CN108863099A - 自清洁玻璃的制备方法及应用该自清洁玻璃的光伏组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自清洁玻璃的制备方法及应用该自清洁玻璃的光伏组件。该自清洁玻璃的制备方法包括以下步骤:S1、采用溶胶‑凝胶法,制得二氧化钛质量百分数在2.0~5.0%之间的溶胶;S2、采用共混技术将S1中的溶胶与异丙醇(IPA)进行混合,制取固体含量为2.0~8.0%的自清洁材料;S3、制成带有自清洁涂层的自清洁玻璃;S4、自清洁玻璃的固化及钢化烧结。本发明的自清洁玻璃的制备方法通过对自清洁涂层的制备材料进行选择,同时控制自清洁涂层及自清洁玻璃的生产工艺,可确保使用本发明方法生产的自清洁玻璃具有良好的自清洁效果。应用该自清洁玻璃制成的光伏组件,可有效提高光伏组件的自清洁能力,进一步提高了光伏组件的光伏功率。

Description

自清洁玻璃的制备方法及应用该自清洁玻璃的光伏组件
技术领域
本发明涉及一种自清洁玻璃的制备方法,尤其涉及一种应用在光伏组件中的自清洁玻璃的制备方法。
背景技术
目前太阳能电池组件行业内普遍存在户外清洗问题,太阳能电站在户外安装使用一段时间以后,太阳能电池组件的表面会积累一定的灰尘以及一些外界的其他污染物,这些灰尘及污染物将对电站的发电量和综合效益产生一定的影响。
因此,现有的电站投资方越来越关注太阳能电池组件的自清洁功能的实现。太阳能电池组件自清洁功能主要是指:太阳能电池组件的灰尘和污染物在重力、风力和雨水冲刷下自然脱离太阳能电池组件,或者在太阳能电池组件的表面添加涂层,通过涂层表面上的特殊物质降解污染物,达到自清洁的目的。
现有的自清洁涂层根据自清洁涂层的清洁原理和表面亲疏水状况,通常分为超亲水膜层或者超疏水膜层;超亲水涂层和超疏水涂层的基本原理均是通过涂层与水膜的接触角的变化,通过水膜的流动将积累在太阳能电池组件涂层表面的灰尘或污染物带走。
但现有的自清洁太阳能电池组件在实际使用过程中,由于空气中除了灰尘等污染物还有一些油脂性污染物,油脂性污染物覆盖在自清洁涂层表面时,由于自清洁涂层无法清除油性污染物,会使亲水涂层的效果逐渐变为疏水涂层;同时,伴随着油脂性污染物的积累,会使疏水涂层的疏水效果逐渐减弱,导致太阳能电池光伏组件的效率降低。
事实上,根据国外现有的研究表明,光敏半导体材料能够有效的降解有机污染物,在众多的光敏半导体材料中,二氧化钛具有良好的化学稳定性、耐酸碱性、无毒以及高效的光催化活性等优点;同时,在光催化作用下,采用二氧化钛材料制成的自清洁涂层能够将有机油脂性污染物催化分解为水和二氧化碳等无机物,进而达到优异的自清洁功能。因此,如果可以制备一种带有二氧化钛自清洁涂层的自清洁玻璃即可有效防止由污染物的积累带来的太阳能电池组件效率的减低。
有鉴于此,确有必要对现有的自清洁玻璃进行改进,以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自清洁玻璃的制备方法,由该制备方法制得的自清洁玻璃,可有效防止污染物在自清洁玻璃表面积累,同时使用本发明的制备方法制得的自清洁玻璃,可广泛应用在光伏领域中制成带有自清洁效果的光伏组件。
为实现上述发明目的,本发明提供了一种自清洁玻璃的制备方法,所述自清洁玻璃的制备方法包括以下步骤:
S1、采用溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯(TEOS)和钛酸丁酯(TEOT)作为复合前驱体,制得二氧化钛质量百分数在2.0~5.0%之间的溶胶;
S2、采用共混技术将S1中的溶胶与异丙醇(IPA)进行混合,制取固体含量为2.0~8.0%的自清洁溶液;
S3、将自清洁溶液涂布在干净且干燥的玻璃板上,制成带有自清洁涂层的自清洁玻璃;
S4、对自清洁玻璃进行固化及钢化烧结。
作为本发明的进一步改进,所述步骤S1在溶胶制取的过程中,需向复合前驱体中加入表面活性剂,使得溶胶在水解过程中均匀分布出二氧化硅及二氧化钛。
作为本发明的进一步改进,所述步骤S2在共混过程中的共混时间为3~5h。
作为本发明的进一步改进,所述步骤S1及S2中需控制环境湿度为50±10%,温度为25±5度。
作为本发明的进一步改进,所述步骤S3具体为:采用辊涂法将S2中的自清洁溶液均匀涂布在干净且干燥的玻璃板上,形成带有自清洁涂层的自清洁玻璃,且所述自清洁涂层的厚度为200±100nm。
作为本发明的进一步改进,所述步骤S4中自清洁玻璃的固化温度为200±50度,固化时间为50±20s。
作为本发明的进一步改进,所述步骤S4中自清洁玻璃的钢化烧结温度为700±100度,钢化烧结时间为150±50s。
为实现上述发明目的,本发明还提供了一种光伏组件,包括由上至下依次排布的自清洁玻璃、EVA层、电池片、EVA层及背板层,其中,所述自清洁玻璃经前述自清洁玻璃的制备方法制备而成。
本发明的有益效果是:本发明的自清洁玻璃的制备方法通过对自清洁涂层的制备材料进行选择,同时控制自清洁涂层及自清洁玻璃的生产方式及生产工艺,可确保使用本发明制备方法制得的自清洁玻璃具有良好的自清洁效果。同时使用本发明的制备方法制得的自清洁玻璃可广泛应用在光伏组件中,一方面,可有效提高光伏组件的自清洁能力,另一方面提高了光伏组件的光伏功率。
附图说明
图1是本发明自清洁玻璃的制备方法的流程示意图。
图2是本发明光伏组件的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
请参阅图1所示,为本发明自清洁玻璃的制备方法的流程图。该自清洁玻璃的制备方法,包括以下步骤:
S1、采用溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯(TEOS)和钛酸丁酯(TEOT)作为复合前驱体,制得二氧化钛质量百分数在2.0~5.0%之间的溶胶;
S2、采用共混技术将S1中的溶胶与异丙醇(IPA)进行混合,制取固体含量为2.0~8.0%的自清洁溶液;
S3、将自清洁溶液涂布在干净(无尘、无油)且干燥平整的玻璃板上,制成带有自清洁涂层的自清洁玻璃;
S4、对自清洁玻璃进行固化及钢化烧结。
以下说明书部分将对步骤S1~S4作具体说明。
所述步骤S1中,在以正硅酸乙酯(TEOS)和钛酸丁酯(TEOT)作为复合前驱体,采用溶胶-凝胶法进行反应时,需向溶胶中添加一定量的表面活性剂,使得溶胶在水解的过程中均匀的反应生成二氧化硅和二氧化钛,进一步控制所述溶胶中二氧化钛的质量百分数为2.0~5.0%。当然,所述表面活性剂的具体类型可根据实际情况进行选择,于此不予限制。
所述步骤S2中,采用共混技术将S1中的溶胶与异丙醇(IPA)进行混合制备自清洁溶液时,需要将共混时间控制在3-5h,具体来讲,混合完成后的自清洁溶液中固含量为2.0~8.0%,且所述自清洁溶液需要在48h之内使用完毕,防止异丙醇(IPA)挥发而导致固含量发生变化,进而影响自清洁溶液的性能。
进一步的,在所述步骤S1及S2中,需控制环境湿度为50±10%,温度为25±5度,以确保自清洁溶液顺利制备,同时保证制备的自清洁溶液具有良好的自清洁性、稳定性及延展性。
所述步骤S3具体为:采用辊涂法将S2中的自清洁溶液均匀涂布在玻璃板上,以形成结构稳定的自清洁涂层,所述自清洁涂层的厚度为200±100nm;如此设置,既可以保证自清洁涂层发挥自清洁特性,同时保证制成的自清洁玻璃板具有良好的光透过率。当然,在自清洁溶液的涂布过程中,还可以选用其他的方法,具体的涂布方法可根据用户的实际需要进行选择。
在所述步骤S3中,应采用无尘、无油且表面干燥平整的玻璃板作为自清洁溶液涂布的基板,以防止自清洁溶液与玻璃板之间存在间隙,使得自清洁涂层在步骤S4的固化过程中出现凸起或破裂。
所述步骤S4中,在对S3中制得的带有自清洁涂层的自清洁玻璃进行固化及钢化烧结时,应控制自清洁玻璃的固化温度为200±50度,固化时间为50±20s;钢化烧结温度为700±100度,钢化烧结时间为150±50s,如此设置,一方面可保证自清洁涂层稳固的附着在玻璃板的表面,防止自清洁涂层的脱落;另一方面,可保证制备的自清洁玻璃具有良好的刚度及强度。
请参阅图2所示,为本发明提供的一种光伏组件100。所述光伏组件100包括由上至下依次排布的自清洁玻璃1、EVA层2、电池片3、EVA层2以及背板层4。
具体来讲,所述自清洁玻璃1由本发明的自清洁玻璃的制备方法制备而成,以保证所述光伏组件100具有良好的自清洁性。
所述背板层4可根据光伏组件100的具体形式,选用玻璃层或组件背板,具体可根据实际需要进行选择,于此不予限制。
综上所述,本发明的自清洁玻璃的制备方法,通过对自清洁涂层的制备材料及制备工艺进行选择,一方面,可保证自清洁玻璃具有良好的自清洁性、延展性及稳定性;同时,通过控制所述自清洁涂层与玻璃板的固化参数,保证自清洁涂层可稳固的附着在玻璃板的表面,不易破损脱落;而钢化烧结参数的设定,进一步保证了成品自清洁玻璃的刚度及强度,防止自清洁玻璃在使用过程中发生破损。
同时,本发明的光伏组件100,通过选用应用前述自清洁玻璃的制备方法制得的自清洁玻璃1,可有效减少污染物积累在光伏组件100的表面(即自清洁玻璃1)上,有效提高了光伏组件100的自清洁能力,进一步提高了光伏组件100的光伏功率。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种自清洁玻璃的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、采用溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯(TEOS)和钛酸丁酯(TEOT)作为复合前驱体,制得二氧化钛质量百分数在2.0~5.0%之间的溶胶;
S2、采用共混技术将S1中的溶胶与异丙醇(IPA)进行混合,制取固体含量为2.0~8.0%的自清洁溶液;
S3、将自清洁溶液涂布在干净且干燥的玻璃板上,制成带有自清洁涂层的自清洁玻璃;
S4、对自清洁玻璃进行固化及钢化烧结。
2.根据权利要求1所述的自清洁玻璃的制备方法,其特征在于:所述步骤S1在溶胶制取的过程中,需向复合前驱体中加入表面活性剂,使得溶胶在水解过程中均匀的反应生成二氧化硅及二氧化钛。
3.根据权利要求1所述的自清洁玻璃的制备方法,其特征在于:所述步骤S2在共混过程中的共混时间为3~5h。
4.根据权利要求1所述的自清洁玻璃的制备方法,其特征在于:所述步骤S1及S2中,需控制环境湿度为50±10%,温度为25±5度。
5.根据权利要求1所述的自清洁玻璃的制备方法,其特征在于:所述步骤S3具体为:采用辊涂法将S2中的自清洁溶液均匀涂布在干净且干燥的玻璃板上,形成带有自清洁涂层的自清洁玻璃,且所述自清洁涂层的厚度为200±100nm。
6.根据权利要求1所述的自清洁玻璃的制备方法,其特征在于:所述步骤S4中自清洁玻璃的固化温度为200±50度,固化时间为50±20s。
7.根据权利要求1所述的自清洁玻璃的制备方法,其特征在于:所述步骤S4中自清洁玻璃的钢化烧结温度为700±100度,钢化烧结时间为150±50s。
8.一种光伏组件,包括由上至下依次排布的自清洁玻璃、EVA层、电池片、EVA层及背板层,其特征在于:所述自清洁玻璃经权利要求1~7任一项所述的自清洁玻璃的制备方法制备而成。
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Address before: No. 199, Lushan Road, Suzhou hi tech Zone, Suzhou City, Jiangsu Province

Applicant before: CSI SOLAR POWER GROUP Co.,Ltd.

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