本发明涉及光学与光电新能源应用，具体涉及一种光导聚光隔热光学薄膜与透明发电玻璃组合结构。
背景技术：
1、太阳能光伏发电技术近年来取得了巨大的突破和进展，商业化应用场景不断拓展，大型光伏电站建站规模日益扩大，已成为绿色新能源的主要发展方向。为进一步拓展其应用领域和发展前景，人们一直在研究探索将光伏发电技术与新一代零碳建筑、新能源汽车等新产业发展紧密结合，开发了bipv等光伏建筑一体化产品投放市场，正在进一步推广应用。但由于光伏发电板对日照角度和安装方式有特定要求，且大部分半导体光伏电池不透明，能透光的薄膜型太阳能电池如cigs、碲化镉光伏电池板其透明度与光电转化效率成反比，若透明度高则光电转换效率大幅下降，同时其内部电路结构的格栅效应影响着采光照明，制约其在新型零碳建筑、新能源汽车等领域的广泛应用和推广。
2、开发新型透明发电玻璃替代现有建筑玻璃、车窗玻璃具有广阔的市场应用场景，是人类利用太阳能推动绿色低碳发展未来的重点方向。为实现这一目的，需要发电玻璃具备以下特性：既要有玻璃的透明性，又要能发电，还要安全可靠、经济适用、经久耐用，同时安装方式也要能适应使用场景的需要，无论是平铺还是倾斜安装、竖直安装都不影响使用效果，因此现有光伏电池产品难以满足其发展需要，人们亟待开发能满足上述特性的新型发电玻璃。
3、近年来，人们利用阳光中的紫外线激发光致发光物质发光，实现光子下转换，将阳光中不可见的紫外线转换为波长更长的可见光（例如吸收阳光中200-450nm的紫外线与蓝光，激发出500-650nm的可见光），所激发的荧光粒子其发光具有光线漫射的特征，利用漫射光线在光导板内的全反射效应，采用平板型光导聚光技术收集光能，为开发新型发电玻璃打开了太阳能利用的新途径，促进了太阳能发电技术的发展进步。采用上述原理和方法公开的文献和专利比较多，但公开的平板型光导聚光发电玻璃技术还存在光电转换效率比较低、结构相对复杂、不透明或透明度不高、不具备隔热节能功能等问题导致实用性不强。例如：中国专利申请号201010247984.5采用上述方法公开了《一种选择性汇聚的光学器件》，但存在结构相对复杂，不具备透明性不能满足采光照明与发电的使用场景要求；美国专利号us6476312 b1公开了一种平板聚光装置，采用纳米晶掺杂入高折射率透明材料利用内全反射效应的光导聚光方法汇聚光线，但工艺复杂成本相对较高，也不具备透明性；中国专利申请号cn202223364345.4公开了一种《透明光伏发电双层夹胶玻璃》，利用光致发光层吸收紫外线激发荧光光谱通过内全反射的光导聚光方法，实现了全透明或半透明的光伏发电玻璃，此类光导聚光发电玻璃虽然具有较好的透明性，但存在在光导玻璃界面小于全反射角的光线逃逸出光导板的问题，导致光导聚光的整体效率偏低，例如折射率为1.5的光导玻璃板，其内部光线入射至玻璃—空气界面时，光线发生全内反射的条件为光线入射角不小于41.8°，即光致发光材料所激发的光线入射至光导板界面时，入射角在0°—＜41.8°范围内的光线都将逃逸出光导板不能得到有效汇聚利用，即使采用价格相对昂贵的高折射率玻璃光导板，例如采用折射率为2.0的高折射玻璃光导板，其光线发生内全反射的入射角仍然高达30°，即在0°—＜30°范围内的入射光线都不会发生内全反射得不到有效利用。
4、同时，现有技术公开的平板型光导聚光器件均不具备隔热功能，不仅在使用中无法显现节能效果，而且将导致光致发光器件在阳光下由于温升发生效率下降、加速老化和性能衰减等问题。
技术实现思路
1、本发明为解决现有平板型光导聚光器件存在的聚光效率不高、不透明或透明度和颜色不可调节、不具备隔热节能功能、安装环境和安装方式受限等问题，提供了一种光导聚光隔热光学薄膜与透明发电玻璃组合结构。
2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种光导聚光隔热光学薄膜与透明发电玻璃组合结构，其特征在于：由光导聚光隔热光学薄膜、上光导板、下光导板、光致发光层和光伏电池组构成；所述光导聚光隔热光学薄膜镀制或贴合在上光导板的上表面与下光导板的下表面，光致发光层位于上光导板和下光导板之间；所述光伏电池组贴合在由上光导板、光致发光层、下光导板形成一体结构的侧面；
4、所述光导聚光隔热光学薄膜为具有响应光致发光层特征光谱且对红外波段具有高反射率形成隔热效果的透明薄膜，所述上、下光导板采用透明玻璃或其他透明材质制造，其上下表面与四个侧面均透明，其面积尺寸与厚度依据使用要求确定；
5、所述光致发光层为含有光扩散剂与光致发光物质的透明胶膜；
6、所述光伏电池组接受经光导板全内反射汇聚的光能，光伏电池为对光致发光层的特征光谱具有高响应性的硅光电池、砷化镓电池或钙钛矿电池商品化光伏电池。
7、所述光导聚光隔热光学薄膜在光致发光层的吸收光谱波段（λ1-λ2）具有高透射率，在光致发光光谱波段（λe-λf）具有较高反射率，并通过设计调整该反射率的高低对发电玻璃的透明度和颜色进行调节，在可见光波段（λ2-λ3）除（λe-λf）波段外的其余波段具有高透射率，在近红外和红外波段（λ3-λn）具有高反射率。
8、所述的光导聚光隔热光学薄膜，采用介质材料sio2、si3n4、tio2、al2o3、aloxny、nb2o5、ta2o5、bi2o3、nd2o3、hfo2、zro2、zns、la2o3、mgo、mgf2中的二种或二种以上不同折射率材料组合构成全介质多层膜系，或选用上述介质与ag、al、cu、au、ni、cr中的一种或多种金属材料、或高熵陶瓷材料组合构成光学多层膜系。
9、所述光致发光层位于上、下光导板的中间，面积与上下光导板相同，经真空热压封装与上下光导板胶合为一体。
10、依据应用场景的不同，在聚光光导板组合体侧面贴合用于光导照明的光纤束联接端子，通过光纤传导光线至光导照明灯具，实现光导照明与光伏发电功能的有效组合，一体构成智能化全天候光导照明系统。
11、与现有技术相比，本发明的创新性和优点体现在：
12、所设计的透明光学薄膜具有优异的综合性能，不仅具有对光致发光层的特征光谱具有高响应性，有效提升了现有技术的光导聚光效率，同时可依据使用环境和使用条件的要求对发电玻璃的透光性和外观颜色进行调整，而且对红外线具有高反射率，具有良好的隔热节能效果，与光导板、光致发光层、光电池组合构成的平板型光导聚光发电玻璃结构简单，工业化制造技术成熟且经济性较好，平铺安装或竖直安装对发电效果影响小，改善了对安装环境和安装方式的局限性，易于推广应用。
13、利用本发明将安装在光导板侧面的光伏电池组部分变换为光导照明的光纤束联接端子，通过光纤传导光线至光导照明灯具，实现光导照明与光伏发电功能的有效组合，一体构成的智能化全天候光导照明系统，进一步拓展了本发明的应用场景。
1.一种光导聚光隔热光学薄膜与透明发电玻璃组合结构，其特征在于：由光导聚光隔热光学薄膜（001）、上光导板（002）、下光导板（004）、光致发光层（003）和光伏电池组（005）/或光纤束联接端子构成；所述光导聚光隔热光学薄膜（001）镀制或贴合在上光导板（002）的上表面与下光导板（004）的下表面，光致发光层（003）位于上光导板（002）和下光导板（004）之间；所述光伏电池组（005）/或光纤束联接端子贴合在由上光导板（002）、光致发光层（003）、下光导板（004）形成一体结构的侧面；
2.如权利要求1所述的光导聚光隔热光学薄膜与透明发电玻璃组合结构，其特征在于：所述光导聚光隔热光学薄膜（001）在光致发光层（003）的吸收光谱波段（λ1-λ2）具有高透射率，在光致发光光谱波段（λe-λf）具有较高反射率，并通过设计调整该反射率的高低对发电玻璃的透明度和颜色进行调节，在可见光波段（λ2-λ3）除（λe-λf）波段外的其余波段具有高透射率，在近红外和红外波段（λ3-λn）具有高反射率。
3.如权利要求1所述的光导聚光隔热光学薄膜与透明发电玻璃组合结构，其特征在于：所述的光导聚光隔热光学薄膜（001），采用介质材料sio2、si3n4、tio2、al2o3、aloxny、nb2o5、ta2o5、bi2o3、nd2o3、hfo2、zro2、zns、la2o3、mgo、mgf2中的二种或二种以上不同折射率材料组合构成全介质多层膜系，或选用上述介质与ag、al、cu、au、ni、cr中的一种或多种金属材料、或高熵陶瓷材料组合构成光学多层膜系。
4.如权利要求1所述的光导聚光隔热光学薄膜与透明发电玻璃组合结构，其特征在于：所述光致发光层（003）位于上、下光导板的中间，面积与上下光导板相同，经真空热压封装与上下光导板胶合为一体，构成聚光光导板组合体。
5.如权利要求1所述的光导聚光隔热光学薄膜与透明发电玻璃组合结构，其特征在于：所述聚光光导板组合体侧面的部分贴合有用于光导照明的光纤束联接端子，通过光纤传导光线至光导照明灯具，实现光导照明与光伏发电功能的有效组合，一体构成智能化全天候光导照明系统。
