一種高效自清潔石墨烯涂層太陽能光伏組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效自清潔石墨烯涂層太陽能光伏組件。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏板組件是一種暴露在陽光下便會(huì)產(chǎn)牛直流電的發(fā)電裝置，由幾乎全部以半導(dǎo)體物料(例如硅)制成的薄身固體光伏電池組成。由于沒有活動(dòng)的部分，故可以長(zhǎng)時(shí)間操作而不會(huì)導(dǎo)致任何損魅。簡(jiǎn)單的光伏電池可為手表及計(jì)算器提供能源，較復(fù)雜的光伏系統(tǒng)可為房屋提供照明，并為電網(wǎng)供電。光伏板組件可以制成不同形狀，而組件又可連接，以產(chǎn)生更多電力。天臺(tái)及建筑物表面均會(huì)使用光伏板組件，甚至被用作窗戶、天窗或遮蔽裝置的一部分，這些光伏設(shè)施通常被稱為附設(shè)于建筑物的光伏系統(tǒng)。
[0003]目前EVA封裝的光伏組件主要結(jié)構(gòu)包括:透明的頂表面、膠質(zhì)密封材料、背面層和外部框架組成、接線盒等構(gòu)成。而透明的表面層對(duì)光伏組件的發(fā)電效率有一定的影響，光伏組件的前表面材料對(duì)于可以被光伏組件中的太陽電池使用的波長(zhǎng)必須有很高的透明度。對(duì)于娃太陽電池，頂表面材料對(duì)于波長(zhǎng)在350nm到1200nm范圍的波長(zhǎng)必須有很高的透明度。另外，前表面的反射應(yīng)該很低。雖然理論上在頂表面應(yīng)用減反射膜可以減少反射，但是實(shí)際上這些減反射膜都不足以抵抗大多數(shù)光伏組件的使用條件。另一個(gè)可以減少反射的技術(shù)是織構(gòu)化表面或者使表面粗糙。但是，在這種情況下灰塵、有機(jī)污垢更可能黏附在頂表面，并且很難被風(fēng)和雨水驅(qū)除。這些組件因此不是“自清潔”的，并且減少反射的優(yōu)越性很快被頂表面的塵土招致的損失所超過。除了反射和透明的特性之外，頂表面材料應(yīng)該是不滲透水的，應(yīng)該是耐沖擊的，應(yīng)該在長(zhǎng)期的紫外線照射下是穩(wěn)定的，并且有很低的熱阻系數(shù)。頂表面材料有幾種選擇，包括丙烯酸聚合物和玻璃。鋼化的低鐵玻璃是最普通的應(yīng)用，因?yàn)槌杀镜?、?jiān)固、穩(wěn)定、高透明度、防水和氣體等特點(diǎn)得到廣泛的應(yīng)用，但是鋼化玻璃透光率低，一般在初始透光率在90%左右，使用一段時(shí)間后有灰塵遮擋透光率會(huì)大幅下降，同時(shí)是熱的不良導(dǎo)體，熱阻系數(shù)大，夏天氣溫較高時(shí)，組件溫度可達(dá)到七八十?dāng)z氏度，降低光伏組件的發(fā)電效率。以上問題使光伏組件發(fā)電效率嚴(yán)重下降，且很難清潔，增加維護(hù)成本和人力，這是目前光伏發(fā)電技術(shù)亟待解決的問題。
[0004]石墨烯結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，迄今為止，研宄者仍未發(fā)現(xiàn)石墨烯中有碳原子缺失的情況。石墨烯中各碳原子之間的連接非常柔韌，當(dāng)施加外部機(jī)械力時(shí)，碳原子面就彎曲變形，從而使碳原子不必重新排列來適應(yīng)外力，也就保持了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。這種穩(wěn)定的晶格結(jié)構(gòu)使碳原子具有優(yōu)秀的導(dǎo)電性。石墨烯中的電子在軌道中移動(dòng)時(shí)，不會(huì)因晶格缺陷或引入外來原子而發(fā)生散射。由于原子間作用力十分強(qiáng)，在常溫下，即使周圍碳原子發(fā)生擠撞，石墨烯中電子受到的干擾也非常小，同時(shí)，石墨烯是世上最薄也是最堅(jiān)硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300 W/ Cm.K)，而且石墨烯具有光觸媒功能和強(qiáng)親水極性性質(zhì)，在光照下石墨烯可以加速一些有機(jī)物的分解且具有很強(qiáng)的親水性，把石墨烯涂層在光伏玻璃表面上，可以減少玻璃表面的反射、增加玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)、加速有機(jī)物的分解和自清潔功能，因此，石墨烯涂層玻璃是光伏透明的頂表面玻璃的最佳選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決目前光伏玻璃透光率低，熱阻系數(shù)大，難以清潔等問題，本實(shí)用新型提供一種高效自清潔石墨烯涂層太陽能光伏組件，以解決上述問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是:一種高效自清潔石墨烯涂層太陽能光伏組件，包括:石墨烯涂層鋼化玻璃，石墨烯膜層，EVA膠層，光伏電池片，背板，接線盒及邊框。本技術(shù)特征在于光伏組件鋼化玻璃的兩邊均涂上一層石墨烯涂層，經(jīng)固化后石墨烯與玻璃表面以化學(xué)鍵結(jié)合，石墨烯穩(wěn)固的附著在玻璃表面形成石墨烯涂層鋼化玻璃，太陽能電池片與上表面石墨烯涂層鋼化玻璃及背板之間均涂有一層EVA膠層，把石墨烯涂層鋼化玻璃、EVA膠層、光伏電池片及背板通過熱壓黏合為一體，外部裝接邊框和接線盒構(gòu)成一定功率的太陽能光伏電池組件。
[0007]優(yōu)選的石墨烯涂層鋼化玻璃，其特征在于石墨烯涂層鋼化玻璃鋼化玻璃兩面均涂有石墨烯膜層，石墨烯膜層為單層碳原子膜，碳原子層數(shù)1-15層。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0009]本實(shí)用新型采用石墨烯涂層光伏玻璃作為光伏組件透光面，石墨烯涂層能增加漫射，減少反射效果，增加了透光玻璃的透光量，石墨烯膜層具有高親水性，使光伏玻璃具有自清潔功能，且石墨烯可以降低熱阻和光觸媒效應(yīng)，以上特點(diǎn)均能大大提高光伏組件發(fā)電效率，且降低維護(hù)成本和人力，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型一種高效自清潔石墨烯涂層太陽能光伏組件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖中標(biāo)號(hào):1、石墨烯涂層鋼化玻璃，11、石墨烯膜層，2、EVA膠層，3、光伏電池片，
4、背板，5、接線盒，6、邊框。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為了更好的理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型的內(nèi)容，但本【實(shí)用新型內(nèi)容】不僅僅局限于以下的具體實(shí)施例。
[0013]結(jié)合圖1所示，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明，一種高效自清潔石墨烯涂層太陽能光伏組件，包括:石墨烯涂層鋼化玻璃I，石墨烯膜層11，EVA膠層2，光伏電池片3，背板4，接線盒5及邊框6。本技術(shù)特征在于光伏組件鋼化玻璃的兩邊均涂上一層石墨烯涂層，經(jīng)固化后石墨烯與玻璃表面以化學(xué)鍵結(jié)合，石墨烯穩(wěn)固的附著在玻璃表面形成石墨烯涂層鋼化玻璃1，太陽能電池片3與上表面石墨烯涂層鋼化玻璃I及背板4之間均涂有一層EVA膠層2，把石墨烯涂層鋼化玻璃1、EVA膠層2、光伏電池片3及背板4通過熱壓黏合為一體，外部裝接邊框6和接線盒5構(gòu)成一定功率的太陽能光伏電池組件。
[0014]優(yōu)選的石墨烯涂層鋼化玻璃，其特征在于石墨烯涂層鋼化玻璃I的鋼化玻璃兩面均涂有石墨烯膜層11，石墨烯膜層11為單層碳原子膜，碳原子層數(shù)1-15層。
[0015]具體實(shí)施例1
[0016]本實(shí)施例按如下步驟進(jìn)行:
[0017]第一:石墨稀涂層光化玻璃制作
[0018]1、將去離子水、異丙醇和N，N- 二甲基甲酰胺按體積比為20-10:9-5:0.5-1進(jìn)行混合，配制成IL的溶液。該步驟中分散溶液的制備過程為:首先將異丙醇和N，N- 二甲基甲酰胺混合，然后將混合后的異丙醇和N，N- 二甲基甲酰胺再與去離子水混合；
[0019]2、使用弱堿或/和弱酸調(diào)節(jié)步驟I中配好溶液的pH值，使其PH值在9-11.5之間；
[0020]3、稱取質(zhì)量為20— 50g的石墨烯，然后緩緩加入到步驟2中的溶液中；
[0021]4、將盛放步驟3溶液的容器放入超聲設(shè)備中進(jìn)行超聲處理，其中，超聲頻率30KHZ、超聲功率為2000W，超聲時(shí)間為45min ；
[0022]5、將步驟4超聲分散好的石墨烯溶液通過超高壓納米細(xì)化、分散設(shè)備至少三次后，即可得到分散剝離性很好的、粒徑均勻、穩(wěn)定的石墨烯分散液；
[0023]6、按照上述步驟再制作同樣的石墨烯分散液，直至配制出I立方米的標(biāo)準(zhǔn)石墨烯分散液，并將分散液放置于儲(chǔ)槽中備用。
[0024]第二:石墨烯涂層玻璃鋼化
[0025]a、將普通玻按要求切割成一定尺寸的規(guī)格后，進(jìn)行清洗，干燥；
[0026]b、將步驟a干燥好的玻璃，浸沒在已制作好的石墨烯分散液中，30-60秒鐘后，把玻璃撈出并風(fēng)干；
[0027]C、將步驟b的玻璃，放入鋼化爐進(jìn)行加熱，設(shè)定的加熱時(shí)間約為每毫米厚度玻璃35-40秒，熱時(shí)間為300-450秒，加熱溫度為600-750°C ；
[0028]d、將出離鋼化爐加熱區(qū)的玻璃進(jìn)行快速冷卻室溫，用干燥的冷空氣迅速吹掃玻璃的兩面，分為急冷時(shí)段和冷卻時(shí)段，6_厚的玻璃急冷時(shí)段的風(fēng)壓為2000Pa，冷卻時(shí)間別為50-60秒，冷卻時(shí)段的風(fēng)壓為100Pa,冷卻時(shí)間別為60秒，最后冷卻至室溫，玻璃鋼化完成。
[0029]第三:光伏組件的層壓及組框
[0030]利用現(xiàn)有層壓光伏組件技術(shù)，把經(jīng)過鋼化的石墨烯涂層玻璃，封裝于光伏組件的透光表面，形成一種高效石墨烯涂層光伏組件。
[0031]上述實(shí)施例只是說明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的是讓本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠了解本實(shí)用新型的特點(diǎn)并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡是根據(jù)本【實(shí)用新型內(nèi)容】的實(shí)質(zhì)所進(jìn)行的等效變化或修飾，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高效自清潔石墨烯涂層太陽能光伏組件，包括:石墨烯涂層鋼化玻璃，EVA膠層，光伏電池片，背板，接線盒及邊框，其特征在于光伏組件鋼化玻璃的兩邊均涂上一層石墨烯涂層，經(jīng)固化后石墨烯與玻璃表面以化學(xué)鍵結(jié)合，石墨烯穩(wěn)固的附著在玻璃表面，形成石墨烯涂層鋼化玻璃，太陽能電池片與石墨烯涂層鋼化玻璃及背板之間均涂有一層EVA膠層，把石墨烯涂層鋼化玻璃、EVA膠層、光伏電池片及背板通過熱壓黏合為一體，外部裝接邊框和接線盒構(gòu)成一定功率的太陽能光伏電池組件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效自清潔石墨烯涂層太陽能光伏組件，其特征在于石墨烯涂層鋼化玻璃鋼化玻璃兩面均涂有石墨烯膜層，石墨烯膜層為單層碳原子膜，碳原子層數(shù)1-15層。
【專利摘要】一種高效自清潔石墨烯涂層太陽能光伏組件，包括：石墨烯涂層鋼化玻璃，石墨烯膜層，EVA膠層，光伏電池片，背板，接線盒及邊框。本技術(shù)特征在于光伏組件鋼化玻璃的兩邊均涂上一層石墨烯涂層，經(jīng)固化后石墨烯與玻璃表面以化學(xué)鍵結(jié)合，石墨烯穩(wěn)固的附著在玻璃表面形成石墨烯涂層鋼化玻璃，太陽能電池片與上表面石墨烯涂層鋼化玻璃及背板之間均涂有一層EVA膠層，把石墨烯涂層鋼化玻璃、EVA膠層、光伏電池片及背板通過熱壓黏合為一體，外部裝接邊框和接線盒構(gòu)成一定功率的太陽能光伏電池組件。
【IPC分類】H01L31/0216
【公開號(hào)】CN204720459
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520497180
【發(fā)明人】王子韓
【申請(qǐng)人】王子韓
【公開日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年7月11日