CN107327056A - 太阳能电池幕墙板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种太阳能电池幕墙板，包括由外向内依次设置的自洁保护涂层、喷涂的金属卤化物钙钛矿薄膜层、绝缘涂层和铝板，并设置有至少与所述金属卤化物钙钛矿薄膜层连接的正极接线柱和负极接线柱。本发明通过在设置自洁保护涂层，不仅可以对金属卤化物钙钛矿薄膜层进行保护，而且不会妨碍金属卤化物钙钛矿薄膜层进行光电转换；本发明直接将金属卤化物钙钛矿喷涂到铝板上制备出幕墙板的光电转换层，太阳能电池幕墙板的制作效率较高，且本发明制备出的光电转换层是一整块薄膜层，因此本发明的光电转换效果更好。本发明通过设置绝缘涂层，可以保证太阳能电池幕墙板使用安全性，并具有不占用城市空间及耕地优势。
Description
技术领域
本发明属于墙板领域，具体涉及一种太阳能电池幕墙板。
背景技术
幕墙板是采用一定厚度的金属板材，按一定尺寸、形状和构造形式加工成型，并对其外表进行涂装处理的一种高档建筑装饰材料。为了响应国家号召，发展节能环保新型建筑幕墙材料，太阳能电池幕墙板应运而生。但是目前的太阳能电池幕墙板多采用多晶硅及单晶硅，其成本高，制作难度大，易于老化，这样导致太阳能电池幕墙板的制作效率很低且光电转换效果较差。此外，目前的太阳能电池幕墙板在安装时需要搭建专门的架子，且占用空间较大。
发明内容
本发明提供一种太阳能电池幕墙板，以解决目前太阳能电池幕墙板制作效率低、光电转换效果较差且占用空间较大的问题。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种太阳能电池幕墙板，包括由外向内依次设置的自洁保护涂层、喷涂的金属卤化物钙钛矿薄膜层、绝缘涂层和铝板，并设置正极接线柱和负极接线柱，所述金属卤化物钙钛矿薄膜层用于将太阳能转换为电能，所述正极接线柱和负极接线柱用于将所述电能输出。
在一种可选的实现方式中，所述铝板的周边朝内垂直翻折，在各个翻折部位上分别固定有挂耳，所述挂耳由相互垂直的两个连接片组成，其中一个连接片固定在对应翻折部位的内侧，另一连接片伸出对应翻折部位外，且在该另一连接片上设置有通孔。
在另一种可选的实现方式中，在相对翻折部位上固定的各个挂耳交错设置。
在另一种可选的实现方式中，针对所述铝板每个边上的翻折部位，该翻折部位上设置有缺口，所述缺口对应于其对应翻折部位上固定的挂耳设置且尺寸相匹配。
在另一种可选的实现方式中，所述缺口的左右两端设计成锯齿状。
在另一种可选的实现方式中，所述铝板上设置有长度延伸至所述缺口对应区域内的竖直凸块。
在另一种可选的实现方式中，所述翻折部位上设置有自洁保护涂层。
在另一种可选的实现方式中，所述铝板上还设置有加强筋。
本发明的有益效果是：
本发明通过在用于进行光电转换的金属卤化物钙钛矿薄膜层的外层设置自洁保护涂层，不仅可以对金属卤化物钙钛矿薄膜层进行保护，而且不会妨碍金属卤化物钙钛矿薄膜层进行光电转换。本发明直接将金属卤化物钙钛矿喷涂到铝板上制备出幕墙板的光电转换层，不需要将光敏性胶体量子逐点附着到铝材表面，因而太阳能电池幕墙板的制作效率较高，且本发明制备出的光电转换层是一整块薄膜层，而不是点阵分布的光敏性胶体量子，因此将金属卤化物钙钛矿喷涂到铝板上制成的幕墙板的光电转换效果更好。此外，本发明通过设置绝缘涂层，可以避免经金属卤化物钙钛矿薄膜层光电转换得到的电能传导至铝板上，从而可以保证太阳能电池幕墙板使用的安全性。本发明占用的空间较小。
附图说明
图1是本发明太阳能电池幕墙板的一个实施例结构示意图；
图2是本发明太阳能电池幕墙板的另一个实施例主视图；
图3是本发明铝板中缺口和竖直凸块的结构示意图；
图4是本发明太阳能电池幕墙板的另一个实施例仰视图；
图5是本发明太阳能电池幕墙板的又一个实施例仰视图；
图6是本发明太阳能电池幕墙板的又一个实施例电路原理图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中技术方案作进一步详细的说明。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
参见图1，为本发明太阳能电池幕墙板的一个实施例结构示意图。该太阳能电池幕墙板可以包括由外向内依次设置的自洁保护涂层110、喷涂的金属卤化物钙钛矿薄膜层120、绝缘涂层130和铝板140，并设置正极接线柱和负极接线柱，所述金属卤化物钙钛矿薄膜层120用于将太阳能转换为电能，所述正极接线柱和负极接线柱用于将所述电能输出。
本实施例中，由于自洁保护涂层主要由自洁涂料组成，而自洁涂料通常为无色透明溶液，因此本发明通过在用于进行光电转换的金属卤化物钙钛矿薄膜层的外层设置自洁保护涂层，不仅可以对金属卤化物钙钛矿薄膜层进行保护，而且不会妨碍金属卤化物钙钛矿薄膜层进行光电转换。经申请人研究发现，金属卤化物钙钛矿在被喷涂到物体表面后，在自然环境(即低温)下很容易干燥，并且在干燥后能自动形成高密度的高质量固态薄膜。因此本发明直接将金属卤化物钙钛矿喷涂到铝板上制备出幕墙板的光电转换层，不需要将光敏性胶体量子逐点附着到铝材表面，因而太阳能电池幕墙板的制作效率较高，且本发明制备出的光电转换层是一整块薄膜层，而不是点阵分布的光敏性胶体量子，因此太阳能电池将金属卤化物钙钛矿喷涂到铝板上制成的幕墙板的光电转换效果更好。此外，本发明通过设置绝缘涂层，可以避免经金属卤化物钙钛矿薄膜层光电转换得到的电能被传导至铝板上，从而可以保证太阳能电池幕墙板使用的安全性。本发明占用的空间较小。
参见图2，为本发明太阳能电池幕墙板的另一个实施例结构示意图。该太阳能电池幕墙板可以包括由外向内依次设置的自洁保护涂层110、喷涂的金属卤化物钙钛矿薄膜层120、绝缘涂层130和铝板140，并设置正极接线柱和负极接线柱，所述金属卤化物钙钛矿薄膜层120用于将太阳能转换为电能，所述正极接线柱和负极接线柱用于将所述电能输出。所述铝板140可以为正方形、长方形、多曲面形等任意形状，其周边朝内(即所述绝缘涂层130相反方向)垂直翻折，以所述铝板140为长方形为例，结合图3和图4所示，在各个翻折部位141上分别固定有挂耳，所述挂耳由相互垂直的两个连接片组成，其中一个连接片142固定在对应翻折部位141的内侧，另一连接片143伸出对应翻折部位141外，且在该另一连接片143上设置有通孔144。本发明将铝板的周边翻折，在各个翻折部位固定挂耳，将挂耳的一连接片固定在对应翻折部位的内侧，另一连接片伸出对应翻折部位外并设有通孔，将通孔挂到柱桩上就可以实现太阳能电池幕墙板的固定。本发明通过使相对翻折部位141上固定的各个挂耳交错设置，由此可以提高太阳能电池幕墙板固定的牢固性。
为了实现太阳能电池幕墙板的无缝连接，针对所述铝板每个边上的翻折部位141，该翻折部位141上设置有缺口145，所述缺口145对应于其相对翻折部位141上固定的挂耳设置且尺寸相匹配。在实现太阳能电池幕墙板无缝连接的基础上，为了保证各个太阳能电池幕墙板之间连接的牢固性，缺口145的左右两侧设计为锯齿状，并且所述铝板140上设置有长度延伸至所述缺口145对应区域内的竖直凸块146。在将挂耳的连接片143插入相邻拼接幕墙板的缺口145时，用力按压连接片143，使其通过缺口145两侧的锯齿，到达竖直凸块146处，然后将连接片143向下抬起，使连接片143上通孔144对准竖直凸块146，接着将连接片143放平，这样在锯齿的紧合力和竖直凸块的限位作用下，相邻两个太阳能电池幕墙板的连接可以非常牢固。需要注意的是：为了保证竖直凸块可以顺利插入连接片的通孔内，该竖直凸块可以设计为具有一定的弹性。
为了进一步对翻折部分进行保护，所述翻折部位上还可以设置有自洁保护涂层。另外，为了进一步对太阳能电池幕墙板进行加固，在铝板上(例如中间位置处)还可以固定有加强筋147。此外，为了进一步提高幕墙板的集电能力，所述绝缘涂层130与所述金属卤化物钙钛矿薄膜层120之间还可以设置有石墨烯薄膜层(图中未示出)。此时，正极接线柱和负极接线柱的一端可以与该石墨烯薄膜层连接，另一端与蓄电池连接。
由上述实施例可见，本发明通过在用于进行光电转换的金属卤化物钙钛矿薄膜层的外层设置自洁保护涂层，不仅可以对金属卤化物钙钛矿薄膜层进行保护，而且不会妨碍金属卤化物钙钛矿薄膜层进行光电转换。本发明直接将金属卤化物钙钛矿喷涂到铝板上制备出幕墙板的光电转换层，不需要将光敏性胶体量子逐点附着到铝材表面，因而太阳能电池幕墙板的制作效率较高，且本发明制备出的光电转换层是一整块薄膜层，而不是点阵分布的光敏性胶体量子，因此将金属卤化物钙钛矿喷涂到铝板上制成的幕墙板的光电转换效果更好。此外，本发明通过设置绝缘涂层，可以避免经金属卤化物钙钛矿薄膜层光电转换得到的电能传导至铝板上，从而可以保证太阳能电池幕墙板使用的安全性。本发明占用的空间较小。
本发明中，太阳能电池幕墙板虽然可以通过正极接线柱和负极接线柱将太阳能转换为电能存储到蓄电池中，但是若用户对蓄电池的用电量较少，为了不浪费太阳能，则需要采用容量较大的蓄电池，才能保证所有转换电能都能被存储。然而，容量越大的蓄电池，其购置成本也会越高。为此，本发明中太阳能电池幕墙板在铝板140的内侧还设置有循环水管层150，以在蓄电池充满时切换至太阳能转换成热能的模式，如图5所示。所述循环水管层150中循环水管的一端与储水箱160的第一输出端连接，另一端与储水箱160的第一输入端连接，循环水管层150用于利用铝板上的热量对输送至其循环水管内的水进行加热，从而实现所述铝板的降温，并且将加热后的水输送至储水箱160中进行储存。该循环水管层150可以直接固定在铝板140上，也可以在铝板140下方固定支撑板，由支撑板来固定该循环水管层150。
为了在电能转换和热能转换之间切换，并对储水箱中的水进行储存，该太阳能电池幕墙板还可以包括保温箱210、控制电路220、第一阀门230、第二阀门240、温度传感器250和液位传感器260，其中循环水管层150中循环水管的一端与储水箱160的第一输出端连接，另一端与储水箱160的第一输入端连接，储水箱160的第二输入端用于输入冷水，第二输出端连接保温箱210，储水箱160的第二输出端设置有第一阀门230，第二输入端设置有第二阀门240，储水箱160中还设置有温度传感器250和液位传感器260，该第一阀门230、第二阀门240、温度传感器250和液位传感器260分别与控制电路220连接。控制电路220用于在蓄电池充满后，控制蓄电池停止充电，第二阀门240导通，向循环水管提供冷水，进入热能转换模式；在蓄电池剩余电量达到预设值时，控制第二阀门240关闭，停止进行热能转换，进入电能转换模式。在第二阀门240导通后，控制电路220可以进入热能转换模式，其根据温度传感器250检测到的温度信息以及液位传感器检测到的液位信息对第一阀门230和第二阀门240的开闭进行控制。当温度传感器250检测到储水箱160中的水温达到预设温度时，控制第一阀门230打开，将达到预设温度的水输送到保温箱210进行储存，由此可以实现热水的恒温储存，从而进一步节能环保。在储水箱160中水被输送到保温箱210后，控制第二阀门240打开，第一阀门230关闭，以使凉水流入储水箱内，实现冷热水的更换。当液位传感器260检测到储水箱160中的水位达到预设水位时，控制第二阀门240关闭，进入该轮冷热交换。
本实施例中，如图6所示，所述控制电路220可以包括控制器221、第一比较器222和第二比较器223，所述第一比较器222的第一输入端连接所述温度传感器250的输出端，第二输入端连接预设的温度电压V1，输出端连接所述控制器221的第一输入端，所述第二比较器223的第一输入端连接所述液位传感器260的输出端，第二输入端连接预设的第一液位电压V2，第三输入端连接预设的第二液位电压V3，第一输出端连接所述控制器221的第二输入端，第二输出端连接所述控制器221的第三输入端，所述控制器221的第一输出端连接所述第一阀门230，第二输出端连接所述第二阀门240。所述第一比较器222用于在所述温度传感器250检测到的温度电压大于预设的温度电压时，表示储水箱160中的水温达到预设水温，此时向所述控制器221输出第一电平；所述第二比较器223用于在所述液位传感器260检测到的液位电压大于预设的第一液位电压时，表示储水箱160中水位达到预设水位，此时向所述控制器221输出第二电平，在所述液位传感器260检测到的液位电压小于预设的第二液位电压时，表示储水箱160中水已经完全输送至保温箱210中，此时向所述控制器221输出第三电平，所述第二液位电压小于所述第一液位电压。所述控制器221在接收到所述第一电平后控制所述第一阀门230打开，即在储水箱160中水温达到预设水温时，将储水箱160中的水输送至保温箱210中；在接收到所述第三电平时控制所述第一阀门230关闭并打开所述第二阀门240，即在储水箱160中水全部输送至保温箱210后，停止向保温箱210中输送热水，开始向储水箱160中重新注入冷水；在接收到所述第二电平时控制所述第二阀门240关闭，即在储水箱160中重新注入的冷水达到预设水位时，停止向储水箱160中注入冷水。
另外，昼夜的交替以及气候的差异，使得幕墙板在不同时段所承受的太阳热量有所不同。如果每次向储水箱中注入固定的水量进行冷热交换，则在太阳光较弱的时候可能需要较长的时间来完成固定水量的冷热交换。在进行冷热交换的时段内保温箱中的热水无法得以蓄积，热水的供应会被中断。为了保证保温箱中的热水可以不间断供应，本发明提出对储水箱中注入的水量进行调整的方案。为此，该控制电路220还可以包括计时器224和电压调节器225，所述计时器224与所述控制器221的第四输入端连接，所述控制器221的第三输出端连接所述电压调节器225；所述计时器224在计时完成后向所述控制器221输出第四电平，此处采用计时器224来表示每次冷热交换的时间，即在该时间内应有向保温箱中输送至少一次热水。所述控制器221在接收到第一电平但未接收到第四电平时，表示储水箱160中水提前达到预设温度，幕墙板吸收的热量增大，此时向所述电压调节器225发送第一信号，以使所述电压调节器225增大所述液位传感器260第二输入端连接的预设的第一液位电压，由此下一次冷热交换时注入储水箱160中的水量将增多。所述控制器221在接收到第四电平但未接收到第一电平时，表示储水箱160中水未能及时达到预设温度，幕墙板吸收的热量减小，此时向所述电压调节器225发送第二信号，以使所述电压调节器225减小所述液位传感器260第二输入端连接的预设的第一液位电压，由此下一次冷热交换时注入储水箱160中的水量将减少。本发明通过增加计时器和电压调节器，可以在幕墙板吸收热量增大时，增大注入至储水箱中的水量，在幕墙板吸收热量减小时，减少注入至储水箱中的水量，由此不仅可以充分利用太阳能对冷水进行加热，还可以减少热水供应等待间隔。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (9)
1.一种太阳能电池幕墙板，其特征在于，包括由外向内依次设置的自洁保护涂层、喷涂的金属卤化物钙钛矿薄膜层、绝缘涂层和铝板，并设置正极接线柱和负极接线柱，所述金属卤化物钙钛矿薄膜层用于将太阳能转换为电能，所述正极接线柱和负极接线柱用于将所述电能输出。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池幕墙板，其特征在于，所述铝板的周边朝内垂直翻折，在各个翻折部位上分别固定有挂耳，所述挂耳由相互垂直的两个连接片组成，其中一个连接片固定在对应翻折部位的内侧，另一连接片伸出对应翻折部位外，且在该另一连接片上设置有通孔。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池幕墙板，其特征在于，在相对翻折部位上固定的各个挂耳交错设置。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池幕墙板，其特征在于，针对所述铝板每个边上的翻折部位，该翻折部位上设置有缺口，所述缺口对应于其相对翻折部位上固定的挂耳设置且尺寸相匹配。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池幕墙板，其特征在于，所述缺口的左右两端设计成锯齿状。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池幕墙板，其特征在于，所述铝板上设置有延伸至所述缺口对应区域内的竖直凸块。
7.根据权利要求2所述的太阳能电池幕墙板，其特征在于，所述翻折部位上设置有自洁保护涂层。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的太阳能电池幕墙板，其特征在于，所述铝板上还设置有加强筋。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池幕墙板，其特征在于，所述绝缘涂层与所述金属卤化物钙钛矿薄膜层之间设置有石墨烯薄膜层。
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