[發(fā)明專利]一種太陽電池玻璃自清潔減反射光轉(zhuǎn)換涂料的生產(chǎn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410361217.5
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN104140693A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李建生;劉炳光;王少杰
• 申請（專利權(quán)）人: 天津市職業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C09D1/00
• 分類號: C09D1/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種太陽電池玻璃自清潔減反射光轉(zhuǎn)換涂料及其生產(chǎn)方法，特別是一種含有氟錫鋱摻雜納米二氧化鈦光催化劑，在太陽光譜紫外光和可見光范圍內(nèi)均具有光催化功能的太陽電池玻璃自清潔減反射光轉(zhuǎn)換涂料及其生產(chǎn)方法，屬于新能源和新材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

晶體硅太陽電池組件一般由玻璃蓋板、電池硅片、電池背板和乙烯-醋酸乙烯?(EVA)共聚膜粘壓封裝，再裝入固定邊框構(gòu)成。太陽電池組件封裝玻璃的可見光透過率一般為91.6%，其單表面反射率4%。若在太陽玻璃表面涂覆一層厚度150-200nm的減反射膜，可使太陽玻璃單表面可見光反射率降低到1%以下，增加可見光透過率2.5%-3.5%，使峰值波長下可見光透過率達(dá)到95.5%。

商業(yè)化的太陽電池玻璃減反射涂料主要組分是納米SiO₂、TiO₂、MgF₂、Al₂O₃、ZrO₂、稀土氧化物或其混合物的水溶膠。目前太陽電池玻璃減反射涂料生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)已基本成熟，一般將溶膠凝膠法制備的SiO₂水性減反射涂料工程化輥涂在清洗干凈的太陽電池玻璃表面，在150-180℃下烘干固化成膜，然后在500-720?℃下將太陽電池玻璃鋼化，同時也將涂覆在玻璃表面的減反射膜燒結(jié)在太陽電池玻璃表面上。在太陽電池玻璃上涂覆減反射膜是一種提高太陽電池光電轉(zhuǎn)換效率簡便易行的方法，已在太陽電池產(chǎn)業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

晶體硅太陽電池在戶外安裝使用中，玻璃蓋板逐漸為灰塵或工業(yè)污染物覆蓋，降低了太陽電池玻璃透光率，使太陽電池光電轉(zhuǎn)換效率下降10%—30%?。目前太陽電池灰塵污染主要靠人工或機械方式清理，對于工業(yè)有機污染物至今缺乏有效的清理措施。專利公開了一些具備自清潔功能的太陽電池玻璃涂料，將其涂覆在太陽電池玻璃表面上可靜電排斥灰塵和分解有機污染物，但產(chǎn)品成本過高，實際測試效果不夠滿意，離商業(yè)化有較大距離。

針對太陽電池玻璃蓋板的灰塵污染，美國3M創(chuàng)新公司發(fā)明專利CN101579672(2009-11-18)和CN101941001?(2011-01-12)公開一種減反射防污涂料，其主要成分是不同尺寸的納米二氧化硅水溶膠。由于二氧化硅表面帶負(fù)電荷和具有良好親水性，涂料在玻璃表面涂覆形成的減反射膜不僅具有良好增透作用，而且具有一定的防灰塵污染功能。日本公司專利US20090050018(2009-02-26)?公開一種無機水性涂料，主要成分是二氧化硅、磷酸鹽和硼酸，它具有良好親水性和和易清潔功能。

針對工業(yè)有機污染物對太陽電池玻璃的污染，國內(nèi)外許多專利公開在玻璃表面涂覆含二氧化鈦的自清潔膜，通過二氧化鈦的光催化作用可將工業(yè)有機污染物分解成二氧化碳和易除去的小分子化合物；二氧化鈦在紫外光照射下使膜表面產(chǎn)生超親水性，膜表面的水接觸角接近零度，附著的污染物在重力作用、自然風(fēng)力或雨水沖刷下自然剝離實現(xiàn)自清潔。

用鈦酸酯水解法制備的二氧化鈦光催化劑的主要缺點是其反射率高，添加在減反射涂料中將導(dǎo)致玻璃透光率降低，甚至使膜層失去增透性能。中國專利CN102702806(2012-10-03)、CN102897833(2013-01-30)公開一種自潔增效太陽能涂料的制備及應(yīng)用，采用TiO₂/SiO₂混合組分，形成的膜層幾乎沒有增透效果。韓國公司專利US20100130348(2010-05-27)公開一種光催化增透膜，在TiO₂中摻雜WO₃、ZnO、SnO₂組分，存在增透率不高的問題。

中國專利CN103627227(2014-03-12)公開一種太陽能玻璃自清潔減反射涂料及其生產(chǎn)方法，以無機鈦鹽水解制備的低反射納米TiO₂作為自清潔主組分，涂料或膜層中TiO₂光催化劑含量低時對工業(yè)有機物光催化分解效率不高，TiO₂光催化劑含量高時又影響涂料穩(wěn)定性和膜層透光率。中國專利CN103804966(2014-05-21)公開一種太陽能玻璃自清潔高增透涂料及其生產(chǎn)方法，以稀土鑭鈰摻雜的納米TiO₂作為自清潔主組分，光催化劑對可見光照射有響應(yīng)，但制備工藝比較復(fù)雜和光催化劑性能不夠穩(wěn)定。