用简单的一组示例材料来模拟和演示本发明实施例的适用性。在实践中，附加层可以且可能用于制造性和稳定性。更复杂的结构，利用附加的银层或附加的电介质层将对低发射率涂层玻璃片的透射光谱提供更好的控制。本文所讨论的示例中所使用的电介质材料应被视为低辐射率玻璃工业中当前所使用的大组电介质的替代物，所述大组电介质包括但不限于氧化硅(siox)、氮化硅(sinx)、氧化锡(snox)、氧化锌(znox)、氧化锌锡(znsnox)、氧化钛(tiox)、锌钛氧化物(zntiox)、锌铝氧化物(znalox)和镍铬氧化物(nicrox)。电介质的化学计量也可以变化，不限于所示的分子式。同样，除了银之外，包括但不限于铬(cr)、镍铬(nicr)和钛(ti)的金属通常用作低发射率堆叠中的覆盖层。将这些材料或其它材料替换到图4a中所示类型的低发射率结构并不从根本上改变本发明实施例的各方面。颜色的可调性是这些类型光学结构的一般性质。
[0090]
图4b是示出若干低发射率结构的颜色的cielab颜色空间。图4b显示了国际玻璃数据库中归类为低发射率(发射率小于0.1)和高透明度(t
vis
大于0.4)的所有970种玻璃产品。因此，该数据集为住宅和商业应用提供igu的颜色信息。如图4b所示，绝大多数产品落入小的颜色范围(绿色、灰色和蓝色)，且颜色相对中性。由于各种原因，包括建筑风格，不一定有“理想”的色彩。相反，根据应用和观察者的眼睛，有一系列可接受的透射颜色。
[0091]
检查图4b中的数据，90％的玻璃产品包含在由-15《a*《0、-4《b*《8(即绿色、蓝色或灰色)限定的颜色框内，因为出于建筑原因，这些是理想的颜色。99％的玻璃制品包含在由-17《a*《3、-7《b*《11限定的颜色框内。利用径向颜色框，90％的玻璃制品包含在一个以a*＝-6、b*＝3.3为中心的半径为7的圆内。因此，绝大多数用于住宅和商业用途的窗户的特征都为蓝绿色(即-15《a*《0；-4《b*《8)。
[0092]
本发明的实施例提供了将光伏结构与低发射率结构集成到igu中的方法和系统，同时仍然提供与图4b中所示的颜色分布相关联的蓝绿色色彩。因此，实施例能够结合光伏涂层增加低发射率功能，以提高能效，同时还产生电力。
[0093]
由于增加的透明度是tpv器件的理想特性，常规的tpv设计度量导致tpv的颜色迁移到低发射率涂层所在的颜色空间的区域，即a*≈-4,b*≈4。物理上，低发射率涂层具有这种颜色，因为它与眼睛的明视响应一致。因此，单独设计低发射率结构和光伏结构时，低发射率结构和光伏结构的颜色将倾向于位于图4b所示的颜色空间中的a*≈-4、b*≈4的区域。然而，当在igu中组合光伏结构和低发射率结构时，如果光伏结构和低发射率结构都具有在a*≈-4、b*≈4的区域中的颜色，则igu将具有偏移到较低a*值和较高b*值的颜色，从而导致igu具有不期望的颜色。本发明的实施例通过利用互补的光伏结构和低发射率结构来解决这个问题，使得能够控制igu的颜色以产生颜色中性igu。因此，虽然光伏结构或低发射率结构单独都不会具有期望的颜色，但在组合中，光伏结构和低发射率结构的互补性为igu提供了期望的颜色。
[0094]
图5a是示出根据本发明实施例的结合了光伏结构和低发射率结构的中空玻璃单元(igu)的简化示意图。如图5a所示，第一片510(即，第一片玻璃)涂有光伏涂层512以形成光伏结构514。第二片520(即第二片玻璃)涂有低发射率涂层522以形成低发射率结构524。然后将光伏结构514和低发射率结构524组装，间隙530将光伏结构514与低发射率结构524分离形成igu 505。间隙530可填充有真空、空气、惰性气体(如氩气、氪气、氙气)或其它气体(氮气)、其组合等。
[0095]
igu 505通常安装为使得太阳辐射入射在第一片510上(第一片510面向结构的外部)，并穿过igu 505面向结构的内部。因此，在图5所示的构造中，光伏涂层512和低发射率涂层522被封闭在igu 505内，光伏涂层512设置在外侧片上，低发射率涂层522设置在内侧片上。
[0096]
除了双窗格结构之外，本发明的一些实施例可以利用“三重igu”形式的三重平面结构，其中三个玻璃片和光伏涂层和低发射率涂层位于不同表面上。如下所述，根据使用igu的气候，不同的定向或多或少可能适用。与igu相关的附加描述，包括与特定间隔物、母线、电线连接等相关的描述，在公开号为2019/0036480的美国专利申请中提供。
[0097]
如图5b所示，图5a中所示的光伏结构514和低发射率结构524的组合会产生中性颜色igu，该igu在产生能量的同时还以改善的太阳能热增益系数为特征。igu 505的颜色由低发射率结构的可见光透射率曲线与光伏结构的可见光透射率曲线相结合来确定，并且可以通过改变低发射率结构中使用的厚度或材料来调节。因此，利用光伏结构514和低发射率结构524的组合，可以定制igu 505的颜色以满足特定应用，同时实现与常规低发射率涂层相关联的能效。
[0098]
图5b是示出光伏结构、低发射率结构和根据本发明实施例的包括所述光伏结构和所述低发射率结构的igu的颜色的cielab颜色空间。如图5b所示，光伏涂层有时特征为负a*值和高度正b*值。该颜色特性如图5b中椭圆形550所示。从颜色角度来看，如果包括低发射率结构的igu的特征为椭圆形550中的颜色，则对于大多数商业和住宅应用都不能接受。相反，如关于图4b所讨论的，包括低发射率涂层的大多数igu的特征都为具有蓝绿色色彩的颜色(即-10《a*《0；0《b*《5)。
[0099]
给定光伏结构的颜色，本发明的实施例将光伏结构与具有高度负b*值的低发射率结构配对，以获得具有蓝绿色色彩的igu颜色(即，-100《a*《0；0《b*《5)。相应地，如图5b所示，具有由椭圆形555所示的颜色特性的低发射率结构与具有由椭圆形550所示的颜色特性
的光伏结构配对，以实现具有由igu椭圆形560所示的在a*＝-4、b*＝4附近的颜色的igu。通过将低发射率结构与比期望的igu颜色深得多的蓝色(即，高度负b*值)配对，与光伏结构相关联的高b*值被中和以产生具有位于颜色空间中的颜色的igu(所述颜色空间由分别位于光伏结构和低发射率结构颜色之间的igu椭圆形560所示)，从而为igu提供与绝大多数当前产品相关联的颜色。
[0100]
如之前所讨论的，如果igu的a*值或b*值比与光伏结构和低发射率结构相关联的颜色对应的a*值和b*值更接近颜色空间的中心，则可以认为igu是颜色中性的。如图5b所示，光伏结构的颜色的b*值大于约8，低发射率结构的颜色的b*值小于约-8。包括这种光伏结构和低发射率结构的igu将具有b*值约为4的颜色，这相对于光伏结构和低发射率结构是颜色中性的，因为igu的b*值比光伏结构或低发射率结构的b*值更接近颜色空间的中心。因此，igu相对于光伏结构和低发射率结构为颜色中性。
[0101]
因此，根据本发明的实施例，具有第一预定颜色的光伏结构与具有第二预定颜色的低发射率结构配对。所述第一预定颜色和所述第二预定颜色彼此互补，并且提供结合了所述光伏结构和所述低发射率结构的igu，所述igu的颜色比所述光伏结构和所述低发射率结构的颜色更中性。
[0102]
图5b显示了本发明的实施例，该实施例将光伏结构与互补的低发射率结构配对，防止了igu的特征为深绿色，这将是光伏结构与包括常规低发射率结构的常规igu集成的结果。由于光伏结构和低发射率结构的颜色通常是加性的(additive)，因此将光伏结构与具有蓝绿色色调的低发射率结构集成在一起将导致颜色在a*＝-15、b*＝15的区域中的igu，该颜色为深绿色，不适合大多数商业和住宅应用。相反，本发明的实施例通过使用互补的光伏结构和低发射率结构，提供了颜色中性的igu。
[0103]
如图4b所示，大多数低发射率结构具有正b*值。将这些常规的低发射率结构与具有由椭圆形550所示的颜色特性的光伏结构组合使用，只会增加igu的b*值，导致不期望的绿-黄颜色。由于常规低发射率结构是在没有光伏结构的情况下设计的，所以大多数常规低发射率结构没有负的b*值，因此无法适当地补偿光伏结构的b*值。
[0104]
图6a是示出根据本发明实施例的结合了光伏涂层、低发射率涂层和玻璃片的中空玻璃单元的简化示意图。如图6a所示，以类似于图5a所示的igu 505的方式，第一片610(即，第一片玻璃)涂有光伏涂层612(即，光伏涂层612设置在第一片610的表面上)以形成光伏结构614。第二片620(即，第二片玻璃)涂有低发射率涂层622(即，低发射率涂层622设置在第二片620的表面上)以形成低发射率结构624。光伏结构614和低发射率结构624组装，间隙615将光伏结构614和低发射率结构624分离。与图5a所示的实施例相比，其中低发射率涂层522邻接间隙530、低发射率涂层622邻接将低发射率结构624和玻璃片626分离的另一间隙625。通过将光伏结构614和低发射率结构624(其通过间隙615分离)与玻璃片626(其由另一间隙625与低发射率结构624分离)组装形成igu 605。间隙615和另一间隙625可以填充相同或不同的气体，包括空气、惰性气体(如真空、空气、氩气、氪气、氙气)或其它气体(如氮气)、其组合等。在图6a所示的实施例中，光伏涂层612设置在第一片610的面向第二片620的表面上，低发射率涂层622设置在第二片620的背对第一片610的表面上。以类似于图5a的方式，太阳辐射从图左侧入射到图6a中所示的igu以及图6b-图6c和图7a-图7c中所示的igu。因此，光伏结构位于igu的外部。
[0105]
图6b是示出根据本发明替代实施例的结合了光伏涂层、低发射率涂层和玻璃片的中空玻璃单元的简化示意图。图6b中所示的igu 635与图6a中所示的igu 605类似，对低发射率结构624的定向进行了修改。在该实施例中，低发射率涂层622以与图5a中所示类似的方式邻接间隙615。相应地，igu 635通过将由间隙615分离的光伏结构614和低发射率结构624(其中低发射率涂层622邻接间隙615)与玻璃片626(其通过另一间隙625与低发射率结构624分离)组装而形成。在图6b所示的实施例中，光伏涂层612设置在第一片610的面向第二片620的表面上，低发射率涂层622设置在第二片620的面向第一片610和光伏涂层612的表面上。此外，在本实施例中，光伏结构614通过间隙615与低发射率结构624分离，玻璃片626通过另一间隙与低发射率结构624分离。
[0106]
图6c是示出根据本发明的另一替代实施例的结合了光伏涂层、低发射率涂层和玻璃片的中空玻璃单元的简化示意图。在该实施方式中，低发射率结构624和玻璃片626的位置相对于图6b中所示的位置进行了互换。相应地，igu 645通过将由间隙615分离的光伏结构614和玻璃片626组装而形成，其中通过另一间隙625将低发射率结构624与玻璃片626分离，并且低发射率涂层622邻接另一间隙625。在图6c中所示的实施例中，光伏涂层612设置在第一片610的面向玻璃片626的表面上，低发射率涂层622设置在第二片620的面向第一片610的表面上，并且玻璃片626设置在光伏结构614和低发射率结构624之间。此外，光伏结构614通过间隙615与玻璃片626分离，玻璃片626通过另一间隙625与低发射率结构624分离。
[0107]
除了上面讨论的双窗格和三窗格构造之外，本发明的一些实施例可以利用层压构造。如图7a-图7c所示，光伏涂层可以被层压到另一片或层压到低发射率片上。对于本领域技术人员显而易见的是，出于制造目的和/或出于安全原因，可能需要这些实施例。
[0108]
图7a是示出根据本发明实施例的结合了光伏涂层、低发射率涂层和玻璃片的层压中空玻璃单元的简化示意图。在图7a所示的实施例中，使用层压材料707将光伏结构714层压到玻璃片715上，光伏结构714包括与形成光伏结构614的第一片610和光伏涂层612类似的第一片710和光伏涂层712。层压材料的示例包括聚乙烯醇缩丁醛(pvb)、乙烯-醋酸乙烯酯(eva)和热塑性聚氨酯(tpu)。在本实施例中，层压材料707接合光伏涂层712和玻璃片715。低发射率结构724通过间隙725与包括光伏结构714和玻璃片715的层压结构分离，其中低发射率结构724包括与形成低发射率结构624的第二片620和低发射率涂层622类似的第二片720和低发射率涂层722。在本实施例中，光伏涂层712设置在第一片710的表面上，低发射率涂层722设置在第二片720的表面上。具体而言，光伏涂层712设置在第一片710的面向玻璃片715和第二片720的表面上，低发射率涂层722设置在第二片720的面向玻璃片715和第一片710的表面上。因此，通过组装包括光伏结构714、层压材料707和玻璃片715的层压结构使得低发射率结构724通过间隙725与层压结构分离来形成igu 705。尽管玻璃片715如图7a中所示，但可以理解的是，可以使用其他合适的材料来形成片，包括具有足够透明度和机械刚度的材料，包括有机玻璃、聚碳酸酯片材或丙烯酸片材。
[0109]
图7b是示出根据本发明替代实施例的结合了光伏涂层、低发射率涂层和玻璃片的层压中空玻璃单元的简化示意图。在该实施例中，使用层压材料707将包括第一片707和光伏涂层712(其与形成光伏结构614的第一片610和光伏涂层612类似)的光伏结构714层压到低发射率结构724，该低发射率结构724包括第二片720和低发射率涂层722(其与形成低发射率结构624的第二片620和低发射率涂层622类似)。因此，在该示例性实施例中，层压材料
707接合光伏涂层712和第二片720。玻璃片715通过间隙725与包括光伏结构714、层压材料707和低发射率结构724的层压结构分离。在所示实施例中，光伏结构714包括设置在第一片710的面向玻璃片715的表面上的光伏涂层712，并且低发射率结构724包括设置在第二片720的面向玻璃片715的表面上的低发射率涂层722。因此，igu 735通过组装包括光伏结构714、层压材料707和低发射率结构724的层压结构使得玻璃片715通过间隙725与层压结构分离而形成。通过将低发射率结构724放置在igu的外侧上，可以使用常规的低发射率窗口与光伏结构714提供的发电能力一起提供益处。尽管玻璃片715如图7b中所示，但可以理解的是，可以使用其他合适的材料来形成片，包括具有足够透明度和机械刚度的材料，包括有机玻璃、聚碳酸酯片材或丙烯酸片材。
[0110]
图7c是示出根据本发明的另一替代实施例的结合了光伏涂层、低发射率涂层和玻璃片的层压中空玻璃单元的简化示意图。在该实施例中，使用层压材料707将包括第一片710和光伏涂层712(其与形成光伏结构614的第一片610和光伏涂层612类似)的光伏结构714层压到低发射率结构724，低发射率结构724包括第二片720和低发射率涂层707(其与形成低发射率结构624的第二片620和低发射率涂层622类似)，其中光伏涂层712和低发射率涂层722邻接层压材料707。与igu 735类似，玻璃片715通过间隙725与包括光伏结构714、层压材料707和低发射率结构724的层压结构分离。因此，igu 745通过组装包括光伏结构714、层压材料707和低发射率结构724的层压结构使得玻璃片715通过间隙725与层压结构分离而形成。
[0111]
在关于图9a-图9e和图10a-图10e讨论的第一实施例、在关于图11a-图11e讨论的第二实施例、关于图12a-图12e讨论的第三实施例、以及关于图13a-图13e讨论的第四实施例中，利用了图5a中所示的结构，其中在两个玻璃片的内表面上具有由间隙分开的涂层，然而可以在本发明的范围内使用其它igu结构，包括图6a-图6c和图7a-图7c中所示的任何结构。包括间隙厚度、层压、附加玻璃板等的结构的细节可以在本发明的范围内变化和/或改变，并且这些变化和/或改变将不会改变如本文所述的本发明的各个实施例的原理。
[0112]
下图说明了四个一般类别的光伏透射和互补的低发射率透射，其组合导致颜色中性igu。这四个类别是：a)光伏结构主要透射红光，低发射率结构主要透射蓝光；b)光伏结构主要透射蓝光，低发射率结构主要透射红光；c)光伏结构主要透射红光和蓝光，低发射率结构主要透射绿光；d)光伏结构主要透射绿光，低发射率结构主要透射红光和蓝光。
[0113]
图8a-图8d示出了这四个一般类别。图8a示出了透射红光的光伏结构和透射蓝光的低发射率结构的透射率与波长的关系的曲线图。图8b示出了透射蓝光的光伏结构和透射红光的低发射率结构的透射率与波长的关系的曲线图。图8c示出了透射红光和蓝光的光伏结构以及透射绿光的低发射率结构的透射率与波长的关系的曲线图。图8d示出了透射绿光的光伏结构和透射红光和蓝光的低发射率结构的透射率与波长的关系的曲线图。
[0114]
根据本发明的第一实施例，优先透射红光的光伏结构与优先透射蓝光的低发射率结构组合以提供颜色中性igu。
[0115]
图9a是示出根据本发明第一实施例的光伏结构的模拟光学性质的曲线图。如图9a所示，光伏结构在光谱的蓝光部分比在光谱的绿光或红光部分具有更大的吸收。因此，与蓝光波长相比，光伏结构优先透射红光波长。这种在红色波长下的较高透射率导致光伏结构的b*值为正。对于具有图9a中所示光学性质的特定光伏结构，b*＝12。
[0116]
图9b是示出根据本发明第一实施例的低发射率结构的模拟光学性质的曲线图。与图9a中所示的光伏结构相比，低发射率结构在蓝光波长比在绿光和红光波长具有更大的透射率。如图9e中所示，蓝光波长下的高透射率导致低发射率结构的b*值明显比通常与低发射率结构相关联的b*值更负。对于具有图9b中所示光学性质的特定低发射率结构，b*≈-16，导致低发射率结构为紫色。
[0117]
图9c是示出具有图9b中所示光学性质的低发射率结构中的层的简化示意图。在图9c中，低发射率堆叠被示为作为一系列涂层沉积在衬底(例如，玻璃衬底)上的一系列层。低发射率堆叠包括厚度为10.5nm的银层、厚度为62nm的氧化锌(zno)层、厚度为7.4nm的另一银层和厚度为51.8nm的另一zno层。
[0118]
对于本领域技术人员显而易见的是，图9c中所示的特定低发射率堆叠被设计为实现图9b中所示的光学性质，但是这些堆叠的细节(例如材料选择、层厚度和层数)可以根据特定应用进行适当修改，并且可以利用多种组合来实现图9b中所示的光学性质。如将理解的，图9c中所示的特定低发射率堆叠作为离散结构可能不是稳定的，并且仅为了证明根据本发明的实施例可以利用具有预定光学性质的低发射率堆叠而提供。
[0119]
图9d是显示igu的模拟光学性质的曲线图，所述igu结合了具有图9a中所示光学性质的光伏结构和具有图9b中所示光学性质的低发射率结构。如图9d中所示，igu的特征为在可见光谱上的基本均匀的透射，在可见光波长下提供约45％的平均可见光透射率。与具有图9a中所示光学性质的光伏结构(其特征为黄色)和具有图9b中所示光学性质的低发射率结构(其特征为紫色)相比，具有图9d中所示光学性质的igu的特征为颜色中性和灰色。
[0120]
如图9a、图9b和图9d中所示，为了实现大于40％的igu的avt，光伏结构和低发射率结构的avt均在约60-70％的范围内。在该实施例中，光伏结构的avt为约60％，低发射率结构的avt为约70％，导致avt为约45％的igu。因此，本发明的实施例与avt小于50％的常规tpv器件形成对比。对于这些常规的低avt tpv器件，与avt约为70％的低发射率结构组合将导致avt小于40％的igu。事实上，avt如此低的igu一般不适合住宅和商业应用。尤其是，avt为20％或更低的tpv器件显然不适合与低发射率结构组合，因为该组合会导致igu的avt百分比为百分之十几或更低，这可能会防止igu被视为透明igu。因此，可以利用avt值大于50％或更高的光伏结构的本发明的实施例，其理想地适用于使用低发射率结构的igu中的颜色中和。
[0121]
图9e是示出具有图9a中所示光学性质的光伏结构、具有图9b中所示光学性质的低发射率结构和具有图9d中所示光学性质的低发射率结构的颜色的cielab颜色空间。返回参考图9a和图9b，光伏结构和低发射率结构的透射曲线是互补的，光伏结构优先透射红光波长，低发射率结构优先透射蓝光波长。因此，尽管光伏结构和低发射率结构的颜色不适合大多数应用，但由于光伏结构为黄色(a*≈1；b*≈12)，低发射率结构为紫色(a*≈3；b*≈-16)，因此igu颜色为灰色(a*≈0；b*≈0)。正如将在图9a-图9e中讨论的，互补的光伏结构和低发射率结构的配对不需要灰色igu，根据所使用的特定结构和光伏结构和低发射率结构所实现的颜色，可以为igu实现其他颜色。
[0122]
参考图9e，低发射率结构的颜色为a*≈3；b*≈-16，其为紫色。如果igu中不存在光伏结构，则使用此低发射率结构将导致igu具有对于大多数应用不期望的颜色，这不会从紫色窗口的使用中受益。然而，尽管这种低发射率结构在常规igu中使用时是多么不理想，但
具有这种高度负b*值的低发射率结构与具有高度正b*值的光伏结构相组合，会导致颜色中性igu。因此，使用单独地使用部件将不适合绝大多数应用的部件，可以提供具有与常规低发射率窗口相关联的颜色的igu。事实上，具有低b*值的低发射率结构和具有高b*值的光伏结构的极端特性(因为它们是互补的)，导致颜色中性的igu，其可以定制为具有预定的、期望的颜色。因此，使用有意设计为具有在常规颜色框之外的不期望的颜色的低发射率结构(即，-15《a*《0；-4《b*《8)，可以将使低发射率结构与光伏结构配对的igu实现为颜色中性的igu。
[0123]
如下文更充分地描述的，在图9e、图11e、图12e和图13e中所示的igu中，使用与光伏结构完全互补的低发射率结构完全中和光伏结构的颜色，导致完全中和的igu(即，颜色为a*＝0、b*＝0的igu)。精确控制光伏结构和低发射率结构的层厚度和成分的能力实现了高水平的颜色控制。
[0124]
然而，对于大多数住宅和商业应用，优选使igu，具有如关于图4b所讨论的理想的绿色或蓝色，而不是灰色。由于大多数光伏结构由于有机半导体的吸收性质而具有较大的正b*值，例如，b*》10，因此通过使用具有负b*值的互补的低发射率结构来降低b*值，以实现颜色更中性的igu。
[0125]
因此，如关于图9a-图9e所述，使用低发射率结构，不是完全中和光伏结构的颜色，而是将光伏结构的颜色转变为大多数常规igu的颜色框特性。在本示例中，利用具有高度负b*的低发射率结构来补偿表征光伏结构的正b*，这是由于色谱的uv区域中的吸收拖尾到可见光，从而导致蓝光的吸收。
[0126]
图10a是示出根据本发明第一替代实施例的光伏结构的模拟光学性质的曲线图。以类似于图10a中所示的光伏结构的方式，光伏结构在光谱的蓝光部分比在光谱的绿光或红光部分具有更大的吸收。因此，与蓝光波长相比，光伏结构优先透射红光波长。这种在红光波长下的较高透射率导致光伏结构的b*值为正。对于具有图10a中所示光学性质的特定光伏结构，b*＝11。
[0127]
图10b是示出根据本发明的第一替代实施例的低发射率结构的模拟光学性质的曲线图。以类似于图10b中所示的光伏结构的方式，低发射率结构在蓝光波长比在绿光和红光波长具有更大的透射。如图10e中所示，蓝光波长下的高透射率导致低发射率结构的b*值明显比通常与低发射率结构相关联的b*值更负。对于具有图10b中所示光学性质的特定低发射率结构，b*≈-9，导致低发射率结构为紫色。
[0128]
图10c是示出具有图10b中所示光学性质的低发射率结构中的层的简化示意图。在图10c中，低发射率堆叠被示出为作为一系列涂层沉积在衬底(例如，玻璃衬底)上的一系列层。低发射率堆叠包括厚度为10.5nm的银层、厚度为85nm的二氧化硅(sio2)层、厚度为36.5nm的氧化锌(zno)层、厚度为10.5nm的另一银层和厚度为39nm的另一zno层。
[0129]
对于本领域技术人员显而易见的是，图10c中所示的特定低发射率堆叠被设计为实现图10b中所示的光学性质，但是这些堆叠的细节(例如材料选择、层厚度和层数)可以根据具体应用进行适当修改，并且可以利用多种组合来实现图10b中所示的光学性质。
[0130]
图10d是示出igu的模拟光学性质的曲线图，所述igu结合了具有图10a中所示光学性质的光伏结构和具有图10b中所示光学性质的低发射率结构。如图10d所示，igu的特征为在可见光谱上的基本均匀的透射，在可见波长下提供约45％的平均可见光透射率。与具有
图10d中所示光学性质的igu相比，该igu为灰色(即，a*＝0；b*＝0)，具有图10d中所示光学性质的igu为蓝绿色(即，a*＝-3；b*＝3)，这是与包括低发射率涂层的常规igu相关联的颜色。
[0131]
图10e是示出具有图10a中所示光学性质的光伏结构、具有图10b中所示光学性质的低发射率结构和具有图10d中所示光学性质的igu的颜色的cielab颜色空间。返回参考图10a和图10b，光伏结构和低发射率结构的透射曲线是互补的，光伏结构优先透射红光波长，低发射率结构优先透射蓝光波长。因此，尽管光伏结构和低发射率结构的颜色不适合大多数应用，但由于光伏结构为黄色(a*≈-1；b*≈11)，低发射率结构为紫色(a*≈0；b*≈-9)，因此igu的模拟颜色为蓝绿色(a*≈-3；b*≈3)。因此，互补的光伏结构和低发射率结构的配对产生一种颜色，其提供另一种预定颜色而不是如图10e所示的灰色。
[0132]
因此，使用互补的光伏结构和低发射率结构，不是完全中和光伏结构的颜色，而是将光伏结构的颜色转变为大多数常规igu的颜色框特性。精确控制光伏结构和低发射率结构的层厚度和成分的能力实现了高水平的颜色控制。
[0133]
关于图10e，应注意igu的颜色(a*≈-3；b*≈3)的特征为a*值的绝对值大于光伏结构的a*值(a*≈-1)和低发射率结构的a*值(a*≈0)两者的绝对值。虽然这似乎表明igu的颜色没有被在igu中的光伏结构和低发射率结构的组合“中和”，但图10e的检查将表明igu是颜色中性的，因为就光伏结构和低发射率结构而言，igu的颜色比光伏结构或低发射率结构的颜色更接近颜色空间的原点。因此，关于图10e示出的igu相对于部件是颜色中性的，因为igu的b*值的绝对值小于光伏结构的b*值和低发射率结构的b*值的绝对值两者。
[0134]
根据本发明的第二实施例，优先透射蓝光的光伏结构与优先透射红光的低发射率涂层组合以提供颜色中性的igu。在随后的实施例中，光伏结构在蓝光波长(即约450nm)比在绿光波长(即，约550nm)和红光波长(即，约625nm)具有更高的透射率。这些光谱特性可能是由在红外吸收的光伏涂层产生的，其吸收曲线拖尾到红色波长。因此，在本实施例中使用在红光波长下具有较高透射率的互补的低发射率结构来提供相对于光伏结构和低发射率结构的颜色为颜色中性的igu。
[0135]
图11a是示出根据本发明第二实施例的光伏结构的模拟光学性质的曲线图。如图11a中所示，光伏结构在光谱的红光部分比在光谱的蓝光部分具有更大的吸收。因此，与红色波长相比，光伏结构优先透射蓝光波长。这种在蓝光波长下的较高透射率导致光伏结构的b*值为负。对于具有图11a中所示光学性质的特定光伏结构，b*＝-12。
[0136]
图11b是示出根据本发明第二实施例的低发射率结构的模拟光学性质的曲线图。与关于图11a所示的光伏结构相比，低发射率结构在红光波长比在蓝光波长具有更大的透射率。如图11e中所示，红光波长下的高透射率导致低发射率结构的b*值明显比通常与低发射率结构相关联的b*值更正。对于具有图11b所示光学性质的特定低发射率结构，b*≈18，导致低发射率结构为黄色。
[0137]
图11c是示出具有图11b中所示光学性质的低发射率结构中的层的简化示意图。在图11c中，低发射率堆叠被示为作为一系列涂层沉积在衬底(例如，玻璃衬底)上的一系列层。低发射率堆叠包括厚度为10nm的银层、厚度为26nm的氧化硅(sio2)层、厚度为54.5nm的氧化锌(zno)层、厚度为10nm的另一银层和厚度为15.2nm的另一zno层。
[0138]
对于本领域技术人员显而易见的是，图11c中所示的特定低发射率堆叠被设计为
实现图11b中所示的光学性质，但是这些堆叠的细节(例如材料选择、层厚度和层数)可以根据具体应用进行适当修改，并且可以利用多种组合来实现图11b中所示的光学性质。
[0139]
图11d是示出igu的模拟光学性质的曲线图，所述igu结合了具有图11a中所示光学性质的光伏结构和具有图11b中所示光学性质的低发射率结构。如图11d中所示，igu的特征为在可见光谱上的基本均匀的透射，在可见波长下提供约40％的平均可见光透射率。与具有图11a中所示的光学性质的光伏结构(其特征为紫色)和具有图11b中所示的光学性质的低发射率结构(其特征为黄色)相比，具有图11d中所示的光学性质的igu为颜色中性和灰色。
[0140]
图11e是示出具有图11a中所示光学性质的光伏结构、具有图11b中所示光学性质的低发射率结构和具有图11d中所示光学性质的igu的颜色的cielab颜色空间。返回参考图11a和11b，光伏结构和低发射率结构的透射曲线是互补的，光伏结构优先透射蓝色波长，低发射率结构优先透射红色波长。因此，尽管光伏结构和低发射率结构的颜色不适合大多数应用，但由于光伏结构为紫色(a*≈3；b*≈-12)，低发射率结构为黄色(a*≈-2；b*≈18)，因此igu颜色为灰色(a*≈0；b*≈0)。如本文所讨论的，互补的光伏结构和低发射率结构的配对不需要灰色igu，并且可以根据所使用的特定结构以及为光伏结构和低发射率结构实现的颜色来为igu实现其他颜色。
[0141]
参考图11e，低发射率结构的颜色为a*≈-3；b*≈18，其为黄色。如果igu中不存在光伏结构，则使用该低发射率结构将导致igu具有对于大多数应用不期望的颜色，这不会从黄色窗口的使用中受益。然而，尽管这种低发射率结构在常规igu中使用时是多么不理想，但具有这种极高b*值的低发射率结构与具有低b*值的光伏结构相组合，会导致颜色中性的igu。相应地，单独地使用部件将不适合绝大多数应用，可以提供具有与常规低发射率窗口相关联的颜色的igu。事实上，具有高b*值的低发射率结构和具有低b*值的光伏结构的极端特征，因为它们是互补的，导致可以定制成具有预定的、期望颜色的颜色中性的igu。因此，使用有意设计为具有在常规颜色框之外的不期望的颜色的低发射率结构，可以将使低发射率结构与光伏结构配对的igu实现为颜色中性的igu。
[0142]
如上所述，互补的光伏结构和低发射率结构的配对不需要灰色igu，根据所使用的特定结构和光伏结构和低发射率结构所实现的颜色，可以为igu实现其他颜色。
[0143]
根据本发明的第三实施例，优先透射蓝光和红光的光伏结构与优先透射绿光的低发射率涂层组合，以提供颜色中性的igu。在该实施例中，光伏结构的特征为以可见波长范围为中心的一些吸收，导致红光和蓝光波长的优先透射。这种行为可能与在光伏涂层中引入可见光吸收体或红外吸收体相关，可见光吸收体或红外吸收体还包括光谱的可见部分的吸收特征。因此，在该实施例中，使用在绿光波长具有更高透射率的互补的低发射率结构来提供相对于光伏结构和低发射率结构的颜色为颜色中性的igu。
[0144]
图12a是示出根据本发明第三实施例的光伏结构的模拟光学性质的曲线图。如图12a所示，光伏结构在光谱的绿光部分比在光谱的蓝光或红光部分具有更大的吸收。因此，与绿色波长相比，光伏结构优先透射蓝光和红光波长。这种在蓝光和红光波长下的较高透射率导致光伏结构的b*值为负。对于具有图12a所示光学性质的特定光伏结构，b*＝-5。
[0145]
图12b是示出根据本发明第三实施例的低发射率结构的模拟光学性质的曲线图。与图12a中所示的光伏结构相比，低发射率结构在绿光波长比在蓝光和红光波长具有更大
的透射。如图12e中所示，绿光波长下的高透射导致低发射率结构的b*值略高于通常与低发射率结构相关联的b*值。对于具有图12b中所示光学性质的特定低发射率结构，b*≈6，导致低发射率结构为蓝绿色。
[0146]
图12c是示出具有图12b中所示光学性质的低发射率结构中的层的简化示意图。在图12c中，低发射率堆叠被示为作为一系列涂层沉积在衬底(例如，玻璃衬底)上的一系列层。低发射率堆叠包括厚度为10nm的银层、厚度为42nm的氧化硅(sio2)层、厚度为34.7nm的氧化锌(zno)层、厚度为10nm的另一银层和厚度为26.4nm的另一zno层。
[0147]
对于本领域技术人员显而易见的是，图12c中所示的特定低发射率堆叠被设计为实现图12b中所示的光学性质，但是这些堆叠的细节(例如材料选择、层厚度和层数)可以根据具体应用进行适当修改，并且可以利用多种组合来实现图12b中所示的光学性质。
[0148]
图12d是示出igu的模拟光学性质的曲线图，所述igu结合了具有图12a中所示光学性质的光伏结构和具有图12b中所示光学性质的低发射率结构。如图12d中所示，igu的特征为在可见光谱上的基本均匀的透射，在可见波长下提供约50％的平均可见光透射率(avt)。与具有图12a中所示光学性质(其特征为紫色)的光伏结构和具有图12b中所示光学性质(其特征为蓝绿色)的低发射率结构相比，具有图12d所示光学性质的igu是颜色中性和灰色的。
[0149]
图12e是示出具有图12a中所示光学性质的光伏结构、具有图12b中所示光学性质的低发射率结构和具有图12d中所示光学性质的igu的颜色的cielab颜色空间。返回参考图12a和图12b，光伏结构和低发射率结构的透射曲线是互补的，光伏结构优先透射蓝光和红光波长，低发射率结构优先透射绿光波长。因此，尽管光伏结构和低发射率结构的颜色不适合大多数应用，但由于光伏结构为紫色(a*≈5；b*≈-5)，低发射率结构为蓝绿色(a*≈-5；b*≈6)，因此igu颜色为灰色(a*≈0；b*≈0)。如上所述，互补的光伏结构和低发射率结构的配对不需要灰色igu，根据所使用的特定结构和光伏结构和低发射率结构所实现的颜色，可以为igu实现其他颜色。
[0150]
根据本发明的第四实施例，优先透射绿光的光伏结构与优先透射蓝光和红光的低发射率涂层组合，以提供颜色中性的igu。在随后的实施例中，光伏结构在绿光波长(即约550nm)比在蓝光波长(即约450nm)和红光波长(即约650nm)具有更高的透射率。这些光谱特性可能是由于光伏涂层在紫外和红外中吸收，吸收谱分别拖尾到紫光和红光波长。因此，在本实施例中使用了在蓝光和红光波长下具有更高透射率的互补的低发射率结构，其可以通过组合两个透射率曲线来实现，以提供相对于光伏结构和低发射率结构的颜色为颜色中性的igu。
[0151]
图13a是示出根据本发明第四实施例的光伏结构的模拟光学性质的曲线图。如图13a所示，光伏结构在光谱的蓝光和红光部分比在光谱的绿光部分具有更大的吸收。因此，与蓝光和红光波长相比，光伏结构优先透射绿光波长。这种在绿光波长下较高的透射导致光伏结构的b*值为正。对于具有图12a所示光学性质的特定光伏结构，b*＝3。
[0152]
图13b是示出根据本发明第四实施例的低发射率结构的模拟光学性质的曲线图。与图13a所示的光伏结构相比，低发射率结构在蓝光和红光波长下的透射率大于在绿光波长下的透射率。如图13e所示，蓝光和红光波长下的高透射率会导致低发射率结构的b*值明显比通常与低发射率结构相关联的b*值更负。对于具有图13b所示光学性质的特定低发射率结构，b*≈-5，导致低发射率结构为紫色。
[0153]
图13c是示出具有图13b所示光学性质的低发射率结构中的层的简化示意图。在图13c中，低发射率堆叠被示为作为一系列涂层沉积在衬底(例如，玻璃衬底)上的一系列层。低发射率堆叠包括厚度为11.5nm的银层、厚度为65.9nm的氧化硅(sio2)层、厚度为43.3nm的氧化锌(zno)层、厚度为11.5nm的另一银层和厚度为32.9nm的另一zno层。
[0154]
对于本领域技术人员显而易见的是，图13c中所示的特定低发射率堆叠被设计为实现图13b中所示的光学性质，但是这些堆叠的细节(例如材料选择、层厚度和层数)可以根据具体应用进行适当修改，并且可以利用多种组合来实现图13b中所示的光学性质。
[0155]
图13d是显示igu的模拟光学性质的曲线图，所述igu结合了具有图13a中所示光学性质的光伏结构和具有图13b中所示光学性质的低发射率结构。如图13d所示，igu的特征为在可见光谱上的基本均匀的透射，在可见波长下提供约45％的平均可见光透射率。与具有图13a中所示的光学性质的光伏结构(其特征为蓝绿色)和具有图13b中所示的光学性质的低发射率结构(其特征为紫色)相比，具有图13d中所示的光学性质的igu是颜色中性和灰色的。
[0156]
图13e是示出具有图13a中所示光学性质的光伏结构、具有图13b中所示光学性质的低发射率结构和具有图13d中所示光学性质的igu的颜色的cielab颜色空间。参考图13b，在蓝光和红光波长处的透射峰导致具有强紫色/粉色的低发射率结构，如果在常规igu中使用，这将是非常不期望的。然而，如图13d和图13e所示，将该不期望的低发射率结构与互补的光伏结构配对提供了具有高avt(即，约50)且颜色为a*＝0、b*＝0的igu。因此，使用与图13c中所示类似的低发射率结构，可以中和光伏结构的颜色，该光伏结构的颜色可能比期望的更绿(即，比期望的值更低的a*值和/或更高b*值)，以实现颜色中性的igu。
[0157]
特别是，应注意，如果将具有图13a中所示光学性质的光伏结构(其具有与常规低发射率igu相关联的绿色)插入常规低发射率igu中，则igu的颜色将偏移至更深且不期望的绿色。例如，如果常规的低发射率igu的颜色为a*＝-6,b*＝3.3，这是图4b中所示的玻璃产品的中心颜色，在这样的igu中插入光伏结构将导致igu的颜色变为a*≈-12,b*≈6的颜色，对于大多数应用来说，该颜色太绿。利用本实施例所示的强紫色/粉色的低发射率结构(a*≈7；b*≈-4)，光伏结构的绿色(a*≈-6；b*≈3)被中和以提供颜色中性的igu(a*≈0；b*≈0)。在替代实施例中，低发射率结构的颜色将更接近颜色空间的中心，但仍然特征为正a*值和负b*值(例如，0《a*《7；-4《b*《0)。在包括具有图13a中所示光学性质的光伏结构的igu中使用该低发射率结构将导致igu比光伏结构的颜色更中性，但具有期望的颜色(例如，a*≈-3，b*≈3)。
[0158]
因此，本发明人已经确定，特征为负a*值和正b*值的光伏结构的集成导致igu具有比没有光伏结构的igu的颜色更深的绿色，产生不期望的igu颜色。为了防止igu的颜色偏移到不期望的颜色，本发明的实施例利用通常分别具有高于/低于期望的a*和b*值的低发射率结构，而不是将常规低发射率结构与igu中的光伏结构组合。因此，本发明的实施例利用颜色互补的光伏结构和低发射率结构来提供比光伏结构或低发射率结构更具有颜色中性的igu。特别地，利用互补颜色，在隔离中不期望的低发射率结构可以提供适于将光伏结构的颜色向颜色空间的中心偏移的高a*值和低b*值。
[0159]
图9c、图10c、图11c、图12c和图13c中所示的低发射率堆叠均采用图4a中所示结构的相对简单版本，并使用一组简单的示例材料来模拟和演示该技术的适用性。在实践中，对
于可制造性和稳定性，可能需要附加的层。更复杂的结构，利用附加的银层或附加的电介质层将对低发射率涂层玻璃片的透射光谱提供更好的控制。在这些模拟中使用的电介质材料仅仅是目前在低辐射率玻璃工业中使用的大组电介质材料的代表，包括但不限于氧化硅(siox)、氮化硅(sinx)、氧化硅(sioxny)、氧化锡(snox)、氧化锌(znox)、氧化锌锡(znsnox)、锆氧化物(zrox)、钛氧化物(tiox)、锌钛氧化物(zntiox)、锌铝氧化物(znalox)和镍铬氧化物(nicrox)。电介质的化学计量也可以变化，不限于所示的分子式。同样，除了银之外，包括但不限于铬(cr)、镍铬(nicr)和钛(ti)的金属通常用作低发射率堆叠中的覆盖层。将这些材料或其它材料替换到图4a中所示类型的低发射率结构中并不从根本上改变本发明实施例的各方面。颜色的可调性是这些类型光学结构的一般特性。
[0160]
贯穿本公开的所有参考文献，例如专利文献，包括发布或授权的专利或等同物；专利申请公开；非专利文献或其他源材料；在此全文引入作为参考，如同单独引入作为参考一样。
[0161]
本公开中提及的所有专利和出版物都是本发明所属领域的技术人员的技能水平的指示。本文引用的参考文献通过引用以其整体并入本文以指示现有技术的状态，在某些情况下到其申请日，并且意图是如果需要的话，该信息可以在本文中使用，以排除(例如，以放弃)现有技术中的具体实施例。例如，当要求保护化合物时，应当理解，现有技术中已知的化合物，包括在本文公开的参考文献(特别是参考的专利文献)中公开的某些化合物，不旨在包括在权利要求中。
[0162]
当在本文中公开一组取代基时，应理解，这些基团的所有单独成员以及可使用取代基形成的所有亚组和类别被单独公开。当在本文中使用马库什组或其它分组时，该组的所有单独成员以及该组的可能的所有组合和子组合旨在单独包括在本公开中。如本文所使用的，“和/或”意指列表中由“和/或”分开的项目的一个、全部或任何组合包含在列表中；例如，“1、2和/或3”等同于“1”或“2”或“3”或“1和2”或“1和3”或“2和3”或“1、2和3”。
[0163]
除非另有说明，否则所描述或例示的每种制剂或组分的组合可用于实施本发明。材料的具体名称旨在是示例性的，因为本领域技术人员已知可以不同地命名相同的材料。应当理解的是，在本发明的实践中可以采用不同于具体示例的方法、器件元件、起始材料和合成方法，而不需要过多的实验。任何这样的方法、器件元件、起始材料和合成方法的所有本领域已知的功能等价物都包括在本发明中。无论何时在说明书中给出范围，例如温度范围、时间范围或组成范围，所有中间范围和子范围，以及包括在给出的范围内的所有单独的值都旨在包括在本公开内容中。
[0164]
如本文所使用的，“包含”与“包括”、“含有”、“具有”或“特征为”同义，并且是包括性的或开放式的，并且不排除附加的、未叙述的要素或方法步骤。如本文所使用的，“由
……
组成”排除了权利要求中未指明的任何要素、步骤或成分。如本文所使用的，“基本上由
……
组成”并不排除不会实质性地影响权利要求的基本特征和新颖特征的材料或步骤。本文中术语“包括”的任何叙述，特别是在组合物的组分的描述中或在器件的元件的描述中，被理解为涵盖基本上由所叙述的组分或元件组成以及由所叙述的组分或元件组成的那些组合物和方法。在没有本文未具体公开的任何一个或多个元件、一个或多个限制的情况下，可以适当地实施本文示例性描述的本发明。
[0165]
如本文所使用的，除非本文另外指出或与上下文明显矛盾，否则在描述所公开的
实施例的上下文中(尤其在以下权利要求的上下文中)，术语“一个”、“一种”、“该”和类似的指代应被解释为涵盖单数和复数两者。术语“连接”应被解释为部分或全部包含在其中，附接到或连接在一起，即使存在一些插入。本文中值的范围的叙述仅旨在用作单独提及落入该范围内的每个单独的值的速记方法，除非本文另有说明，并且每个单独的值被并入本说明书中，就好像其在本文中被单独地叙述一样。除非另外要求，否则本文提供的任何和所有示例或示例性语言(例如，“诸如”)的使用仅旨在更好地说明本公开的实施例并且不对本公开的范围构成限制。本说明书中的语言不应被解释为将任何未要求保护的要素表示为对于本公开的实践是必要的。
[0166]
除非另有具体说明，否则诸如短语“x、y或z中的至少一个”的析取语言旨在在上下文中理解为一般用于表示项目、术语等可以是x、y或z，或其任何组合(例如x、y和/或z)。因此，这种析取性语言一般不旨在、也不应该暗示某些实施例要求x中的至少一个、y中的至少一个、或z中的至少一个都存在。
[0167]
所采用的术语和表达被用作描述性术语而不是限制性术语，并且不打算使用这样的术语和表达来排除所示出和描述的特征或其部分的任何等价物，但是应当认识到，在所要求保护的本发明的范围内，各种修改是可能的。因此，应当理解，尽管本发明已经由优选实施例和可选特征具体公开，但是本领域技术人员可以借助本文所公开的概念的修改和变化，并且这些修改和变化被认为在所附权利要求所限定的本发明的范围内。

技术特征：
1.一种中空玻璃单元(igu)，其特征为igu的透射颜色(a*
igu
；b*
igu
)，所述igu包括：光伏结构，其特征为第一透射颜色(a*1；b*1)；和低发射率结构，其特征为第二透射颜色(a*2；b*2)，其中，所述第一透射颜色和所述第二透射颜色互补。2.根据权利要求1所述的中空玻璃单元，其中：|a*
igu
|<|a*1|；或|a*
igu
|<|a*2|。3.根据权利要求1所述的中空玻璃单元，其中：|b*
igu
|<|b*1|；或|b*
igu
|<|b*2|。4.根据权利要求1所述的中空玻璃单元，其中，b*1是正的，并且b*2是负的。5.根据权利要求4所述的中空玻璃单元，其中，b*2<b*
igu
<b*1。6.根据权利要求5所述的中空玻璃单元，其中，b*1大于10。7.根据权利要求5所述的中空玻璃单元，其中，b*2小于-10。8.根据权利要求1所述的中空玻璃单元，其中，并且9.根据权利要求8所述的中空玻璃单元，其中，b*1>0并且b*2<0。10.根据权利要求9所述的中空玻璃单元，其中，a*1<0并且a*2>0。11.根据权利要求8所述的中空玻璃单元，其中，b*1<0并且b*2>0。12.根据权利要求11所述的中空玻璃单元，其中，a*1>0并且a*2<0。13.根据权利要求1所述的中空玻璃单元，其中，或14.根据权利要求1所述的中空玻璃单元，其中，-4<b*
igu
<8。15.根据权利要求1所述的中空玻璃单元，其中，所述光伏结构设置在所述igu的外侧上。16.根据权利要求1所述的中空玻璃单元，其中，所述光伏结构包括设置在第一片上的光伏涂层，并且所述低发射率结构包括设置在第二片上的低发射率涂层。17.根据权利要求16所述的中空玻璃单元，其中：所述光伏涂层设置在所述第一片的面向所述第二片的表面上；和所述低发射率涂层设置在所述第二片的背对所述第一片的表面上。18.根据权利要求17所述的中空玻璃单元，其中，所述光伏结构通过间隙与所述低发射率结构分离。19.根据权利要求17所述的中空玻璃单元，还包括第三片，所述第三片通过另一间隙与所述低发射率结构分离。20.根据权利要求16所述的中空玻璃单元，其中：
所述光伏涂层设置在所述第一片的面向所述第二片的表面上；和所述低发射率涂层设置在所述第二片的面向所述第一片的表面上。21.根据权利要求20所述的中空玻璃单元，其中，所述光伏结构通过间隙与所述低发射率结构分离。22.根据权利要求17所述的中空玻璃单元，还包括第三片，所述第三片通过另一间隙与所述低发射率结构分离。23.根据权利要求16所述的中空玻璃单元，其中：所述光伏涂层设置在所述第一片的面向所述第二片的表面上；所述低发射率涂层设置在所述第二片的面向所述第一片的表面上；和玻璃片设置在所述光伏结构和所述低发射率结构之间。24.根据权利要求23所述的中空玻璃单元，其中，所述光伏结构通过间隙与所述玻璃片分离。25.根据权利要求23所述的中空玻璃单元，其中，所述玻璃片通过另一间隙与所述低发射率结构分离。26.根据权利要求1所述的中空玻璃单元，其中，所述igu的特征为大于40％的平均可见光透射率(avt)。27.根据权利要求1所述的中空玻璃单元，其中，所述光伏结构的特征为大于50％的平均可见光透射率(avt)。28.一种中空玻璃单元(igu)，包括：光伏结构，其包括第一片，并且其特征为第一透射颜色(a*1；b*1)；第二片，其层压至所述光伏结构；和低发射率结构，其通过间隙与所述第二片分离，所述低发射率结构包括第三片，并且其特征为第二透射颜色(a*2；b*2)，其中，所述第一透射颜色和所述第二透射颜色互补。29.根据权利要求28所述的中空玻璃单元，其中，所述光伏结构设置在所述igu的外侧上。30.根据权利要求28所述的中空玻璃单元，其中：所述光伏结构包括设置在所述第一片的面向所述第二片的表面上的光伏涂层；和所述低发射率结构包括设置在所述第三片的面向所述第二片的表面上的低发射率涂层。31.根据权利要求30所述的中空玻璃单元，还包括结合所述光伏涂层和所述第二片的层压材料。32.根据权利要求28所述的中空玻璃单元，其中，所述igu的特征为透射颜色(a*
igu
；b*
igu
)。33.根据权利要求32所述的中空玻璃单元，其中：|a*
igu
|<|a*1|；或|a*
igu
|<|a*2|。34.根据权利要求32所述的中空玻璃单元，其中：|b*
igu
|<|b*1|；或|b*
igu
|<|b*2|。
35.根据权利要求32所述的中空玻璃单元，其中，并且36.根据权利要求32所述的中空玻璃单元，其中，或37.根据权利要求32所述的中空玻璃单元，其中，-4<b*
igu
<8。38.根据权利要求28所述的中空玻璃单元，其中，b*1是正的，并且b*2是负的。39.根据权利要求28所述的中空玻璃单元，其中，所述igu的特征为大于40％的平均可见光透射率(avt)。40.根据权利要求28所述的中空玻璃单元，其中，所述光伏结构的特征为大于50％的平均可见光透射率(avt)。41.一种中空玻璃单元(igu)，包括：光伏结构，其特征为第一透射颜色(a*1；b*1)；低发射率结构，其特征为第二透射颜色(a*2；b*2)；其中，所述第一透射颜色和所述第二透射颜色互补；和玻璃片，其通过间隙与所述低发射率结构分离。42.根据权利要求41所述的中空玻璃单元，其中，所述光伏结构设置在所述igu的外侧上。43.根据权利要求41所述的中空玻璃单元，其中：所述光伏结构包括第一片和光伏涂层；所述低发射率结构包括第二片和低发射率涂层；和所述光伏涂层层压到所述第二片上。44.根据权利要求41所述的中空玻璃单元，其中：所述光伏结构包括设置在第一片的面向所述玻璃片的表面上的光伏涂层；和所述低发射率结构包括设置在第二片的面向所述玻璃片的表面上的低发射率涂层。45.根据权利要求41所述的中空玻璃单元，其中，所述igu的特征为透射颜色(a*
igu
；b*
igu
)。46.根据权利要求45所述的中空玻璃单元，其中：|a*
igu
|<|a*1|；或|a*
igu
|<|a*2|。47.根据权利要求45所述的中空玻璃单元，其中：|b*
igu
|<|b*1|；或|b*
igu
|<|b*2|。48.根据权利要求45所述的中空玻璃单元，其中，并且
49.根据权利要求45所述的中空玻璃单元，其中，-4<b*
igu
<8。50.根据权利要求41所述的中空玻璃单元，其中，b*1是正的，并且b*2是负的。51.根据权利要求41所述的中空玻璃单元，其中，所述igu的特征为大于40％的平均可见光透射率(avt)。52.根据权利要求41所述的中空玻璃单元，其中，所述光伏结构的特征为大于50％的平均可见光透射率(avt)。

技术总结
本申请通常涉及光伏材料和器件领域，并且更具体地，涉及结合了明显透明(或半透明)光伏结构和低发射率结构的中空玻璃单元，以提供颜色中性的中空玻璃单元，同时与单独使用明显透明(或半透明)光伏结构相比，还提高了太阳热增益系数。在一些具体实施方式中，光伏结构和低发射率结构在单独的片(即，玻璃片)上形成，并在中空玻璃单元的制造过程中进行组合。在中空玻璃单元的制造过程中进行组合。在中空玻璃单元的制造过程中进行组合。


技术研发人员：迈尔斯
受保护的技术使用者：无处不在能量公司
技术研发日：2021.09.30
技术公布日：2023/8/9