CN108880463A - 快速散热的太阳能收集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种快速散热的太阳能收集装置，包括安装座和多个太阳能电池片，太阳能电池片包括印刷背场铝浆料的硅片，安装座上正对竖直开设有条形集水槽，安装座中设有液体散热单元和气体散热单元，太阳能电池片、液体散热单元和气体散热单元从上而下依次连接，两个条形集水槽分别与液体散热单元连通，液体散热单元中和气体散热单元中的介质流动方向相互垂直。与现有技术相比，本发明结构紧凑，将雨水循环散热和冷却空气流通散热高效结合，有效的降低太阳能电池背板的温度，整体提高了散热效率，从而提高太阳能电池板的发电效率和使用寿命，太阳能电池片电池串联电阻低，光电转换效率高，表面平整光滑，附着力好，低翘曲率，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种快速散热的太阳能收集装置。
背景技术
随着资源短缺和环境污染问题的日益突出，太阳能作为一种清洁可再生能源越来越受到世人的关注。因此，太阳能光伏发电的应用也越来越广泛，太阳能光伏发电技术的关键元件是太阳能电池，近年来，晶体硅太阳能电池作为主要的太阳能光伏发电单元得以迅速发展，晶体硅太阳能电池作为主要的太阳能光伏发电单元得以迅速发展，其中，硅太阳能电池用电子铝浆是太阳能电子浆料中的主要产品，通常也被称为太阳能电池阳极浆料，用于太阳能电池背表面场的形成，同时作为太阳能电池的背电场使用，而市场现有的铝浆在诸多性能上往往只是在某一方面有过人之处，有些光电转化效率高，但是无法避免铝包铝刺等问题，翘曲也很严重；有的则注重于降低翘曲，但又存在附着力差、不耐水煮的现象。
由一个或多个太阳能电池片组成的太阳能电池板称为光伏板，光伏板是一种暴露在阳光下便会集热，将光能转换为直流电的发电装置。随着光伏发电过程的进行，太阳辐射能以热量的形式进行转换，这就造成了光伏板背面温度不断升高，导致光伏发电效率逐渐降低。光伏太阳能电池板是用于光伏发电的专用装置，制造出之后除主要具有的发电功能外，使用寿命要求是二十年以上。太阳能电池的理想工作温度为25摄氏度，电池板的功率随着温度的升高而降低的。不过一般温度不超过45摄氏度都可以正常使用。如果温度过高还会影响太阳能电池的寿命。有鉴于太阳辐射的高峰正是在正午时分前后，太阳能电池工作也正处于发电最大功率，而此时适逢太阳的热辐射最强的时段，对电池板及周边环境的加热效应极其强烈，因此形成了太阳能电池板的高温环境使发电效率大大降低，不利于发挥发电高峰与发电量的同步，浪费了有限时间段内的太阳能资源，使得太阳能电池在其使用寿命内的发电量受到极大削弱。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种快速散热的太阳能收集装置，以解决利用自然界的雨水和风力对光伏板进行自动双重冷却，并太阳能电池板同时具备优异的物理性能和高光电转化率的的问题。
本发明采用的技术方案如下：一种快速散热的太阳能收集装置，包括安装座和多个太阳能电池片，关键在于：所述安装座上正对竖直开设有条形集水槽，两个条形集水槽分别靠近所述安装座的侧边设置，所述安装座的上表面开设有多个凹槽，多个所述凹槽均匀分布在两个所述条形集水槽之间，多个所述太阳能电池片一一安装在所述凹槽中，所述安装座中设有液体散热单元和气体散热单元，所述太阳能电池片、液体散热单元和气体散热单元从上而下依次连接，两个所述条形集水槽分别与所述液体散热单元连通，所述液体散热单元中的液体流动方向和气体散热单元中的气体流动方向相互垂直；
所述太阳能电池片包括硅片和设于硅片上的铝背场，所述铝背场通过在硅片上丝网印刷背场铝浆料，然后经烘干、烧结后得到，所述背场铝浆料由复配铝粉50-72份，改性碳纳米管3-6份，玻璃料3-11份，有机粘结剂20-35份组成，其中所述复配铝粉是由平均粒径为2μm的球形铝粉A、平均粒径为5μm的球形铝粉B、平均粒径为8μm的球形铝粉C和平均粒径为4μm的镁粉混合而成，所述球形铝粉A、球形铝粉B、球形铝粉C和镁粉的质量比为1：(1-5)：(7.2-8.0)：(1-2.5)。
优选的，所述安装座为矩形座，所述液体散热单元包括矩形储水箱，该矩形储水箱的上表面与所述太阳能电池片的背板接触，该矩形储水箱的左右侧壁与所述安装座的左右内壁之间形成所述条形集水槽，该矩形储水箱的前后侧壁与所述安装座的前后内壁之间形成液体回流通道，所述液体回流通道中设有回流泵，该矩形储水箱左右侧壁上分别开设有出水口。
优选的，所述气体散热单元包括多块平行设置的主导热板，最外侧的所述主导热板与安装座的内壁抵紧，相邻的所述主导热板之间形成条形风道，所述条形风道中的气体流动方向与所述液体散热单元中的液体流动方向相互垂直。
优选的，所述条形集水槽的槽口设有盖板，所述盖板上开设有导水孔，两个所述回流泵分别靠近不同的条形集水槽设置。
优选的，所述主导热板的上端与所述矩形储水箱的下表面固定连接，所述主导热板的下端与所述安装座底壁固定连接，所述条形风道中设有多个分流板，所述分流板的上端与所述矩形储水箱的下表面之间存在间隙，所述分流板的下端与所述安装座底壁固定连接。
优选的，多个所述分流板交错分布，所述分流板外侧边沿与分别与靠近的所述主导热板固定连接，所述分流板的自由端同向倾斜。
优选的，所述改性碳纳米管采用以下方法制得：将碳纳米管置于体积比为3:1的浓硫酸和浓硝酸的混酸溶液中，所述碳纳米管与混酸溶液的质量体积比为(1-3)g：100ml，40℃下超声处理1h，然后用蒸馏水稀释后进行离心分离，所得沉淀再次用蒸馏水冲洗至中性，将纯化的碳纳米管在质量浓度为10g/L的SnCl2溶液中进行敏化处理30min后，再将敏的碳纳米管用蒸馏水冲洗至中性，将敏化的碳纳米管与KOH按质量比为1:(1-4)充分混合后，在N2保护下进行活化，再将活化的碳纳米管用蒸馏水冲洗至中性后干燥，最后将活性碳纳米管加入镀液中，控制PH为8-9.5，搅拌反应8-20min，得到所述改性碳纳米管；所述镀液的组分为：NiSO4·6H2O、NiCl2·6H2O、Na3C6H5O7·2H2O、NaH2PO2·2H2O、NH4Cl和Pb(NO3)，其中Ni2+与[H2PO2]-的摩尔比为(0.4-0.55)：1。
优选的，所述玻璃料的成分及相应的百分含量为：Bi2O330-60％，B2O55-15％，SiO220-40％，ZnO 5-30％，Al2O33-8％，ZrO20-2％，SrO 1-4％，Sb2O35-15％；所述玻璃料由平均粒径0.3～1.5μm的玻璃粉A和平均粒径为2-6μm的玻璃粉B混合而成，所述玻璃粉A与所述玻璃粉B的质量比为1：(1.8-2.6)。
优选的，所述有机粘结剂的成分及其相应的百分含量为：有机树脂15-35wt％，溶剂60-80wt％，消泡剂0.5-1wt％，流平剂1-2wt％，触变剂0.5-2wt％。
优选的，所述有机树脂由质量比为1：(1-1.5)：(1.5-2.5)松香改性酚醛树脂，环氧树脂和乙基纤维素混合而成；所述溶剂为二丁基卡必醇(二乙二醇二丁基醚)、丙二醇单甲醚、己二醇、甲基乙基酮、和乳酸乙酯中的一种或多种；消泡剂为BYK-066；所述流平剂为醋酸丁基纤维素、己二酸二辛酯钠或聚二甲基羧酸酯钠中的至少一种；触变剂为氢化蓖麻油、聚酰胺蜡微粉或改性脲类触变剂中的至少一种。
有益效果：与现有技术相比，本发明提供了一种快速散热的太阳能收集装置，同时利用自然界的雨水和冷却空气交叉散热，有效的降低太阳能电池背板的温度，使太阳能电池板在尽量低的温度下高效、安全的长寿命工作，雨水通过安装座的导水孔汇聚在条形集水槽中，然后通过回流泵在集水槽、储水箱及液体回流通道之间循环流动，有效利用雨水资源降低太阳能电池背板的温度；而在条形风道中设置分流板将冷却气流直通散热方式转变成能使大部分冷却气流线先流经分流板、再沿相邻主导热板之间的间隙流动并流出的流通散热方式，当太阳能电池产生的热量传递到主导热板上，再从主导热板传导至始终位于冷却气流进入散热装置的入口处的分流板上时，此时分流板的热量很快就被冷却气流降低，从而整体提高了散热效率；
太阳能电池中的背场铝浆料将多种平均粒径不同的铝粉和金属镁粉进行复配，可以改良铝浆与绒面化的硅晶片间的接触，可防止太阳能电池在煅烧工序期间翘曲，及可使铝泡或凸块的形成以及变黄的发生最小化，还可以增强铝液与碳纳米管之间的反应浸润，从而打断碳管团聚的范德华力，实现碳纳米管的弥散分布；改性碳纳米管通过对碳纳米管表面氧化、敏化和活化处理后进行化学镀镍，实现了碳管表面获得连续性致密性的镀层，并且经过化学镀镍的改性碳纳米管能提高与铝液的润湿性和界面结合力，还可以一定程度上降低铝浆烧结冷却后的翘曲度，作为导电导热性能很好的惰性组分可大幅增加短路电流与开路电压的值，以及可明显地提高太阳能电池的效率；玻璃料通过有效地使用SrO以降低玻璃料的软化点，使其软化点为400～600℃，具有较低的热膨胀系数，防止太阳能电池制程期间煅烧的硅晶片发生翘曲，并且玻璃料在煅烧工序中充分地熔化至在铝层与硅晶片层之间提供黏附性的程度，使玻璃粉具有更好的附着力；通过有机粘结剂及含量的调节，使铝液与硅片形成良好的欧姆接触，附着力好，耐水煮，能够充分达成太阳能电池所要求的背电场效果。因此，本发明提供的回流散热的太阳能收集装置，结构紧凑，将雨水循环散热和冷却空气流通散热高效结合，有效利用自然资源带走太阳能电池所产生上的部分热量而提高太阳能电池板的发电效率和使用寿命，太阳能电池光电转化效率高，电池片表面平整光滑，无铝包铝刺，硅基片弯曲小，可大批量持续生产，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为本发明的分解结构示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作详细说明。
实施例1快速散热的太阳能收集装置I
图1-3所示，一种快速散热的太阳能收集装置，包括矩形安装座1和多个太阳能电池片2，所述太阳能电池片2包括硅片和设于硅片上的铝背场，所述铝背场通过在硅片上丝网印刷背场铝浆料I，然后经烘干、烧结后得到，所述安装座1上正对竖直开设有条形集水槽3，所述条形集水槽3的槽口设有盖板7，所述盖板7上开设有导水孔71，两个条形集水槽3分别靠近所述安装座1的侧边设置，所述安装座1的上表面开设有多个凹槽4，多个所述凹槽4均匀分布在两个所述条形集水槽3之间，多个所述太阳能电池片2一一安装在所述凹槽4中，所述安装座1中设有液体散热单元5和气体散热单元6，所述太阳能电池片2、液体散热单元5和气体散热单元6从上而下依次连接，两个所述条形集水槽3分别与所述液体散热单元5连通，所述液体散热单元5中的液体流动方向和气体散热单元6中的气体流动方向相互垂直；
图1和图2中可以看到，所述液体散热单元5包括矩形储水箱51，该矩形储水箱51的上表面与所述太阳能电池片2的背板接触，该矩形储水箱51的左右侧壁与所述安装座1的左右内壁之间形成所述条形集水槽3，该矩形储水箱51的前后侧壁与所述安装座1的前后内壁之间形成液体回流通道52，所述液体回流通道52中设有回流泵53，两个所述回流泵53分别靠近不同的条形集水槽3设置，该矩形储水箱51左右侧壁上分别开设有出水口54。
图1和图3中可以看到，所述气体散热单元6包括多块平行设置的主导热板61，最外侧的所述主导热板61与安装座1的内壁抵紧，相邻的所述主导热板61之间形成条形风道，所述条形风道与所述液体回流通道52相互垂直，所述条形风道中设有多个分流板62，多个所述分流板62交错分布，所述分流板62外侧边沿与分别与靠近的所述主导热板61固定连接，所述分流板62的自由端同向倾斜。
图1和图2中还可以看到，所述主导热板61的上端与所述矩形储水箱51的下表面固定连接，所述主导热板61的下端与所述安装座1底壁固定连接，所述分流板62的上端与所述矩形储水箱51的下表面之间存在间隙，所述分流板62的下端与所述安装座1底壁固定连接。
所述背场铝浆料I的制备：
步骤一、改性碳纳米管的制备：将碳纳米管置于体积比为3:1的浓硫酸和浓硝酸的混酸溶液中，所述碳纳米管与混酸溶液的质量体积比为1g：100ml，40℃下超声处理1h，然后用蒸馏水稀释后进行离心分离，所得沉淀再次用蒸馏水冲洗至中性，将纯化的碳纳米管在质量浓度为10g/L的SnCl2溶液中进行敏化处理30min后，再将敏的碳纳米管用蒸馏水冲洗至中性，将敏化的碳纳米管与KOH按质量比为1:1充分混合后，在N2保护下进行活化，再将活化的碳纳米管用蒸馏水冲洗至中性后干燥，最后将活性碳纳米管加入镀液中，所述镀液的组分为：NiSO4·6H2O、NiCl2·6H2O、Na3C6H5O7·2H2O、NaH2PO2·2H2O、NH4Cl和Pb(NO3)，其中Ni2+与[H2PO2]-的摩尔比为0.4：1。控制PH为8，搅拌反应8-20min，得到所述改性碳纳米管；
复配铝粉的制备：将质量比为1：1：7.2：1平均粒径为2μm的球形铝粉A、平均粒径为5μm的球形铝粉B、平均粒径为8μm的球形铝粉C和平均粒径为4μm的镁粉混合均匀，得到所述复配铝粉；
玻璃料：将配比Bi2O330％，B2O55％，SiO240％，ZnO 11％，Al2O33％，SrO1％，Sb2O310％混合均匀，置于电阻炉中进行熔炼，于900-1400℃热熔0.5-3小时，取出后水淬、粉碎后，分别经过球磨、过筛，于60-90℃干燥后，过筛得到平均粒径0.3～1.5μm的玻璃粉A和平均粒径为2-6μm微米的玻璃粉B，将玻璃粉A和玻璃粉B按质量比为1：1.8混合均匀，得到所述玻璃料；
步骤二、有机粘结剂的制备：将质量分数为15wt％的有机树脂和质量分数为75％的二丁基卡必醇(二乙二醇二丁基醚)投入反应器中，其中有机树脂由质量比为1：1：1.5的松香改性酚醛树脂，环氧树脂和乙基纤维素混合而成，搅拌升温至30-60℃时，然后依次投入质量分数为0.5％的BYK-066、质量分数为1％的醋酸丁基纤维素和质量分数为0.5％的氢化蓖麻油，搅拌升温至80-100℃，保温0.5-3小时，得到有机粘结剂；
步骤三、浆料的制备：将复配铝粉50份、改性碳纳米管3份和有机粘结剂12份混合后在70～110℃下加热搅拌均匀，然后经研磨机分散后得到铝粉浆料，将玻璃料3份和有机粘结剂8份混合后在70～110℃下加热搅拌均匀，然后经研磨机分散后得到玻璃浆料，将铝粉浆料和玻璃浆料进一步混合研磨均匀得到所述背场铝浆料I。
性能测试结果：该实施例制得的太阳能电池片表面平整光滑，翘曲度为0.44mm，串联电阻为0.0068Ω，光电转换率为17.81％。
实施例2快速散热的太阳能收集装置II
图1-3所示，一种快速散热的太阳能收集装置，包括矩形安装座1和多个太阳能电池片2，所述太阳能电池片2包括硅片和设于硅片上的铝背场，所述铝背场通过在硅片上丝网印刷背场铝浆料II，然后经烘干、烧结后得到，所述安装座1上正对竖直开设有条形集水槽3，所述条形集水槽3的槽口设有盖板7，所述盖板7上开设有导水孔71，两个条形集水槽3分别靠近所述安装座1的侧边设置，所述安装座1的上表面开设有多个凹槽4，多个所述凹槽4均匀分布在两个所述条形集水槽3之间，多个所述太阳能电池片2一一安装在所述凹槽4中，所述安装座1中设有液体散热单元5和气体散热单元6，所述太阳能电池片2、液体散热单元5和气体散热单元6从上而下依次连接，两个所述条形集水槽3分别与所述液体散热单元5连通，所述液体散热单元5中的液体流动方向和气体散热单元6中的气体流动方向相互垂直；
图1和图2中可以看到，所述液体散热单元5包括矩形储水箱51，该矩形储水箱51的上表面与所述太阳能电池片2的背板接触，该矩形储水箱51的左右侧壁与所述安装座1的左右内壁之间形成所述条形集水槽3，该矩形储水箱51的前后侧壁与所述安装座1的前后内壁之间形成液体回流通道52，所述液体回流通道52中设有回流泵53，两个所述回流泵53分别靠近不同的条形集水槽3设置，该矩形储水箱51左右侧壁上分别开设有出水口54。
图1和图3中可以看到，所述气体散热单元6包括多块平行设置的主导热板61，最外侧的所述主导热板61与安装座1的内壁抵紧，相邻的所述主导热板61之间形成条形风道，所述条形风道与所述液体回流通道52相互垂直，所述条形风道中设有多个分流板62，多个所述分流板62交错分布，所述分流板62外侧边沿与分别与靠近的所述主导热板61固定连接，所述分流板62的自由端同向倾斜。
图1和图2中还可以看到，所述主导热板61的上端与所述矩形储水箱51的下表面固定连接，所述主导热板61的下端与所述安装座1底壁固定连接，所述分流板62的上端与所述矩形储水箱51的下表面之间存在间隙，所述分流板62的下端与所述安装座1底壁固定连接。
所述背场铝浆料II的制备：
步骤一、改性碳纳米管的制备：将碳纳米管置于体积比为3:1的浓硫酸和浓硝酸的混酸溶液中，所述碳纳米管与混酸溶液的质量体积比为3g：100ml，40℃下超声处理1h，然后用蒸馏水稀释后进行离心分离，所得沉淀再次用蒸馏水冲洗至中性，将纯化的碳纳米管在质量浓度为10g/L的SnCl2溶液中进行敏化处理30min后，再将敏的碳纳米管用蒸馏水冲洗至中性，将敏化的碳纳米管与KOH按质量比为1:4充分混合后，在N2保护下进行活化，再将活化的碳纳米管用蒸馏水冲洗至中性后干燥，最后将活性碳纳米管加入镀液中，所述镀液的组分为：NiSO4·6H2O、NiCl2·6H2O、Na3C6H5O7·2H2O、NaH2PO2·2H2O、NH4Cl和Pb(NO3)，其中Ni2+与[H2PO2]-的摩尔比为0.55：1。控制PH为9.5，搅拌反应8-20min，得到所述改性碳纳米管；
复配铝粉的制备：将质量比为1：5：8：2.5的平均粒径为2μm的球形铝粉A、平均粒径为5μm的球形铝粉B、平均粒径为8μm的球形铝粉C和平均粒径为4μm的镁粉混合均匀，得到所述复配铝粉；
玻璃料：将配比Bi2O344％，B2O512％，SiO220％，ZnO 10％，Al2O33％，ZrO22％，SrO4％，Sb2O35％混合均匀，置于电阻炉中进行熔炼，于900-1400℃热熔0.5-3小时，取出后水淬、粉碎后，分别经过球磨、过筛，于60-90℃干燥后，过筛得到平均粒径0.3～1.5μm的玻璃粉A和平均粒径为2-6μm微米的玻璃粉B，将玻璃粉A和玻璃粉B按质量比为1：2.6混合均匀，得到所述玻璃料；
步骤二、有机粘结剂的制备：将质量分数为35wt％的有机树脂和质量分数为60％的二丁基卡必醇(二乙二醇二丁基醚)投入反应器中，其中有机树脂由质量比为1：1.5：2.5的松香改性酚醛树脂，环氧树脂和乙基纤维素混合而成，搅拌升温至30-60℃时，然后依次投入质量分数为1％的BYK-066、质量分数为2％的醋酸丁基纤维素和质量分数为1％的氢化蓖麻油，搅拌升温至80-100℃，保温0.5-3小时，得到有机粘结剂；
步骤三、浆料的制备：将复配铝粉72份、改性碳纳米管6份和有机粘结剂21份混合后在70～110℃下加热搅拌均匀，然后经研磨机分散后得到铝粉浆料，将玻璃料11份和有机粘结剂14份混合后在70～110℃下加热搅拌均匀，然后经研磨机分散后得到玻璃浆料，将铝粉浆料和玻璃浆料进一步混合研磨均匀得到所述背场铝浆料II。
性能测试结果：该实施例制得的太阳能电池片表面平整光滑，翘曲度为0.51mm，串联电阻为0.0063Ω，光电转换率为17.97％。
实施例3快速散热的太阳能收集装置III
图1-3所示，一种快速散热的太阳能收集装置，包括矩形安装座1和多个太阳能电池片2，所述太阳能电池片2包括硅片和设于硅片上的铝背场，所述铝背场通过在硅片上丝网印刷背场铝浆料III，然后经烘干、烧结后得到，所述安装座1上正对竖直开设有条形集水槽3，所述条形集水槽3的槽口设有盖板7，所述盖板7上开设有导水孔71，两个条形集水槽3分别靠近所述安装座1的侧边设置，所述安装座1的上表面开设有多个凹槽4，多个所述凹槽4均匀分布在两个所述条形集水槽3之间，多个所述太阳能电池片2一一安装在所述凹槽4中，所述安装座1中设有液体散热单元5和气体散热单元6，所述太阳能电池片2、液体散热单元5和气体散热单元6从上而下依次连接，两个所述条形集水槽3分别与所述液体散热单元5连通，所述液体散热单元5中的液体流动方向和气体散热单元6中的气体流动方向相互垂直；
图1和图2中可以看到，所述液体散热单元5包括矩形储水箱51，该矩形储水箱51的上表面与所述太阳能电池片2的背板接触，该矩形储水箱51的左右侧壁与所述安装座1的左右内壁之间形成所述条形集水槽3，该矩形储水箱51的前后侧壁与所述安装座1的前后内壁之间形成液体回流通道52，所述液体回流通道52中设有回流泵53，两个所述回流泵53分别靠近不同的条形集水槽3设置，该矩形储水箱51左右侧壁上分别开设有出水口54。
图1和图3中可以看到，所述气体散热单元6包括多块平行设置的主导热板61，最外侧的所述主导热板61与安装座1的内壁抵紧，相邻的所述主导热板61之间形成条形风道，所述条形风道与所述液体回流通道52相互垂直，所述条形风道中设有多个分流板62，多个所述分流板62交错分布，所述分流板62外侧边沿与分别与靠近的所述主导热板61固定连接，所述分流板62的自由端同向倾斜。
图1和图2中还可以看到，所述主导热板61的上端与所述矩形储水箱51的下表面固定连接，所述主导热板61的下端与所述安装座1底壁固定连接，所述分流板62的上端与所述矩形储水箱51的下表面之间存在间隙，所述分流板62的下端与所述安装座1底壁固定连接。
所述背场铝浆料III的制备：
步骤一、改性碳纳米管的制备：将碳纳米管置于体积比为3:1的浓硫酸和浓硝酸的混酸溶液中，所述碳纳米管与混酸溶液的质量体积比为1.5g：100ml，40℃下超声处理1h，然后用蒸馏水稀释后进行离心分离，所得沉淀再次用蒸馏水冲洗至中性，将纯化的碳纳米管在质量浓度为10g/L的SnCl2溶液中进行敏化处理30min后，再将敏的碳纳米管用蒸馏水冲洗至中性，将敏化的碳纳米管与KOH按质量比为1：2.5充分混合后，在N2保护下进行活化，再将活化的碳纳米管用蒸馏水冲洗至中性后干燥，最后将活性碳纳米管加入镀液中，所述镀液的组分为：NiSO4·6H2O、NiCl2·6H2O、Na3C6H5O7·2H2O、NaH2PO2·2H2O、NH4Cl和Pb(NO3)，其中Ni2+与[H2PO2]-的摩尔比为0.5：1，控制PH为8.5，搅拌反应8-20min，得到所述改性碳纳米管；
复配铝粉的制备：将质量比为1：1.8：7.5：1.2的平均粒径为2μm的球形铝粉A、平均粒径为5μm的球形铝粉B、平均粒径为8μm的球形铝粉C和平均粒径为4μm的镁粉混合均匀，得到所述复配铝粉；
玻璃料：将配比Bi2O335％，B2O55％，SiO220％，ZnO 20％，Al2O34％，ZrO21％，SrO1％，Sb2O310％混合均匀，置于电阻炉中进行熔炼，于900-1400℃热熔0.5-3小时，取出后水淬、粉碎后，分别经过球磨、过筛，于60-90℃干燥后，过筛得到平均粒径0.3～1.5μm的玻璃粉A和平均粒径为2-6μm微米的玻璃粉B，将玻璃粉A和玻璃粉B按质量比为1：2.2混合均匀，得到所述玻璃料；
步骤二、有机粘结剂的制备：将质量分数为25wt％的有机树脂和质量分数为71.5％的二丁基卡必醇(二乙二醇二丁基醚)投入反应器中，其中有机树脂由质量比为1：1.2：2的松香改性酚醛树脂，环氧树脂和乙基纤维素混合而成，搅拌升温至30-60℃时，然后依次投入质量分数为0.5％的BYK-066、质量分数为1.5％的醋酸丁基纤维素和质量分数为1.5％的氢化蓖麻油，搅拌升温至80-100℃，保温0.5-3小时，得到有机粘结剂；
步骤三、浆料的制备：将复配铝粉65份、改性碳纳米管5份和有机粘结剂18份混合后在70～110℃下加热搅拌均匀，然后经研磨机分散后得到铝粉浆料，将玻璃料3份和有机粘结剂12份混合后在70～110℃下加热搅拌均匀，然后经研磨机分散后得到玻璃浆料，将铝粉浆料和玻璃浆料进一步混合研磨均匀得到所述背场铝浆料III。
性能测试结果：该实施例制得的太阳能电池片表面平整光滑，翘曲度为0.37mm，串联电阻为0.0055Ω，光电转换率为18.05％。
最后需要说明，上述描述仅为本发明的优选实施例，本领域的技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种快速散热的太阳能收集装置，包括安装座(1)和多个太阳能电池片(2)，其特征在于：所述安装座(1)上正对竖直开设有条形集水槽(3)，两个条形集水槽(3)分别靠近所述安装座(1)的侧边设置，所述安装座(1)的上表面开设有多个凹槽(4)，多个所述凹槽(4)均匀分布在两个所述条形集水槽(3)之间，多个所述太阳能电池片(2)一一安装在所述凹槽(4)中，所述安装座(1)中设有液体散热单元(5)和气体散热单元(6)，所述太阳能电池片(2)、液体散热单元(5)和气体散热单元(6)从上而下依次连接，两个所述条形集水槽(3)分别与所述液体散热单元(5)连通，所述液体散热单元(5)中的液体流动方向和气体散热单元(6)中的气体流动方向相互垂直；
所述太阳能电池片(2)包括硅片和设于硅片上的铝背场，所述铝背场通过在硅片上丝网印刷背场铝浆料，然后经烘干、烧结后得到，所述背场铝浆料由复配铝粉50-72份，改性碳纳米管3-6份，玻璃料3-11份，有机粘结剂20-35份组成，其中所述复配铝粉是由平均粒径为2μm的球形铝粉A、平均粒径为5μm的球形铝粉B、平均粒径为8μm的球形铝粉C和平均粒径为4μm的镁粉混合而成，所述球形铝粉A、球形铝粉B、球形铝粉C和镁粉的质量比为1：(1-5)：(7.2-8.0)：(1-2.5)。
2.根据权利要求1所述的快速散热的太阳能收集装置，其特征在于：所述安装座为矩形座，所述液体散热单元(5)包括矩形储水箱(51)，该矩形储水箱(51)的上表面与所述太阳能电池片(2)的背板接触，该矩形储水箱(51)的左右侧壁与所述安装座(1)的左右内壁之间形成所述条形集水槽(3)，该矩形储水箱(51)的前后侧壁与所述安装座(1)的前后内壁之间形成液体回流通道(52)，所述液体回流通道(52)中设有回流泵(53)，该矩形储水箱(51)左右侧壁上分别开设有出水口(54)。
3.根据权利要求1或2所述的快速散热的太阳能收集装置，其特征在于：所述气体散热单元(6)包括多块平行设置的主导热板(61)，最外侧的所述主导热板(61)与安装座(1)的内壁抵紧，相邻的所述主导热板(61)之间形成条形风道，所述条形风道中的气体流动方向与所述液体散热单元(5)中的液体流动方向相互垂直。
4.根据权利要求3所述的快速散热的太阳能收集装置，其特征在于：所述条形集水槽(3)的槽口设有盖板(7)，所述盖板(7)上开设有导水孔(71)，两个所述回流泵(53)分别靠近不同的条形集水槽(3)设置。
5.根据权利要求3所述的快速散热的太阳能收集装置，其特征在于：所述主导热板(61)的上端与所述矩形储水箱(51)的下表面固定连接，所述主导热板(61)的下端与所述安装座(1)底壁固定连接，所述条形风道中设有多个分流板(62)，所述分流板(62)的上端与所述矩形储水箱(51)的下表面之间存在间隙，所述分流板(62)的下端与所述安装座(1)底壁固定连接。
6.根据权利要求5所述的快速散热的太阳能收集装置，其特征在于：多个所述分流板(62)交错分布，所述分流板(62)外侧边沿与分别与靠近的所述主导热板(61)固定连接，所述分流板(62)的自由端同向倾斜。
7.根据权利要求1、2、4或5任一项所述的快速散热的太阳能收集装置，其特征在于所述改性碳纳米管采用以下方法制得：将碳纳米管置于体积比为3:1的浓硫酸和浓硝酸的混酸溶液中，所述碳纳米管与混酸溶液的质量体积比为(1-3)g：100ml，40℃下超声处理1h，然后用蒸馏水稀释后进行离心分离，所得沉淀再次用蒸馏水冲洗至中性，将纯化的碳纳米管在质量浓度为10g/L的SnCl2溶液中进行敏化处理30min后，再将敏的碳纳米管用蒸馏水冲洗至中性，将敏化的碳纳米管与KOH按质量比为1:(1-4)充分混合后，在N2保护下进行活化，再将活化的碳纳米管用蒸馏水冲洗至中性后干燥，最后将活性碳纳米管加入镀液中，控制PH为8-9.5，搅拌反应8-20min，得到所述改性碳纳米管；所述镀液的组分为：NiSO4·6H2O、NiCl2·6H2O、Na3C6H5O7·2H2O、NaH2PO2·2H2O、NH4Cl和Pb(NO3)，其中Ni2+与[H2PO2]-的摩尔比为(0.4-0.55)：1。
8.根据权利要求7所述的快速散热的太阳能收集装置，其特征在于：所述玻璃料的成分及相应的百分含量为：Bi2O3 30-60％，B2O5 5-15％，SiO2 20-40％，ZnO 5-30％，Al2O3 3-8％，ZrO2 0-2％，SrO 1-4％，Sb2O3 5-15％；所述玻璃料由平均粒径0.3～1.5μm的玻璃粉A和平均粒径为2-6μm的玻璃粉B混合而成，所述玻璃粉A与所述玻璃粉B的质量比为1：(1.8-2.6)。
9.根据权利要求1、2或8任一项所述的快速散热的太阳能收集装置，其特征在于所述有机粘结剂的成分及其相应的百分含量为：有机树脂15-35wt％，溶剂60-80wt％，消泡剂0.5-1wt％，流平剂1-2wt％，触变剂0.5-2wt％。
10.根据权利要求9所述的快速散热的太阳能收集装置，其特征在于：所述有机树脂由质量比为1：(1-1.5)：(1.5-2.5)松香改性酚醛树脂，环氧树脂和乙基纤维素混合而成；所述溶剂为二丁基卡必醇(二乙二醇二丁基醚)、丙二醇单甲醚、己二醇、甲基乙基酮、和乳酸乙酯中的一种或多种；消泡剂为BYK-066；所述流平剂为醋酸丁基纤维素、己二酸二辛酯钠或聚二甲基羧酸酯钠中的至少一种；触变剂为氢化蓖麻油、聚酰胺蜡微粉或改性脲类触变剂中的至少一种。
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