[發明專利]一種表面織構化太陽能玻璃自清潔增透結構及方法

在審

• 申請號: 202110028616.X
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112802913A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 孫愛西;鄭佳佳;王成武;孟凡許
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: H01L31/0236
• 分類號: H01L31/0236;H01L31/0216;H01L31/18;H02S40/10;F24S40/20;F24S70/60
• 代理公司: 北京卓嵐智財知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 蔣真

本發明公開了一種表面織構化太陽能玻璃自清潔增透結構及方法，針對太陽能熱水器和太陽電池板長期在室外使用時易積累污染物、降低太陽能使用效率的問題，采用太陽能玻璃表面微結構，基于“荷葉效應”，對玻璃表面污染物進行自清潔的同時，亞波長微結構減小玻璃對太陽光的反射，提高太陽能使用效率。提供了一種表面織構化太陽能玻璃自清潔增透結構，解決了太陽能玻璃表面去污和太陽能利用效率兼容的問題，也避免了電子束光刻、等離子刻蝕與反應離子刻蝕等方法對太陽能電池片或太陽能集熱片或太陽能集熱管直接刻蝕導致的基材吸收部分損傷。

技術領域

本發明涉及太陽能玻璃結構領域，具體涉及一種表面織構化太陽能玻璃自清潔增透結構及方法。

背景技術

現有技術中太陽能玻璃主要用于太陽能集熱器、太陽能電池板的裝置外部結構所用的罩管及蓋板，多為經加工的強化玻璃，具有耐風壓、耐積雪、提高性能以防污染和防止日照引起熱裂損等作用，但是常規傳統太陽能玻璃的使用厚度為3.2mm或4mm，其質量較重，增加材料生產成本；同時傳統太陽能玻璃表面的太陽光透過率較低，透過率約為85％，反射率約為8％，吸收損失約為7％，且易造成光污染。

現有技術中，通過無機樹脂、低表面功能溶液、稀釋劑等化學試劑，在太陽能玻璃表面上制備涂層或鍍膜，使得太陽能玻璃獲得抗灰增透的效果。但是，一方面，太陽能玻璃長時間暴曬于室外大氣中，涂層或鍍膜將發生脫落；另一方面，化學制備玻璃表面微結構、化學制備涂層或鍍膜等方法，加工效率低。

發明內容

針對上述問題，本發明采用紫外皮秒激光、飛秒激光加工、微銑削加工及組合加工方法，在太陽能玻璃表面上，大面積制備亞波長微結構，實現太陽能玻璃達到自清潔增透的目的。

為實現上述目的，本發明提供的具體技術方案如下：

一種表面織構化太陽能玻璃自清潔增透結構，其特征在于，包括亞波長仿生微結構1、太陽能玻璃2、太陽能轉化部分3；所述亞波長仿生微結構1與外界環境接觸，設置于所述太陽能玻璃2上表面，用于借助露水或雨水移除污染物或灰塵，進行自清潔的同時，可以減小玻璃對太陽光的反射能量，增強太陽能玻璃對太陽光的透射率；所述太陽能玻璃2下表面連接所述太陽能轉化部分3，對太陽能轉化部分3進行保護，所述太陽能轉化部分3用于對太陽光能量轉化為電能或熱能。

所述太陽能玻璃2與所述太陽能轉化部分3的連接包括如下幾種方式：

太陽能電池板：所述太陽能玻璃2下表面與所述太陽能轉化部分3采用EVA膠膜進行粘接，EVA膠膜為聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物膠膜；

太陽能集熱管：所述太陽能玻璃2也就是罩玻璃管，罩玻璃與太陽能轉化部分3所在內玻璃管通過熔接方式進行連接。

太陽能集熱板：所述太陽能玻璃2與太陽能轉化部分3通過金屬殼體進行連接。

所述亞波長仿生微結構1設置為包括但不限于圓錐形、圓柱形、V型槽或金字塔等結構。

所述太陽能轉化部分3包括太陽能電池片或太陽能集熱片或太陽能集熱管。

一種表面織構化太陽能玻璃自清潔增透結構的加工方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：將所述太陽能玻璃2固定于超快激光加工平臺上，超快激光加工平臺包括型號為YPP-UV-20的紫外皮秒激光器，或型號為FemtoYL-15的飛秒激光器，；

步驟2：使用紫外皮秒激光器或飛秒激光器產生超短脈沖激光束，經過聚焦后，形成高能量密度的激光束；

步驟3：以飛秒激光加工為例，設置超快激光參數，使聚焦后的激光束與玻璃表面材料互相作用，通過G代碼操作三維移動平臺,改變激光運動軌跡，獲得所述亞波長仿生微結構1；

步驟4：將表面微結構化的太陽能玻璃與所述太陽能轉化部分3進行連接。