DE4331235C1

DE4331235C1 - Window glazing

Info

Publication number: DE4331235C1
Application number: DE19934331235
Authority: DE
Inventors: Martin Dr Gorn; Andreas Dr Frye
Original assignee: Deutsche Aerospace AG
Current assignee: Schott Solar GmbH Alzenau
Priority date: 1992-08-14
Filing date: 1993-09-15
Publication date: 1994-10-27
Anticipated expiration: 2013-09-16

Abstract

The window glazing comprises a double glazing with sealed interspace, in the case of which a translucent layer with a defined surface resistance is arranged in the region of the outer pane, and in the case of which the inner pane is provided with a radar-reflecting, optically transparent layer; the inner pane is additionally provided with a thin-layer solar cell. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Fensterverglasung bestehend aus einer Dop pelverglasung mit abgedichtetem Zwischenraum, bei der im Bereich der Außenscheibe eine lichtdurchlässige Schicht mit definiertem Oberflächen widerstand angeordnet ist und bei der die Innenscheibe mit einer radar reflektierenden, optisch transparenten Schicht versehen ist.The invention relates to window glazing consisting of a dop pel glazing with sealed space, in the area of Outer pane a translucent layer with defined surfaces resistance is arranged and in which the inner pane with a radar reflective, optically transparent layer is provided.

Eine derartige Fensterverglasung ist aus der DE 40 08 660 A1 bekannt ge worden. Diese Fensterverglasung ist nach dem Prinzip des Jaumann-Absor bers aufgebaut, d. h., daß der von der Außenscheibe reflektierte Anteil der einfallenden elektromagnetischen Strahlung von demjenigen Anteil der elektromagnetischen Strahlung überlagert wird, der von der im Abstand von etwa einem Viertel der Betriebswellenlänge angeordneten, reflektie renden Schicht auf der Innenscheibe stammt. Aufgrund der Gegenphasigkeit beider Anteile findet eine Auslöschung der reflektierten Wellenanteile statt.Such window glazing is known from DE 40 08 660 A1 been. This window glazing is based on the principle of the Jaumann absorber bers built, d. that is, the portion reflected from the outer pane the incident electromagnetic radiation from that portion of the electromagnetic radiation is superimposed on that at a distance of about a quarter of the operating wavelength, reflectivity layer on the inner pane. Because of the opposite phase both parts find an extinction of the reflected wave parts instead of.

Derartige Fensterverglasungen eignen sich insbesondere für Gebäude, die in der Nähe von Richtfunkstrecken oder von Einrichtungen zur Flugsiche rung, z. B. von Radarüberwachungsanlagen, errichtet werden, da ohne der artige, die Radarreflexion vermindernde Fensterverglasungen, durch stö rende Reflexionen Beeinträchtigungen der Flugsicherung bzw. Richtfunk strecke im Radarfrequenzbereich auftreten können.Such window glazing is particularly suitable for buildings that near radio links or aviation security facilities tion, e.g. B. from radar monitoring systems, because without like, the radar reflection reducing window glazing, by interference reflections impairment of air traffic control or radio relay range in the radar frequency range can occur.

Eine Energiegewinnung ist jedoch bei der DE 40 08 660 A1 nicht vorgese hen. Die DE 38 01 989 A1 beschreibt hingegen eine Isolierverglasung, in der Solarzellen angeordnet sind, die das einfallende Licht zur Energie gewinnung nutzen. Radarabsorbierende Eigenschaften weist diese Isolier verglasung nicht auf.However, energy recovery is not provided in DE 40 08 660 A1 hen. DE 38 01 989 A1, on the other hand, describes insulating glazing, in The solar cells are arranged, which the incident light for energy exploitation. This insulation has radar-absorbing properties glazing does not open.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fensterverglasung der angegebenen Art zu schaffen, die leicht herstellbar ist, eine Anpassung der elektromagnetischen Eigenschaften an die am Einbauort gegebenen Ver hältnisse erlaubt und außerdem eine Energiegewinnung ermöglicht. The object of the present invention is to provide window glazing specified type to create that is easy to manufacture, an adjustment the electromagnetic properties to the Ver ratios allowed and also enables energy generation.

Ausgehend von einer Fensterverglasung bekannter Art erfolgt die Lösung der Aufgabe dadurch, daß die im Bereich der Außenscheibe befindliche Schicht aus parallel zueinander angeordneten, drahtförmigen elektrischen Leitern besteht, deren Längsachse in einem einstellbaren Winkel zur Po larisationsrichtung der einfallenden elektromagnetischen Strahlungen derart eingestellt ist, daß der Anteil der von der radarreflektierenden Schicht reflektierten und durch die Schicht wieder hindurchgetretenen elektromagnetischen Strahlung etwa gleich dem Anteil der von der im Be reich der Außenscheibe befindlichen Schicht reflektierten Strahlung ist und daß die Innenscheibe mit einer Dünnschichtsolarzelle versehen ist.The solution is based on a known type of window glazing the task in that the located in the area of the outer pane Layer of wire-shaped electrical arranged parallel to each other There are ladders, the longitudinal axis of which is at an adjustable angle to the bottom Direction of polarization of the incident electromagnetic radiation is set so that the proportion of the radar reflecting Layer reflected and passed through the layer again electromagnetic radiation approximately equal to the proportion of that in the Be layer of the outer pane is reflected radiation and that the inner pane is provided with a thin-film solar cell.

Die erfindungsgemäße Fensterverglasung bietet den Vorteil, zum einen un erwünschte Radarreflexionen weitgehend zu unterdrücken und gleichzeitig bei Beibehaltung der erwünschten optischen Transparenz eine photovoltai sche Energiegewinnung zu ermöglichen. Diese photovoltaische elektrische Energiegewinnung mit Hilfe des bekannten photovoltaischen Effekts in Dünnschichtsolarzellen für den optischen und nahen Infrarotbereich er folgt dabei auf der Basis von Dünnnschichthalbleitern und ihren Übergängen (p/n, pin, pinpin, etc.) und den dazugehörigen leitfähigen Kontakt flächen.The window glazing according to the invention offers the advantage, on the one hand, of un largely suppress desired radar reflections and at the same time while maintaining the desired optical transparency, a photovoltaic enable energy generation. This photovoltaic electrical Energy generation with the help of the known photovoltaic effect in Thin-film solar cells for the optical and near infrared range follows on the basis of thin-film semiconductors and their transitions (p / n, pin, pinpin, etc.) and the associated conductive contact surfaces.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment is shown in simplified form in the drawing and described in more detail below. It shows

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Isolierverglasung zur Radarreflexions unterdrückung und gleichzeitiger photovoltaischer Energiegewin nung und Fig. 1 shows a section through double glazing for radar reflection suppression and simultaneous photovoltaic energy recovery and

Fig. 2 ein Diagramm für die Unterdrückung der Radareflexion des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels. Fig. 2 is a diagram for the suppression of the radar reflection of the embodiment shown in Fig. 1.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Schnitt durch eine Fensterverglasung gemäß der vorliegenden Erfindung für Gebäude ist mit 2 eine Außenscheibe und mit 8 eine Innenscheibe bezeichnet, die durch einen Zwischenraum 5 voneinander getrennt sind. Die Außenscheibe 2 kann mit lichtdurchlässigen, elektrisch leitfähigen oder elektrisch nicht leitfähigen, leicht eingefärbten Farbschichten 1, 4 versehen sein. In die Außenscheibe 2 sind elektrisch leitfähige Drähte 3 eingelegt, welche einen Teil der einfallenden Radarenergie reflektieren. Bei einer Dimensionierung der Verglasung für eine Betriebsfrequenz von etwa ein Gigahertz ergeben sich als vorteilhafte Abmessungen die folgenden Werte: Die Dicke der Außenscheibe 2 liegt im Bereich von 1 bis 20 mm, der Abstand zwischen benachbarten Drähten 3 in der Scheibe 2 liegt vorteilhafterweise zwischen 10 und 30 mm, der Abstand 5 der Außenscheibe 2 zur Innenscheibe 8 liegt vorteilhafterweise zwischen 10 bis 35 mm, wobei der Zwischenraum 5 entweder evakuiert oder mit einem Gas gefüllt sein kann. Selbstverständlich ist die Dicke der Außenscheibe 2, des Abstandes 5 zwischen Außenscheibe 2 und Innenscheibe 8 sowie der Abstand jeweils zweier benachbarter paralleler Drähte 3 in der Außenscheibe 2 auf den Frequenzbereich der zu unterdrückenden Radarreflexionen abzustimmen. Zwar ist der Drahtdurchmesser in einem weiten Rahmen beliebig wählbar, jedoch wird ein Drahtdurchmesser <0,5 mm bevorzugt, um die optische Transparenz der Außenscheibe 2 nicht wesentlich einzuschränken.In the section through a window glazing for buildings according to the present invention shown in FIG. 1, 2 denotes an outer pane and 8 an inner pane, which are separated from one another by an intermediate space 5 . The outer pane 2 can be provided with translucent, electrically conductive or electrically non-conductive, slightly colored color layers 1 , 4 . Electrically conductive wires 3 , which reflect part of the incident radar energy, are inserted into the outer pane 2 . At a dimensioning of the glazing for an operating frequency of about one gigahertz result as advantageous dimensions, the following values: The thickness of the outer pane 2 is in the range of 1 to 20 mm, the distance between adjacent wires 3 in the disk 2 is advantageously between 10 and 30 mm, the distance 5 between the outer pane 2 and the inner pane 8 is advantageously between 10 and 35 mm, the space 5 being either evacuated or filled with a gas. Of course, the thickness of the outer pane 2 , the distance 5 between the outer pane 2 and the inner pane 8 and the distance between two adjacent parallel wires 3 in the outer pane 2 must be matched to the frequency range of the radar reflections to be suppressed. Although the wire diameter can be selected as desired within a wide range, a wire diameter of <0.5 mm is preferred in order not to significantly restrict the optical transparency of the outer pane 2 .

Die Dimensionierung des Abstandes d der parallel verlaufenden Drähte 3 und deren Winkel α zur Polarisationsrichtung der einfallenden elektromagnetischen Strahlung beeinflussen die Intensität der Reflexionsunterdrückung. Unter der Voraussetzung, daß die erfindungsgemäße Verglasung das Funktionsprinzip des bekannten Jaumann-Absorbers benutzt, erfolgt die dazu erforderliche Abstimmung der Amplituden und Phasen der jeweiligen Anteile der elektromagnetischen Strahlung mittels des Abstandes der drahtförmigen elektrischen Leiter 3 untereinander und mittels des Abstandes der Drähte 3 zur radarreflektierenden, optisch transparenten Schicht 6 auf der Innenscheibe 8.The dimensioning of the distance d between the parallel wires 3 and their angle α to the direction of polarization of the incident electromagnetic radiation influence the intensity of the reflection suppression. Provided that the glazing according to the invention uses the principle of operation of the well-known Jaumann absorber, the necessary coordination of the amplitudes and phases of the respective portions of the electromagnetic radiation takes place by means of the distance of the wire-shaped electrical conductors 3 from one another and by means of the distance of the wires 3 from the radar reflecting ones , optically transparent layer 6 on the inner pane 8 .

Um neben der Radarreflexionsunterdrückung die Gewinnung photovoltaischer Energie zu ermöglichen, ist die Innenscheibe 8 zusätzlich mit einer Dünnschichtsolarzelle 7 versehen, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen der radarreflektierenden, optisch transparenten Schicht 6 und der Innenscheibe 8 angeordnet ist und die gesamte Fläche der Innenscheibe 8 bedeckt. Diese Dünnschichtsolarzelle 7 besteht in herkömmlicher Weise aus einer leitfähigen transparenten Dünnschichtelektrode, z. B. aus Metall oder dotiertem Metalloxid (SnO2:F oder ZnO:Al), um das auftreffende Licht zu absorbieren und in elektrischen Strom umzuwandeln. Dabei können einer oder mehrere Halbleiterübergänge (p/n, pin, pinpin, Tandem- oder Dreifachübergang) vorgesehen sein, wobei Dünnschichthalbleiter verwendet werden können, wie z. B. a-Si:H, a-Si-Ge, die auch teilweise dotiert sein können oder andere bekannte Dünnschichthalbleiter, wie z. B. Cu, In, Se oder dgl., in Form dünner Filme, die ebenfalls teilweise dotiert sein können. Ferner ist die Dünnschichtsolarzelle 7 mit einem nicht dargestellten elektrischen Kontakt aus Metall, dotiertem Metalloxid oder auch einer Kombination leitfähiger Materialien versehen, um den entstehenden photovoltaischen Strom abführen zu können.In order to enable the generation of photovoltaic energy in addition to the suppression of radar reflection, the inner pane 8 is additionally provided with a thin-film solar cell 7 , which in the exemplary embodiment shown is arranged between the radar-reflecting, optically transparent layer 6 and the inner pane 8 and covers the entire area of the inner pane 8 . This thin-film solar cell 7 consists in a conventional manner of a conductive transparent thin-film electrode, for. B. made of metal or doped metal oxide (SnO2: F or ZnO: Al) to absorb the incident light and convert it into electrical current. One or more semiconductor junctions (p / n, pin, pinpin, tandem or triple junction) can be provided. Thin-film semiconductors can be used, such as, for. B. a-Si: H, a-Si-Ge, which can also be partially doped or other known thin-film semiconductors, such as. B. Cu, In, Se or the like., In the form of thin films, which may also be partially doped. Furthermore, the thin-film solar cell 7 is provided with an electrical contact (not shown) made of metal, doped metal oxide or also a combination of conductive materials in order to be able to dissipate the resulting photovoltaic current.

Fig. 2 läßt erkennen, daß für einen Frequenzbereich von etwa einem Gigahertz bei den angegebenen Maßen für die erfindungsgemäße Fensterverglasung und entsprechend eingestelltem Winkel, z. B. 350 bis 550 der parallelen Drähte 3 zur Polarisationsrichtung und einem Drahtabstand von <1 cm eine sehr starke Unterdrückung der Radarreflexionen erzielt wird, und zwar in der Größenordnung von 20-24 dB. Fig. 2 shows that for a frequency range of about one gigahertz at the specified dimensions for the window glazing according to the invention and a correspondingly set angle, for. B. 350 to 550 of the parallel wires 3 to the polarization direction and a wire spacing of <1 cm, a very strong suppression of the radar reflections is achieved, in the order of 20-24 dB.

Claims

1. Window glazing consisting of double glazing with a sealed space in which a light-permeable layer with a defined surface resistance is arranged in the area of the outer pane and in which the inner pane is provided with a radar-reflecting, optically transparent layer, characterized in that in the area of the outer pane located layer consists of parallel to ordered, wire-shaped electrical conductors, the longitudinal axis of which is set at an adjustable angle to the direction of polarization of the incident electromagnetic radiation such that the proportion of the electromagnetic radiation reflected by the radar reflecting layer and passed through the layer is approximately equal to the proportion of the radiation reflected by the layer located in the area of the outer pane and that the inner pane is provided with a thin-film solar cell.

2. Window glazing according to claim 1, characterized in that the thin-film solar cell ( 7 ) between the radar reflecting, optically transparent layer ( 6 ) and the inner pane ( 8 ) is arranged.