[發(fā)明專利]太陽光譜轉(zhuǎn)換樹脂及其制備方法與應(yīng)用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510029486.6
• 申請日: 2015-01-21
• 公開（公告）號: CN104617170A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廉世勛;邱忠賢;廉潔
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南師范大學;湖南昫亮新材料科技有限公司
• 主分類號: H01L31/042
• 分類號: H01L31/042;H01L31/048;H01L31/18;C09K11/06
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光功能樹脂技術(shù)領(lǐng)域，具體為太陽光譜轉(zhuǎn)換高分子樹脂，簡稱轉(zhuǎn)光樹脂，涉及一種固態(tài)的轉(zhuǎn)光PVB樹脂膠膜和一種液態(tài)的光固化轉(zhuǎn)光玻璃樹脂，以及它們的制備方法和應(yīng)用方法。

背景技術(shù)

在垂直入射到地面的太陽光譜中，主要成分集中在400-720?nm范圍，其中綠光成分約占太陽輻射總能量的50%。植物光合作用是利用太陽能的最普遍的一種方式。將太陽光中綠光和近紫外光成分轉(zhuǎn)換為植物葉綠素所能吸收的藍光和紅光，可極大地提高植物對太陽能的利用率，實現(xiàn)作物增產(chǎn)增收。合理提高太陽能利用率成為相關(guān)太陽能應(yīng)用設(shè)備所需解決的關(guān)鍵技術(shù)。

在已經(jīng)研發(fā)的農(nóng)用轉(zhuǎn)光設(shè)施中，主要是將具有轉(zhuǎn)光功能的熒光粉（即轉(zhuǎn)光劑）摻入PE或EVA塑料中，形成轉(zhuǎn)光農(nóng)膜。但是農(nóng)膜不是永固性設(shè)施，并容易帶來環(huán)境污染。

夾層玻璃采用高分子樹脂為夾層，在低溫加熱或光照條件下，粘合雙層玻璃制備合成。作為夾層的樹脂，一般分為兩類：一類是固態(tài)PVB膜膠片，平鋪于兩片玻璃中間，固定夾緊，低溫加熱使膠片熔融將兩層玻璃黏附在一起，同時施加一定壓力排除氣泡；另一類是液態(tài)光固化玻璃樹脂，在固定好的兩層玻璃之間注入玻璃樹脂，在太陽光照條件下，液態(tài)玻璃樹脂膠慢慢固化，將兩層玻璃牢牢黏附在一起。由于彈性中間層有吸收沖擊的作用，即使受到外來撞擊，夾層玻璃也不易受損，若受損破裂玻璃片也不會脫落，具有較高的安全性能。

如果在樹脂中添加轉(zhuǎn)光劑，則可以得到分散有轉(zhuǎn)光劑的樹脂，可以稱之為轉(zhuǎn)光樹脂。采用轉(zhuǎn)光樹脂制備而成的夾層玻璃，則為具有光能轉(zhuǎn)換功能的夾層玻璃，稱為轉(zhuǎn)光夾層玻璃。轉(zhuǎn)光夾層玻璃可用來建造永固性農(nóng)用設(shè)施。

太陽能電池技術(shù)日益成熟，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在建筑體表層或室外大規(guī)模發(fā)電站。然而，除了利用建筑體發(fā)電外，還要考慮建筑物的安全，歐洲一些國家已經(jīng)制定新的建筑法規(guī)，越來越多的國家開始采用PVB膜作為封裝材料的雙玻璃光伏組件，并且已不允許采用EVA膜制作的層壓玻璃用在建筑蒂墻上。

所以，如果能夠在PBV膜中添加熒光粉，形成轉(zhuǎn)光PVB玻璃樹脂，與太陽能電池組件一步壓制成型，完全可以實現(xiàn)在降低成本和提高安全性能的同時，又提高太陽能電池的光電效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及一類具有太陽光譜轉(zhuǎn)換功能的樹脂，簡稱轉(zhuǎn)光樹脂，具體為一種固態(tài)的轉(zhuǎn)光PVB樹脂膜和一種液態(tài)的光固化轉(zhuǎn)光玻璃樹脂。分別在固體PVB樹脂原料和液態(tài)光固化玻璃樹脂中，按比例添加1-2種太陽光譜轉(zhuǎn)換材料，通過不同工藝過程制備而成。

轉(zhuǎn)光樹脂的太陽能光轉(zhuǎn)換功能來自所添加的太陽光譜轉(zhuǎn)換材料，簡稱轉(zhuǎn)光劑，轉(zhuǎn)光劑能夠吸收近紫外光或/和綠光發(fā)射藍或/和紅光：吸收綠光發(fā)射紅光的轉(zhuǎn)光劑稱為綠轉(zhuǎn)紅轉(zhuǎn)光劑，同時吸收近紫外光和綠光并同時發(fā)射藍光和紅光的轉(zhuǎn)光劑稱為紅藍雙轉(zhuǎn)光劑，吸收近紫外光發(fā)射藍光稱為紫轉(zhuǎn)藍轉(zhuǎn)光劑，吸收近紫外光發(fā)射紅光稱為紫轉(zhuǎn)紅轉(zhuǎn)光劑。本發(fā)明所指代的綠轉(zhuǎn)紅轉(zhuǎn)光劑的為硫化物熒光粉CaS:Eu²⁺，紅藍雙轉(zhuǎn)光劑為硫化物熒光粉CaS:Eu²⁺,Cu⁺，紫轉(zhuǎn)藍轉(zhuǎn)光劑為鋁酸鹽熒光粉BaA₁₂O₁₉:Eu²⁺，紫轉(zhuǎn)紅轉(zhuǎn)光劑為鈦酸鹽熒光粉CaTiO₃:Pr³⁺。

轉(zhuǎn)光劑經(jīng)過表面改性處理，表面改性劑分子一端的水解官能團與無機熒光粉界面發(fā)生化合反應(yīng)，在化學鍵合作用下，包覆于無機熒光粉表面；另一端的有機分子鏈端與高分子樹脂鏈偶聯(lián)，使轉(zhuǎn)光劑與高分子樹脂有更好的相容性。則表面改性劑起到了橋連作用，將具有太陽光譜轉(zhuǎn)換功能的轉(zhuǎn)光劑與高分子樹脂通過化學鍵連接起來，使轉(zhuǎn)光劑可以均勻分散在高分子樹脂中，且不發(fā)生下沉或團聚，同時不影響轉(zhuǎn)光劑的光能轉(zhuǎn)換功能，使制備的轉(zhuǎn)光樹脂及以之制備的轉(zhuǎn)光夾層玻璃具有轉(zhuǎn)光劑的太陽光譜轉(zhuǎn)換性質(zhì)。