一种基于光伏发电的汽车天窗玻璃及其制备方法与流程

1.本发明涉及汽车天窗玻璃领域，尤其是涉及一种基于光伏发电的汽车天窗玻璃及其制备方法。


背景技术：

2.随着汽车电子技术的飞速发展，车辆的功能复杂性日益提高，安全、环保、节能方面的法规要求日益严格，舒适、灵活、个性化的客户需求千差万别，市场竞争全球化，越来越多汽车安装了全景天幕天窗，并且不带遮阳帘，这样导致炎炎夏日让乘员感觉到晒，汽车在室外停放一段时间后，汽车内的温度会非常闷热，此时人进入车内会感到很燥热，降低了驾驶的舒适度，这时往往要打开空调降温后才能行驶，既浪费了时间又损失的能源。
3.现有的汽车天窗玻璃和侧窗，大多为钢化单片结构，不具备隔热功能。即使有些采用夹层玻璃设计，也只是靠pvb将两片玻璃粘接在一起，充当聚合物的作用。虽然pvb可以将玻璃粘接在一起，但是两片玻璃对热量的遮挡效果差，无法有效地阻隔热量。因此，有些全景天幕天窗选择了调光玻璃，通过开关调节玻璃亮度，就使得天窗玻璃因不能随外界的变化而只有调节，造成用户体验感差，甚至造成驾驶安全隐患。
4.此外，随着太阳能光伏发电技术的蓬勃发展，清洁无污染的太阳能电池板已经被各行各业广泛应用，最早的小规模应用可追溯到人造卫星上的太阳能电池板，如今人们经常将太阳能电池板放置在建筑物屋顶上，甚至也开始尝试将太阳能电池板与汽车玻璃结合形成太阳能天窗。将光伏发电技术运用到汽车天窗玻璃上存在一个矛盾点，想要获得足够大的发电功率需要布置大面积的光伏芯片，而目前的光伏芯片多数为不透明或透光率很低，在整个天窗玻璃上布置光伏芯片将极大地影响天窗玻璃的采光，甚至使其失去作为窗户的功能。而如果减少光伏芯片的布置面积，如将光伏芯片布置在周圈，又会导致光伏芯片的功率降低，其产生的电量十分有限，实用性大打折扣。
5.中国专利cn202120016926u提供一种新型光伏全景天窗，包含第一透光板、第二透光板及位于第一透光板和第二透光板之间的光伏芯片，本实用新型兼顾了采光和光伏发电，局部设置光伏芯片的同时采用反射层增加光伏发电的发电量。中国专利cn201220413454u提供一种轿车太阳能天窗，包括透明层、光伏发电层；光伏发电层的上部装有太阳能光伏板，并通过线路与汽车的蓄电池相连，这样该太阳能天窗不仅可以利用太阳能发电，同时可以减少进入车厢的太阳能，使轿车内部在烈日下的温升不是太高。中国专利cn201320314813u提供一种太阳能充电式汽车天窗，包括窗体、太阳能电池、充放电控制器和充电端口，通过太阳能充电式汽车天窗，有效提高汽车行驶过程中的充电续航能力，解决汽车在室外存放的情况下车内温度升高和不能随时充电等问题，既能够起到充电作用又能够降低车内温度，对汽车的使用与驾驶乘坐人员的健康也益处良多。中国专利cn201920919166u涉及一种夹层玻璃，包括外玻璃基板、内玻璃基板和中间层，中间层包括乙烯-醋酸乙烯共聚物膜片、多晶硅分布膜片和聚乙烯醇缩丁醛膜片，乙烯-醋酸乙烯共聚物膜片粘结于外玻璃基板上，多晶硅分布膜片铺设于乙烯-醋酸乙烯共聚物膜片上背向外
玻璃基板的侧面，聚乙烯醇缩丁醛膜片粘结于多晶硅分布膜片背向外玻璃基板的侧面和内玻璃基板之间。中间层内的多晶硅分布膜片不仅可以避免光线的穿过，降低该夹层玻璃的透光率，起到良好的隔热作用，还可以将太阳的光能转化为电能，持续地为车载空调系统或车载换气装置供电，使其对车内进行通风换气，给驾驶员提供一个凉爽舒适车内环境。
6.为了提升乘车的舒适度，越来越多的汽车上使用了全景天幕，但全景天幕需要解决以下四个方面的问题，才能更有利于其发展：(1)降低外界环境温度对车内温度的影响；(2)避免阳光直射车内，降低车内零部件老化，并保证乘客的舒适度；(3)降低外界噪音对车内人员的影响；(4)避免雨雪天气对天幕玻璃造成的影响。


技术实现要素：

7.为解决上述问题，本发明提出了一种基于光伏发电的汽车天窗玻璃及其制备方法，通过本发明制备的全景天幕玻璃，得到了天窗不开启的整车顶全景天窗玻璃，并具备智能调光、隔音隔热、光伏发电等功能，能够持续改善乘车体验；同时，使用改性玻璃原片，降低了水的聚集，以及在高寒地区，玻璃不会因为内外温差过大而造成玻璃破碎。
8.本发明的主要内容包括：一种基于光伏发电的汽车天窗玻璃，包括：全景天幕玻璃、综合控制模块和蓄电池；
9.其中，所述全景天幕玻璃由六层结构复合而成：第一层憎水镀层、第二层改性玻璃、第三层封装膜片、第四层智能调光及发电层、第五层封装膜片、第六层改性玻璃；
10.所述智能调光及发电层包括：设置于中部的智能调光区域及设置于四周的光伏发电区域和油墨印刷区域，所述智能调光区域的面积占第四层面积的80％～90％，所述光伏发电区域的面积占第四层面积的10％～20％，所述油墨印刷区域的面积占第四层面积的1％～3％；
11.所述第四层智能调光及发电层与综合控制模块以及蓄电池之间电性连接。
12.优选地，所述憎水镀层是通过溶液凝胶法，在玻璃表面形成一层含氟化合物薄膜。通过减少水滴与玻璃的接触面达到斥水效果，雨水在玻璃表面迅速凝聚成水珠，在有弧度的玻璃表面上迅速流走。
13.优选地，所述第二层改性玻璃设置为中凸的弧形结构，其中间位置高出边部1～5mm，使得积雪和雨水不易在玻璃表面堆积。
14.优选地，所述第二层改性玻璃采用含有na2o、k2o、mgo、cao、bao、cro中的至少一种碱性金属氧化物的改性玻璃原片。使得其透光度，符合光伏玻璃原片的选取标准，即在太阳电池光谱响应的波长范围内(320nm～1100nm)透光率达91％以上，耐紫外光线的辐射，透光率不下降；另外，改性玻璃原片在内外温度相差0℃～85℃的范围内不会因为温度的急剧变化而导致内应力过大而破碎。
15.优选地，所述智能调光区域由电致调光膜片、温控元件、光敏电阻、中控元件组成；
16.其中，电致调光膜片具有透明和不透明两种状态，当通入交流电时从不透明态转化为透明态，(off态
→
on态)且off态透光率不大于2％，on态透光率不低于80％。
17.所述电致调光膜片包括：上层封装膜片、电致调光层和下层封装膜片，所述上层封装膜片和下层封装膜片的厚度为0.1mm～0.5mm，所述电致调光层的厚度为0.2mm～0.8mm。
18.所述封装膜片，主要用来粘结固定玻璃和发电主体电池片，实现电池片与空气的
隔绝作用，同时增强整体强度保护重要元器件，可选择的封装材料有eva、poe、pvb中的至少一种。进一步优选，对比eva和poe封装材料，pvb封装材料具有使用寿命较长，粘性高、承载能力强，抗穿透能力强，安全性佳，为理想的光伏组件封装材料。
19.进一步地，所述智能调光区域，由电致调光膜片、温控元件、光敏电阻、中控元件组成。
20.优选地，所述电致调光层包括：0.1mm～0.2mm的透明导电层、0.2mm～0.4mm的液晶分子层、0.1mm～0.2mm的透明导电层。
21.优选地，所述光伏发电区域由电池片、接线盒、逆变器、封装材料组成；
22.其中所述电池片包括上层封装膜片、电池片和下层封装膜片；
23.所述接线盒和逆变器电连接于综合控制模块；
24.所述封装材料用于粘结固定改性玻璃和电池片。
25.优选地，所述电池片由全背电极接触电池、砷化镓太阳能电池、异质结芯片太阳能电池、晶体硅太阳能电池、硅薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池、碲化锗太阳能电池、钙钛矿太阳能电池中的至少一种或者多种串联构成。
26.优选地，所述上层封装膜片和下层封装膜片的厚度为0.1mm～0.5mm，所述电池片的厚度为0.2mm～0.8mm。
27.优选地，所述接线盒中设置有控制通断的二极管，所述二极管采用硅基pn结硅二极管、肖特基势垒二极管、硅整流型二极管中的至少一种。主要作用是保护整个发电系统，起到电流中转站的作用；当组件短路，接线盒自动断开短路电池串，防止烧坏整个系统。
28.所述逆变器，主要将电池片产生的可变直流电压转换为指定频率的交流电，以满足使用要求。
29.优选地，所述油墨印刷区域位于第二层改性玻璃和第三层封装膜片之间，其位置与电池片和电池片之间的间隙相对应。
30.优选地，所述温控元件和光敏电阻的组合，可以根据光线的强弱和温度的高低来调节电致调光模块电路中电阻的大小。
31.优选地，所述中控元件，通过控制电阻的大小，改变电流的大小，进而达到控制玻璃着色情况；另外，可随光线、温度因素，调节玻璃的透光率等，也可以根据上级的指令通过改变电路电压的大小来改变电路中电流的大小，从而改变玻璃的透光率。
32.优选地，所述智能调光区域和光伏发电区域的电路中电流和电压大小的分配，通过综合控制模块实现；所述综合控制模块根据上级指令在一定范围内直接更改电路中电流和电压的状态，达到控制光伏组件和玻璃透光率。
33.优选地，除通过调节天窗调光改变车内环境外，也可通过所述温控元件和光敏电阻的组合，进一步通过控制车内空调风机的运转情况，调节车内的空气流动和温度，使车内始终处于凉爽状态。
34.进一步地，为了使车辆无论行驶还是熄火条件下，始终处于行车记录仪的监视下，通过所述综合控制模块和蓄电池，在不耗损车内电瓶的条件下，利用光伏发电对行车记录仪供电运行。
35.优选地，所述油墨印刷区域，主要位于第一层玻璃原片和功能性pvb膜片之间，并处于玻璃原片四周区域；所述油墨区域的宽度为0.5mm～5.0mm的不等长线段。
36.优选地，所述光伏发电区域电池片在排布过程中电池片与电池片之间存在0.5mm～3mm的间隙，阳光可以透过间隙射入汽车内部；为了防止这种情况的发生，在合片之前要在间隙部位对应的玻璃上印刷上一层油墨用以遮光。
37.本发明还公开了一种基于光伏发电的汽车天窗玻璃的制备方法，包括如下步骤：
38.s1、玻璃原片在经过预处理后，再经过油墨印刷机在玻璃表面印上2mm宽的不等长线段，其中，油墨印刷图案的位置在光伏发电区域且要略大于电池片的排布间隙；
39.s2、油墨印刷完成后进入热弯工序，其中热弯工序包括四个阶段：预热段、成型段、退火段、冷却段，在预热段玻璃从常温升高到略低于玻璃软化温度550-580℃之间；在成型段玻璃温度高于软化温度，处于塑性状态，外力作用使玻璃逐渐下垂与模具四周相贴合形成球面，达到最终产品的弧度与球面要求；经过热弯处理后的玻璃表面呈弧形中间最高点比边部高3.5mm；
40.s3、经过热弯处理后的改性玻璃原片，需要经过镀膜处理，在玻璃表面覆盖上透明的憎水镀层；
41.s4、对封装膜片进行切割处理，切割后pvb中间膜片大小，应在叠片之后周边留余量2mm～3mm，避免合片后，膜片因收缩而产生缩胶；
42.s5、电池片焊接处理，将电池片进行单片焊接，将回流带焊接到电池正面的主栅线上，从上至下，匀速焊接，将连接带平直地焊接到电池片的主栅线上，然后进行背面焊接，之后进行串联焊接，将电池片在一起形成一个电池片的串组，使用焊接工具将连接带焊接到电池片的正面电极上，以此类推，依次将电池片串接在一起，并在组件串的正负极焊接出为叠层时准备的引线；
43.s6、将焊接好的电池片和裁切好的电致调光层与封装膜片和改性玻璃进行叠层，叠层顺序从上到下依次为玻璃原片、封装膜片、电池片和电致调光层、封装膜片、玻璃原片，叠层完成后对其进行电性能检测，看电池片在单片焊接、串接、叠层时，电池片有无虚焊、短路、脱焊现象，之后利用红外测试仪对整个叠层进行红外测试，防止电池片组件内部有电池片破裂、烧结、断栅或者有叠片缺陷产生；
44.s7、叠层完成后进行合片处理，合片时，内、外玻璃片必须对齐，叠差不得超过1mm，合片室环境控制温度25℃，相对湿度18％～23％之间，夹层玻璃在合片过程中封装膜片与玻璃之间抽真空消除气泡，并通过高温高压处理使得玻璃与封装膜片紧密贴合在一起；
45.s8、经过合片处理后的玻璃，需要将接线盒、逆变器、光敏电阻、温控元件、中控元件依次进行安装，安装完成后将智能调光玻璃安装在汽车模具上将玻璃的各个模块连入综合控制系统，进行系统测试。
46.优选地，步骤s7中，夹层玻璃合片处理的抽真空消除气泡阶段，可采用橡胶环减压法来处理，将玻璃与膜片夹在一起四周套上橡胶圈，将抽头与真空管相连接，冷抽除去玻璃与pvb之间70％的空气，热抽使玻璃与膜片初步结合在一起；
47.夹层玻璃合片处理的高温高压处理阶段，在高温高压下把玻璃与封装膜片紧密粘接在一起，夹层玻璃合片的高温高压处理阶段有三个过程：
48.一、升温升压阶段：温度由常温升到110℃～120℃，随着温度升高，压力升至3.0bar～3.5bar，此后，温度继续升至120℃～140℃，开始补压至8bar～10bar；
49.二、保温保压阶段：在温度120℃～140℃和压力8bar～10bar下，维持50min～
80min；
50.三、降温降压阶段：将温度降至40℃～60℃后，开始降压，直至大气压。
51.优选地，步骤s8中测试分为三个部分：
52.一、电路通断测试：综合控制系统自检处理，看电路是否有短路和断路；
53.二、光伏组件测试：测试能否进行光伏发电，产生的电流能否被逆变器转化为指定频率的稳压电流、产生的电流能否被综合控制系统进行分配，以及接线盒能否起到保护电路的作用；
54.三、智能调光组件测试：光敏电阻、温控元件、中控元件一起作用，测试能否根据光线和温度的变化，智能调节玻璃透光率，以及玻璃透光率能否直接被综合控制系统直接控制。
55.本发明的有益效果在于：
56.1、基于光伏发电的汽车天窗玻璃，使用电池片不仅代替油墨黑边，同时采用电池片产生的电能既可以通过蓄电池储存，又可以供给电致调光膜片，光敏电阻和温控元件以及中控元件，共同实现智能调光；
57.2、通过在天窗上加入电致调光膜片，避免阳光直射车内，降低车内零部件老化，并保证乘客的舒适度，同时也降低了车内温度，始终给人凉爽的感觉，实现了绿色发展的理念；
58.3、通过本发明的智能全景天幕玻璃，不仅扩大了车内人员的视野，也通过对天窗的凸型设计，降低了水的聚集，以及在高寒地区，玻璃不会因为内外温差过大而造成玻璃破碎；
59.4、基于光伏发电的汽车天窗玻璃，通过太阳能发电为车用负载供电，减少汽车燃料燃烧，可缓解能源危机，达到节能减排效果。
附图说明
60.图1为本发明中全景天幕玻璃综合智能模块图；
61.图2为全景天幕玻璃的分层结构图；
62.图3为全景天幕玻璃的区域划分图；
63.图4为电致调光膜片的结构图；
64.图5为电致调光层的结构图；
65.图6为电致调光层通电前和通电后的状态对比图；
66.图7为pvb膜片和电致调光膜片的结构图；
67.图8为智能天幕玻璃的运行逻辑图；
68.图9为玻璃的热弯模芯示意图；
69.附图标记：1、电致调光层，2、电池片，3、光敏电阻，4、温控元件，5、逆变器和接线盒，6、中控元件，7、综合控制模块和蓄电池，81、憎水镀层，82、第二层改性玻璃，83、第三层pvb膜片，84、第五层pvb膜片，85、第六层改性玻璃，91、智能调光区域，92、光伏发电区域，93、油墨印刷区域。
具体实施方式
70.以下结合附图对本发明所保护的技术方案做具体说明。
71.一种基于光伏发电的汽车天窗玻璃，包括：全景天幕玻璃、综合控制模块和蓄电池；
72.其中，所述全景天幕玻璃由六层结构复合而成：第一层憎水镀层81、第二层改性玻璃82、第三层pvb膜片83、第四层智能调光及发电层、第五层pvb膜片84、第六层改性玻璃85；
73.所述智能调光及发电层包括：设置于中部的智能调光区域91及设置于四周的光伏发电区域92和油墨印刷区域93。
74.所述第四层智能调光及发电层与综合控制模块以及蓄电池之间电性连接。
75.其中第一层憎水镀层81，通过减少水滴与玻璃的接触面达到斥水效果，雨水在玻璃表面迅速凝聚成水珠，在有弧度的玻璃表面上迅速流走；所述憎水镀层是通过溶液凝胶法，在玻璃表面形成一层含氟化合物薄膜。
76.第二层改性玻璃82，利用在后续的热弯过程中，使得玻璃的中间位置高出边部1～5mm，使得积雪和雨水不易在玻璃表面堆积。
77.所述改性玻璃原片的透光度，符合光伏玻璃原片的选取标准，即在太阳电池光谱响应的波长范围内(320nm～1100nm)透光率达91％以上，耐紫外光线的辐射，透光率不下降；另外，改性玻璃原片在内外温度相差0℃～85℃的范围内不会因为温度的急剧变化而导致内应力过大而破碎；优选采用含有na2o、k2o、mgo、cao、bao和cro等中的至少一种碱性金属氧化物的改性玻璃原片。
78.第三层pvb膜片83，使用了具有隔音隔热的pvb膜片；另外，pvb膜片的使用，延长了全景天幕使用寿命，且粘性高、承载能力强，可以保护电池片免受外界环境影响。
79.第四层智能调光及发电层包括：设置于中部的智能调光区域91及设置于四周的光伏发电区域92和油墨印刷区域93。所述智能调光区域91的面积占第四层面积的80％～90％，所述光伏发电区域92的面积占第四层面积的10％～20％，所述油墨印刷区域93的面积占第四层面积的1％～3％。
80.所述智能调光区域91由电致调光膜片、温控元件4、光敏电阻3、中控元件6组成；本实施例中，电致调光膜片采用pdlc调光膜片。
81.其中，电致调光膜片具有透明和不透明两种状态，当通入交流电时从不透明态转化为透明态，(off态
→
on态)且off态透光率不大于2％，on态透光率不低于80％。
82.所述电致调光膜片包括：上层pvb膜片、电致调光层和下层pvb膜片，本实施例中，所述上层pvb膜片和下层pvb膜片的厚度为0.38mm，所述电致调光层的厚度为0.5mm，如图4所示。
83.本实施例中，所述电致调光层1包括：0.1mm的透明导电层、0.3mm的液晶分子层、0.1mm的透明导电层，如图5所示。所述电致调光层，主要由聚合物分散液晶(pdlc)、电致变色(ec)和悬浮粒子(spd)中的至少一种类型构成。
84.进一步地，所涉及的电致调光层需要满足以下条件：(1)可以满足曲面加工；(2)可见光透光率要达到70％以上；(3)有良好的调光均匀性；(4)可以承受100℃以上的合片温度；进一步优选，pdlc的电致调光类型，能够满足曲面加工，可见光透光率可以达到85％，调光层中高分子聚合物，在电场的作用下可以实现均匀调光，且可以承受高达140℃的合片温
度；所述电致调光层内，含液晶的高分子聚合物通过电场控制液晶分子的排列方向，使得光线在液晶分子与聚合物之间发生不同程度的散射，从而呈现出不透明的雾面和透明面，如图6所示。
85.进一步地，所述电池片2和电致调光层1处于同一水平位置，电池片和电致调光层间隙用pvb胶片镶嵌填充，如图7所示。
86.进一步地，所涉及的电致调光层需要满足以下条件：(1)可以满足曲面加工；(2)可见光透光率要达到70％以上；(3)有良好的调光均匀性；(4)可以承受100℃以上的合片温度；
87.进一步地，pdlc的电致调光类型，能够满足曲面加工，可见光透光率可以达到85％，调光层中高分子聚合物，在电场的作用下可以实现均匀调光，且可以承受高达140℃的合片温度；所述电致调光层内，含液晶的高分子聚合物通过电场控制液晶分子的排列方向，使得光线在液晶分子与聚合物之间发生不同程度的散射，从而呈现出不透明的雾面和透明面，如图6所示。
88.进一步地，所述油墨印刷区域93，主要位于第一层玻璃原片和功能性pvb膜片之间，并处于玻璃原片四周区域，宽度为2.0mm。
89.进一步地，所述光伏发电区域电池片2在排布过程中电池片与电池片之间存在0.5mm～3mm的间隙，阳光可以透过间隙射入汽车内部；为了防止这种情况的发生，在合片之前要在间隙部位对应的玻璃上印刷上一层油墨用以遮光。
90.进一步地，所述智能调光区域91透过改变电流的大小，即可改变电致调光层1的透明度，从而达到智能调光的目的；所述电致调光层1，采用内含液晶高分子聚合物，可在电流的作用下液晶分子呈定向排列光线能直接透过显示透明性。
91.进一步地，所述智能调光区域91改变电流大小，是通过光伏组件模块、电致调光模块、综合控制模块组相配合来达到的。
92.进一步地，所述光伏组件中的电池片2将光能转化为电能，再通过逆变器将电池片产生的可变直流转换为指定频率的交流电。
93.进一步地，所述电致调光模块中的温控元件4和光敏电阻3以及中控元件6一起作用，根据环境温度和光线的强弱来改变电路中阻值的大小。当电路中电阻值发生改变，电流也会发生相应的改变。
94.进一步地，所述综合控制模块，可以在一定范围内自由控制电路中电源和电压的大小，它可以将光伏组件产生的电流按照预设的大小分配给电致调光区域或输送到汽车里的蓄电池储存起来。
95.当光伏发电无法满足电致调光区域所需，综合控制模块可以从蓄电池里直接分配到指定区域。
96.更进一步地，当电致调光模块中光敏电阻3和温控元件4通过改变阻值无法控制电流大小达到指定数值时，综合控制模块可以通过控制电压的大小，从而可以控制电致调光层的透明度达到智能调光的目的，如图8所示。
97.本发明还公开了一种基于光伏发电的汽车天窗玻璃的制备方法，包括如下步骤：
98.s1、玻璃原片在经过预处理(切割、掰边、磨边成合适的尺寸)，再经过油墨印刷在玻璃表面印上2mm宽的不等长线段，
99.油墨印刷图案的位置在光伏发电区域且要略大于电池片的排布的间隙，所用的玻璃油墨是由低熔点玻璃粉(30％)、熔剂(30％)、色料(3％-4％)及有机物(35％)混合而成；
100.s2、油墨印刷完成后进入热弯工序(玻璃在炉内加热达到软化状态，通过模具决定玻璃的最终形状)。
101.热弯分为四个阶段预热段、成型段、退火段、冷却段。在预热段玻璃从常温升高到略低于玻璃软化温度tf(tf一般为550-580℃之间)；在成型段玻璃温度高于软化温度，处于塑性状态，外力作用使玻璃逐渐下垂与模具四周相贴合形成球面，达到最终产品的弧度与球面要求。经过热弯处理后的玻璃表面呈弧形中间最高点比边部高3.5mm，如图9所示；
102.退火段和冷却段减少玻璃内应力防止玻璃内应力过大而破碎。
103.s3、经过热弯处理后的改性玻璃原片，需要经过镀膜处理，在玻璃表面覆盖上透明的憎水镀层。
104.玻璃采用溶液凝胶法将含氟化合物均匀地覆盖在玻璃表面。(溶液凝胶法相比于真空镀膜，设备投资少，生产效率高，制造成本低，适应大批量生产)。
105.s4、对pvb膜片进行切割处理，切割后pvb中间膜片大小，应在叠片之后周边应留余量约2mm～3mm，避免合片后，膜片因收缩而产生缩胶。
106.s5、电池片焊接处理，将电池片进行单片焊接，将回流带焊接到电池正面的主栅线上，从上至下，匀速焊接，将连接带平直地焊接到电池片的主栅线上，然后进行背面焊接，之后进行串联焊接，将电池片在一起形成一个电池片的串组，使用焊接工具将连接带焊接到电池片的正面电极上，以此类推，依次将电池片串接在一起，并在组件串的正负极焊接出为叠层时准备的引线；
107.s6、将焊接好的电池片和裁切好的电致调光层与封装膜片和改性玻璃进行叠层，叠层顺序从上到下依次为玻璃原片、封装膜片、电池片和电致调光层、封装膜片、玻璃原片，叠层完成后对其进行电性能检测，看电池片在单片焊接、串接、叠层时，电池片有无虚焊、短路、脱焊现象，之后利用红外测试仪对整个叠层进行红外测试，防止电池片组件内部有电池片破裂、烧结、断栅或者有叠片缺陷产生；
108.s7、叠层完成后进行合片处理，合片时，内、外玻璃片必须对齐，叠差不得超过1mm，合片室环境控制温度25℃，相对湿度18％～23％之间，夹层玻璃在合片过程中封装膜片与玻璃之间抽真空消除气泡，并通过高温高压处理使得玻璃与封装膜片紧密贴合在一起；
109.夹层玻璃合片处理的抽真空消除气泡阶段，可采用橡胶环减压法来处理，将玻璃与膜片夹在一起四周套上橡胶圈，将抽头与真空管相连接，冷抽除去玻璃与pvb之间70％的空气，热抽使玻璃与膜片初步结合在一起；
110.夹层玻璃合片处理的高温高压处理阶段，在高温高压下把玻璃与封装膜片紧密粘接在一起，夹层玻璃合片的高温高压处理阶段有三个过程：
111.一、升温升压阶段：温度由常温升到110℃～120℃，随着温度升高，压力升至3.0bar～3.5bar，此后，温度继续升至120℃～140℃，开始补压至8bar～10bar；
112.二、保温保压阶段：在温度120℃～140℃和压力8bar～10bar下，维持50min～80min；
113.三、降温降压阶段：将温度降至40℃～60℃后，开始降压，直至大气压。
114.s8、经过合片处理后的玻璃，需要将接线盒、逆变器、光敏电阻、温控元件、中控元
件依次进行安装，安装完成后将智能调光玻璃安装在汽车模具上将玻璃的各个模块连入综合控制系统，进行系统测试。
115.测试分为三个部分：
116.一、电路通断测试：综合控制系统自检处理，看电路是否有短路和断路；
117.二、光伏组件测试：测试能否进行光伏发电，产生的电流能否被逆变器转化为指定频率的稳压电流、产生的电流能否被综合控制系统进行分配，以及接线盒能否起到保护电路的作用；
118.三、智能调光组件测试：光敏电阻、温控元件、中控元件一起作用，测试能否根据光线和温度的变化，智能调节玻璃透光率，以及玻璃透光率能否直接被综合控制系统直接控制。
119.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种基于光伏发电的汽车天窗玻璃，其特征在于，包括：全景天幕玻璃、综合控制模块和蓄电池；其中，所述全景天幕玻璃由六层结构复合而成：第一层憎水镀层、第二层改性玻璃、第三层封装膜片、第四层智能调光及发电层、第五层封装膜片、第六层改性玻璃；所述智能调光及发电层包括：设置于中部的智能调光区域及设置于四周的光伏发电区域和油墨印刷区域，所述智能调光区域的面积占第四层面积的80％～90％，所述光伏发电区域的面积占第四层面积的10％～20％，所述油墨印刷区域的面积占第四层面积的1％～3％；所述第四层智能调光及发电层与综合控制模块以及蓄电池之间电性连接。2.根据权利要求1所述的一种基于光伏发电的汽车天窗玻璃，其特征在于，所述憎水镀层是通过溶液凝胶法，在玻璃表面形成一层含氟化合物薄膜。3.根据权利要求1所述的一种基于光伏发电的汽车天窗玻璃，其特征在于，所述第二层改性玻璃设置为中凸的弧形结构，其中间位置高出边部1～5mm。4.根据权利要求3所述的一种基于光伏发电的汽车天窗玻璃，其特征在于，所述第二层改性玻璃采用含有na2o、k2o、mgo、cao、bao、cro中的至少一种碱性金属氧化物的改性玻璃原片。5.根据权利要求1所述的一种基于光伏发电的汽车天窗玻璃，其特征在于，所述智能调光区域由电致调光膜片、温控元件、光敏电阻、中控元件组成；所述电致调光膜片包括：上层封装膜片、电致调光层和下层封装膜片，所述上层封装膜片和下层封装膜片的厚度为0.1mm～0.5mm，所述电致调光层的厚度为0.2mm～0.8mm。6.根据权利要求5所述的一种基于光伏发电的汽车天窗玻璃，其特征在于，所述电致调光层包括：0.1mm～0.2mm的透明导电层、0.2mm～0.4mm的液晶分子层、0.1mm～0.2mm的透明导电层。7.根据权利要求1所述的一种基于光伏发电的汽车天窗玻璃，其特征在于，所述光伏发电区域由电池片、接线盒、逆变器、封装材料组成；其中所述电池片包括上层封装膜片、电池片和下层封装膜片；所述接线盒和逆变器电连接于综合控制模块；所述封装材料用于粘结固定改性玻璃和电池片。8.根据权利要求7所述的一种基于光伏发电的汽车天窗玻璃，其特征在于，所述电池片由全背电极接触电池、砷化镓太阳能电池、异质结芯片太阳能电池、晶体硅太阳能电池、硅薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池、碲化锗太阳能电池、钙钛矿太阳能电池中的至少一种或者多种串联构成。9.根据权利要求7或8所述的一种基于光伏发电的汽车天窗玻璃，其特征在于，所述上层封装膜片和下层封装膜片的厚度为0.1mm～0.5mm，所述电池片的厚度为0.2mm～0.8mm。10.根据权利要求7所述的一种基于光伏发电的汽车天窗玻璃，其特征在于，所述接线盒中设置有控制通断的二极管，所述二极管采用硅基pn结硅二极管、肖特基势垒二极管、硅整流型二极管中的至少一种。11.根据权利要求1所述的一种基于光伏发电的汽车天窗玻璃，其特征在于，所述油墨印刷区域位于第二层改性玻璃和第三层封装膜片之间，其位置与电池片和电池片之间的间
隙相对应。12.一种用于如权利要求1～11任一所述汽车天窗玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、玻璃原片在经过预处理后，再经过油墨印刷机在玻璃表面印上2mm宽的不等长线段，其中，油墨印刷图案的位置在光伏发电区域且要略大于电池片的排布间隙；s2、油墨印刷完成后进入热弯工序，其中热弯工序包括四个阶段：预热段、成型段、退火段、冷却段，在预热段玻璃从常温升高到略低于玻璃软化温度550-580℃之间；在成型段玻璃温度高于软化温度，处于塑性状态，外力作用使玻璃逐渐下垂与模具四周相贴合形成球面，达到最终产品的弧度与球面要求；经过热弯处理后的玻璃表面呈弧形中间最高点比边部高3.5mm；s3、经过热弯处理后的改性玻璃原片，需要经过镀膜处理，在玻璃表面覆盖上透明的憎水镀层；s4、对封装膜片进行切割处理，切割后pvb中间膜片大小，应在叠片之后周边留余量2mm～3mm，避免合片后，膜片因收缩而产生缩胶；s5、电池片焊接处理，将电池片进行单片焊接，将回流带焊接到电池正面的主栅线上，从上至下，匀速焊接，将连接带平直地焊接到电池片的主栅线上，然后进行背面焊接，之后进行串联焊接，将电池片在一起形成一个电池片的串组，使用焊接工具将连接带焊接到电池片的正面电极上，以此类推，依次将电池片串接在一起，并在组件串的正负极焊接出为叠层时准备的引线；s6、将焊接好的电池片和裁切好的电致调光层与封装膜片和改性玻璃进行叠层，叠层顺序从上到下依次为玻璃原片、封装膜片、电池片和电致调光层、封装膜片、玻璃原片，叠层完成后对其进行电性能检测，看电池片在单片焊接、串接、叠层时，电池片有无虚焊、短路、脱焊现象，之后利用红外测试仪对整个叠层进行红外测试，防止电池片组件内部有电池片破裂、烧结、断栅或者有叠片缺陷产生；s7、叠层完成后进行合片处理，合片时，内、外玻璃片必须对齐，叠差不得超过1mm，合片室环境控制温度25℃，相对湿度18％～23％之间，夹层玻璃在合片过程中封装膜片与玻璃之间抽真空消除气泡，并通过高温高压处理使得玻璃与封装膜片紧密贴合在一起；s8、经过合片处理后的玻璃，需要将接线盒、逆变器、光敏电阻、温控元件、中控元件依次进行安装，安装完成后将智能调光玻璃安装在汽车模具上将玻璃的各个模块连入综合控制系统，进行系统测试。13.根据权利要求12所述的一种基于光伏发电的汽车天窗玻璃的制备方法，其特征在于，步骤s7中，夹层玻璃合片处理的抽真空消除气泡阶段，可采用橡胶环减压法来处理，将玻璃与膜片夹在一起四周套上橡胶圈，将抽头与真空管相连接，冷抽除去玻璃与pvb之间70％的空气，热抽使玻璃与膜片初步结合在一起；夹层玻璃合片处理的高温高压处理阶段，在高温高压下把玻璃与封装膜片紧密粘接在一起，夹层玻璃合片的高温高压处理阶段有三个过程：一、升温升压阶段：温度由常温升到110℃～120℃，随着温度升高，压力升至3.0bar～3.5bar，此后，温度继续升至120℃～140℃，开始补压至8bar～10bar；二、保温保压阶段：在温度120℃～140℃和压力8bar～10bar下，维持50min～80min；
三、降温降压阶段：将温度降至40℃～60℃后，开始降压，直至大气压。

技术总结
本发明提出了一种基于光伏发电的汽车天窗玻璃，属于汽车玻璃领域，其包括：全景天幕玻璃、综合控制模块和蓄电池；其中，所述全景天幕玻璃由六层结构复合而成：第一层憎水镀层、第二层改性玻璃、第三层封装膜片、第四层智能调光及发电层、第五层封装膜片、第六层改性玻璃；本发明还公开了一种基于光伏发电的汽车天窗玻璃的制备方法，主要包括如下步骤，玻璃原片和PVB膜片的预处理-合片处理-附件材料的安装-控制系统的调试。通过上述方式得到的整车顶全景天窗玻璃，具备智能调光、隔音隔热、光伏发电等功能，能够持续改善乘车体验；同时，使用改性玻璃原片，降低了水的聚集，以及在高寒地区，玻璃不会因为内外温差过大而造成玻璃破碎。碎。碎。


技术研发人员：屠乐乐 吴福胜 李亚 钟小虎 高立强 邰玉伦 杨玉杰 田宗杰
受保护的技术使用者：安徽皖维高新材料股份有限公司
技术研发日：2023.07.04
技术公布日：2023/10/15