CN111834479A - 隔热太阳能发电汽车天窗及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隔热太阳能发电汽车天窗，包括透光表层、基底层和设置在透光表层和基底层之间的电池芯片层；电池芯片层和基底层之间还设有隔热层。并提供一种制备隔热太阳能发电汽车天窗的制备工艺，包括制备水汽阻隔层、制备胶黏剂层、制备发泡胶黏剂混合溶液、制备隔热层以及制备自清洁涂层。本发明的有益效果为：对车内起到良好的保温效果。夏季，车外温度大于车内温度，隔热层能够很好的阻挡车外高温进入车内，保障车内的凉爽怡人。冬季，车内温度高于车外温度，此时，隔热层能够很好的阻止车内温度向车外传递，保障车内的温暖舒适。随时透过天窗欣赏外界，让车内乘客享受到天窗带来的乐趣，增加产品的市场竞争优势。
Description
技术领域
本发明涉及汽车配件领域，尤其涉及一种隔热太阳能发电汽车天窗及其制备工艺。
背景技术
太阳能是一种取之不尽用之不竭的新型清洁能源，太阳能除了大规模并网发电外，也非常适合分散、小规模发电应用。自上世纪80年代起，人们就已经开始尝试将太阳能与汽车结合。其中，太阳能天窗便是很突出的一款结合产品，也是一款发展迅速的结合产品。
简单来讲，太阳能天窗即是在普通天窗下面集成一块太阳能电池板，将对人体有害的太阳的紫外和红外辐射光能转换成电能。而真正导致它与众不同的是，太阳能天窗是你的爱车同步拥有两大功能：一是通风功能。尤其在烈日下停车期间通过太阳能天窗可持续为车内通风系统提供电能，导入新鲜空气驱除车内热气，以达到降温目的。二是可以对蓄电池进行充电，实现节能降耗。尤其对于新能源车，更是可以有效增加续航里程。也正因如此，太阳能天窗成为目前天窗产品中的“极品”。
然而，传统的汽车天窗为无色透明的玻璃或有机玻璃，天窗不能有效隔热，造成车内温度夏天过热，冬天过冷。只能关闭天窗遮阳板，从而无法享受到天窗带来的乐趣。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种隔热太阳能发电汽车天窗及其制备工艺，可实现天窗的有效隔热，确保车内冬暖夏凉。
本发明具体技术方案如下：
一种隔热太阳能发电汽车天窗，包括透光表层、基底层和设置在所述透光表层和所述基底层之间的电池芯片层；所述电池芯片层和所述基底层之间还设有隔热层。
一种制备上述隔热太阳能发电汽车天窗的制备工艺，所述制备工艺包括：
制备水汽阻隔层：选择第一片基底层并清洗干燥，在一侧表面采用包括原子层沉积工艺或磁控溅射工艺制备水汽阻隔层；
制备胶黏剂层：将透光表层清洗干净并干燥处理，将透光表层、电池芯片层与上述水汽阻隔层由上至下依次叠放并用夹具固定，其中，水汽阻隔层朝向所述电池芯片层一侧；
将聚氨酯胶主料与固化剂以2000转/min的速度搅拌混合均匀，真空脱泡后，在上述透光表层与电池芯片层之间以及电池芯片层与水汽阻隔层之间分别灌注粘接，常温下冷却成型后得到胶黏剂层；
制备发泡胶黏剂混合溶液：将高分子树脂粒子加入到有机溶剂中，高速2000转/min搅拌均匀后，将增粘树脂、增塑剂、抗老化剂、填料、发泡剂加入到上述混合树脂溶液中，高速搅拌后制成发泡胶黏剂混合溶液；
制备隔热层：选择第二片基底层并清洗干燥，在所述胶黏剂层复合样品与第二片基底层之间灌注上述制备的发泡胶黏剂混合溶液，并在50-100℃热风干燥后制成隔热层；
制备自清洁涂层：在所述隔热层复合样品中的透光表层表面通过喷涂方式制备自清洁涂料湿膜，然后将所述样品置于鼓风干燥箱中，高温60-80℃烘干1-5min，并至于室温下干燥，得到自清洁涂层。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为实施例1对应的隔热太阳能发电汽车天窗的结构示意图；
图2为实施例2对应的隔热太阳能发电汽车天窗的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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在本发明中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
一种隔热太阳能发电汽车天窗，包括透光表层101、基底层102和设置在透光表层101和基底层102之间的电池芯片层103。电池芯片层103和基底层102之间还设有隔热层104。
其中，电池芯片层103包括相互串联或并联的若干电池芯片，既可以使用铜铟镓硒、碲化镉、砷化镓等柔性芯片，也可以使用晶硅电池芯片。
基底层102包括PC、PMMA中任意的一种。优选的，基底层102选用透明度高，价格低，易于机械加工的PMMA。其透光率超过90％。另外，基底层102既可为一层，也可为多层，根据天窗的实际需求来设定。
透光表层101包括平板玻璃、浮法玻璃、钢化玻璃中任意的一种。优选的，基层101选用高强度、耐冲击、热稳定性强、安全性高的钢化玻璃，提升汽车天窗在使用过程中的安全性。
隔热层104包括发泡层，发泡层的制作材料包括丙烯酸酯、环氧树脂、聚氨酯或聚酯中至少一种。且隔热层104的厚度为D，50μm≤D≤100μm。本方案中，隔热层104的厚度优选为80μm。隔热层104的设置确保天窗具有优良的隔热效果，在车顶天窗处形成一层保护膜。夏季，阻隔外界高温气体通过天窗进入车内，保障车内凉爽惬意。冬季，阻止车内暖温通过天窗向外界散失，保障车内温暖舒适。一年四季，无论外界温度如何变迁，均可保证车内温度不会通过天窗部位受到影响。乘客可随时开启天窗遮挡板，透过天窗欣赏外界，让车内乘客享受到天窗带来的乐趣。
同时，隔热层104的厚度又起到减震效果。一旦天窗受到外力作用，能够吸收外力对天窗内部结构的能量冲击，降低外力对天窗内部结构破坏的风险。若隔热层104的厚度小于50μm，则无法确保发泡层的制作充分，发泡层内很可能产生孔洞，导致隔热效果不理想。若隔热层104的厚度大于100μm，则加厚了天窗整体的厚度，既影响天窗与车顶安装配合的美观性，又增加天窗制备的成本。
进一步的，电池芯片层103与隔热层104之间设有水汽阻隔层106。水汽阻隔层106的厚度介于0.1μm～1μm之间，水汽透过率为10-6g/m2Day。水汽阻隔层106的设置，有效保障了电池芯片层103的防水需求，确保太阳能天窗使用的安全性。同时，水汽阻隔层106的厚度设置和水汽透过率保证了其在阻水效果优良的基础上尽量的降低成本。
在一些实施方式中，水汽阻隔层106的制作材料包括氧化硅、氮化硅、氧化铝中至少一种。上述制作材料的选择均具有优良的阻水效果，且容易购置，方便制作和过程控制。
进一步的，电池芯片层103与透光表层101之间以及电池芯片层103与水汽阻隔层106之间均填充有胶黏剂层105，以此将上述结构部件之间粘结固定。同时，胶黏剂层105设置在电池芯片层103相对的两侧，能够在天窗受到外力作用时起到吸能缓冲作用，降低天窗内部件，特别是电池芯片层103受外力而损坏的风险。
在一些实施方式中，胶粘剂层105包括添加有隔热纳米掺锑氧化锡或隔热纳米掺锡氧化铟的聚氨酯胶层。上述材料的选择，使得天窗具有更好的抗击外来撞击，提高防盗、隔音和防紫外线性能。
进一步的，透光表层101背离基底层102的侧面设有自清洁图层107，自清洁图层107的厚度为B，20μm≤B≤50μm。自清洁图层107包括FEVE或PTFE等氟碳涂料中任意的一种。本方案中，清洁图层107的厚度为40μm。
一种制备上述隔热太阳能发电汽车天窗的制备工艺包括：
制备水汽阻隔层：选择第一片基底层102并清洗干燥，在一侧表面采用包括原子层沉积工艺或磁控溅射工艺制备水汽阻隔层106。
制备胶黏剂层：将透光表层101清洗干净并干燥处理。将透光表层101、电池芯片层103与上述水汽阻隔层106由上至下依次叠放并用夹具固定，其中，水汽阻隔层106朝向电池芯片层103一侧。
将聚氨酯胶主料与固化剂以2000转/min的速度搅拌混合均匀，真空脱泡后，在上述透光表层101与电池芯片层103之间以及电池芯片层103与水汽阻隔层106之间分别灌注粘接，常温下冷却成型后得到胶黏剂层105。
制备发泡胶黏剂混合溶液：将高分子树脂粒子加入到有机溶剂中，高速2000转/min搅拌均匀后，将增粘树脂、增塑剂、抗老化剂、填料、发泡剂加入到上述混合树脂溶液中，高速搅拌后制成发泡胶黏剂混合溶液。
其中，增粘树脂包括二环戊二烯；增塑剂包括邻苯二甲酸二脂；抗老化剂包括氧化铝或氮化硼；填料包括氧化铝粉或玻璃粉；发泡剂包括正己烷或亚硝基化合物。
制备隔热层：选择第二片基底层102并清洗干燥，在胶黏剂层复合样品与第二片基底层102之间灌注上述制备的发泡胶黏剂混合溶液，并在50-100℃热风干燥后制成隔热层104。
制备自清洁涂层：在隔热层复合样品中的透光表层101表面通过喷涂方式制备自清洁涂料湿膜，然后将样品置于鼓风干燥箱中，高温60-80℃烘干1-5min，并至于室温下干燥，得到自清洁涂层107。
本技术方案涉及的太阳能汽车天窗对车内起到良好的保温效果。夏季，车外温度大于车内温度，隔热层能够很好的阻挡车外高温进入车内，保障车内的凉爽怡人。冬季，车内温度高于车外温度，此时，隔热层能够很好的阻止车内温度向车外传递，保障车内的温暖舒适。随时透过天窗欣赏外界，让车内乘客享受到天窗带来的乐趣，增加产品的市场竞争优势。
实施例1
如图1所示，一种隔热太阳能发电汽车天窗，包括钢化玻璃制作的透光表层101、由PMMA制作的基底层102和设置在钢化玻璃和PMMA之间的电池芯片层103。该电池芯片层103将若干铜铟镓硒柔性芯片串联而成。
另外，该电池芯片层103和PMMA之间还设有用于隔热的发泡层。本方案中，发泡层由丙烯酸酯和聚酯混合制成，该层厚度为80μm。确保天窗具有优良的隔热效果，在车顶天窗处形成一层保护膜，保证车内冬暖夏凉。同时该发泡层对于天窗还起到一定的减震效果。一旦天窗受到外力作用，能够吸收外力对天窗内部结构的能量冲击，降低外力对天窗内部结构破坏的风险。
电池芯片层103与钢化玻璃之间还填充有胶黏剂层105，用以将电池芯片层103与钢化玻璃粘结固定。同时，还能够在天窗受到外力作用时起到吸能缓冲作用，降低天窗内部件，特别是电池芯片层103受外力而损坏的风险。该胶粘剂层105为经过隔热纳米掺锑氧化锡处理的聚氨酯胶层，使得天窗具有更好的抗击外来撞击，提高防盗、隔音和防紫外线性能。
可以理解的，隔热层104的厚度还可以为50μm、60μm、70μm、90μm、100μ。
实施例2
结合图2所示，与实施例1不同的是，电池芯片层103与发泡层之间设有水汽阻隔层106。水汽阻隔层106的厚度为0.6μm，选用氧化硅制作而成，其水汽透过率为10-6g/m2Day。水汽阻隔层106的设置，有效保障了电池芯片层103的防水需求，确保太阳能天窗使用的安全性。
电池芯片层103与水汽阻隔层106之间均填充有胶黏剂层105，用以将电池芯片层103与水汽阻隔层106粘结固定。同时，还能够在天窗受到外力作用时起到吸能缓冲作用，降低天窗内部件，特别是电池芯片层103受外力而损坏的风险。该胶粘剂层105为经过隔热纳米掺锑氧化锡处理的聚氨酯胶层，使得天窗具有更好的抗击外来撞击，提高防盗、隔音和防紫外线性能。
除此之外，钢化玻璃背离PMMA的侧面设有自清洁图层107。自清洁图层107为PTFE，其厚度为40μm。该自清洁图层107具有优良的耐候性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性，并且具有独特的不粘性和低摩擦性。基于此，自清洁图层107设于天窗的外表面，与外界直接接触，对天窗起到有效的保护作用，有效避免天窗被物体划伤。同时，天窗上一旦落有灰尘，用毛刷或棉布可轻松擦拭，十分方便天窗的清洁。
可以理解的，水汽阻隔层106的厚度还可以为0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1μm。
可以理解的，自清洁图层107的厚度还可以为20μm、25μm、30μm、35μm、45μm、50μm。
实施例3
一种制备上述隔热太阳能发电汽车天窗的制备工艺包括：
制备水汽阻隔层：选择第一片PMMA并清洗干燥，在一侧表面采用原子层沉积工艺制备水汽阻隔层106。
制备胶黏剂层：将钢化玻璃清洗干净并干燥处理。将钢化玻璃、电池芯片层103与上述水汽阻隔层106由上至下依次叠放并用夹具固定，其中，水汽阻隔层106朝向电池芯片层103一侧。
将聚氨酯胶主料二苯基甲烷二异氰酸酯与对应的固化剂以2000转/min的速度搅拌混合均匀，真空脱泡后，在上述钢化玻璃与电池芯片层103之间以及电池芯片层103与水汽阻隔层106之间分别灌注粘接，常温下冷却成型后得到胶黏剂层105。
制备发泡胶黏剂混合溶液：将丙烯酸酯和聚酯粒子均匀混合后加入到乙酸乙酯中，高速2000转/min搅拌均匀后，将二环戊二烯、邻苯二甲酸二脂、氮化硼、氧化铝、正己烷加入到上述混合树脂溶液中，高速搅拌后制成发泡胶黏剂混合溶液。
其中，增粘树脂包括二环戊二烯；增塑剂包括邻苯二甲酸二脂；抗老化剂包括氧化铝或氮化硼；填料包括氧化铝粉或玻璃粉；发泡剂包括正己烷或亚硝基化合物。
制备隔热层：选择第二片PMMA并清洗干燥，在胶黏剂层复合样品与第二片PMMA之间灌注上述制备的发泡胶黏剂混合溶液，并在50-100℃热风干燥后制成用于隔热的发泡层。
制备自清洁涂层：在隔热层复合样品中的钢化玻璃表面通过喷涂方式制备自清洁涂料湿膜，然后将样品置于鼓风干燥箱中，高温60-80℃烘干1-5min，并至于室温下干燥，得到自清洁涂层107。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种隔热太阳能发电汽车天窗，其特征在于，包括透光表层(101)、基底层(102)和设置在所述透光表层(101)和所述基底层(102)之间的电池芯片层(103)；
所述电池芯片层(103)和所述基底层(102)之间还设有隔热层(104)。
2.根据权利要求1所述的隔热太阳能发电汽车天窗，其特征在于，所述隔热层(104)包括发泡层，所述发泡层的制作材料包括丙烯酸酯、环氧树脂、聚氨酯或聚酯中至少一种。
3.根据权利要求1所述的隔热太阳能发电汽车天窗，其特征在于，所述隔热层(104)的厚度为D，50μm≤D≤100μm。
4.根据权利要求1所述的隔热太阳能发电汽车天窗，其特征在于，所述电池芯片层(103)与所述隔热层(104)之间设有水汽阻隔层(106)。
5.根据权利要求4所述的隔热太阳能发电汽车天窗，其特征在于，所述水汽阻隔层(106)的制作材料包括氧化硅、氮化硅、氧化铝中至少一种。
6.根据权利要求4所述的隔热太阳能发电汽车天窗，其特征在于，所述电池芯片层(103)与所述透光表层(101)之间以及所述电池芯片层(103)与所述水汽阻隔层(106)之间均填充有胶黏剂层(105)。
7.根据权利要求6所述的隔热太阳能发电汽车天窗，其特征在于，所述胶粘剂层(105)包括添加有隔热纳米掺锑氧化锡或隔热纳米掺锡氧化铟的聚氨酯胶层。
8.根据权利要求1所述的隔热太阳能发电汽车天窗，其特征在于，所述透光表层(101)背离所述基底层(102)的侧面设有自清洁图层(107)，所述自清洁图层(107)的厚度为B，20μm≤B≤50μm。
9.一种制备如权利要求1-8任一所述的隔热太阳能发电汽车天窗的制备工艺，所述制备工艺包括：
制备水汽阻隔层：选择第一片基底层(102)并清洗干燥，在一侧表面采用包括原子层沉积工艺或磁控溅射工艺制备水汽阻隔层(106)；
制备胶黏剂层：将透光表层(101)清洗干净并干燥处理，将透光表层(101)、电池芯片层(103)与上述水汽阻隔层(106)由上至下依次叠放并用夹具固定，其中，水汽阻隔层(106)朝向所述电池芯片层(103)一侧；
将聚氨酯胶主料与固化剂以2000转/min的速度搅拌混合均匀，真空脱泡后，在上述透光表层(101)与电池芯片层(103)之间以及电池芯片层(103)与水汽阻隔层(106)之间分别灌注粘接，常温下冷却成型后得到胶黏剂层(105)；
制备发泡胶黏剂混合溶液：将高分子树脂粒子加入到有机溶剂中，高速2000转/min搅拌均匀后，将增粘树脂、增塑剂、抗老化剂、填料、发泡剂加入到上述混合树脂溶液中，高速搅拌后制成发泡胶黏剂混合溶液；
制备隔热层：选择第二片基底层(102)并清洗干燥，在所述胶黏剂层复合样品与第二片基底层(102)之间灌注上述制备的发泡胶黏剂混合溶液，并在50-100℃热风干燥后制成隔热层(104)；
制备自清洁涂层：在所述隔热层复合样品中的透光表层(101)表面通过喷涂方式制备自清洁涂料湿膜，然后将所述样品置于鼓风干燥箱中，高温60-80℃烘干1-5min，并至于室温下干燥，得到自清洁涂层(107)。
10.根据权利要求9所述的制备工艺，其特征在于，所述增粘树脂包括二环戊二烯；所述增塑剂包括邻苯二甲酸二脂；所述抗老化剂包括氧化铝或氮化硼；所述填料包括氧化铝粉或玻璃粉；所述发泡剂包括正己烷或亚硝基化合物。
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| CN205523597U (zh) * | 2016-04-20 | 2016-08-31 | 上海亨诺塑料制品有限公司 | 一种汽车天窗玻璃总成 |
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