CN112054080A - 一种保温隔音的发电玻璃及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种保温隔音的发电玻璃及其制备方法,所述由下至上依次包括:发电层、组件胶膜、组件背板玻璃、中空层、热反射膜、外层玻璃;所述中空层包括由内至外依次设置的中空结构、中空铝隔框,所述中空铝隔框内中空腔填充有干燥剂,所述中空铝隔框内设有至少一根毛细管,毛细管一端伸入中空结构,另一端伸入中空铝隔框内中空腔;所述发电玻璃保温、隔热、隔音效果好,外观更加美观。

Description

一种保温隔音的发电玻璃及其制备方法
技术领域
本发明涉及光电技术领域,具体涉及一种保温隔音的发电玻璃及其制备方法。
背景技术
光伏建筑一体化(BuildingIntegatedPhotovoltaies,简称BIPV)指在建筑外围结构的表面安装光伏组件提供电力,同时作为建筑结构的功能部分,取代部分传统建筑结构如屋顶板、瓦、窗户、建筑立面、遮雨棚等,也可以做成光伏多功能建筑组件,实现更多的功能。
传统光伏建筑一体化领域采用双玻太阳电池能组件:在透明导电玻璃(TCO)前板玻璃和背板玻璃中间设置有由PVB(或EVA)胶片复合太阳能电池片组成的复合层。这种双玻太阳电池能组件为夹胶太阳电池能组件,组件隔音性差,导热系数大,保温性差。
发明内容
有鉴于此,本申请提供一种保温隔音的发电玻璃及其制备方法,所述发电玻璃保温、隔热、隔音效果好,外观更加美观。
为解决以上技术问题,本申请提供的技术方案是一种保温隔音的发电玻璃,由下至上依次包括:发电层、组件胶膜、组件背板玻璃、中空层、热反射膜、外层玻璃;所述中空层包括由内至外依次设置的中空结构、中空铝隔框,所述中空铝隔框内中空腔填充有干燥剂,所述中空铝隔框内设有至少一根毛细管,每根毛细管一端伸入所述中空结构,另一端伸入所述中空铝隔框内中空腔。
优选的,所述组件侧面安装有接线盒。
优选的,所述中空铝隔框上下两侧由内至外涂覆有丁基胶、聚硫胶,使所述中空铝隔框胶合在所述组件背板玻璃和所述热反射膜之间。
优选的,所述外层玻璃为钢化玻璃,所述减反膜涂层为SiO2减反膜,所述组件背板玻璃为半钢化玻璃,所述组件胶膜为PVB胶膜。
优选的,所述组件膜层厚度为0.5mm,所述组件背板玻璃厚度为6mm,所述中空层厚度为12mm,所述热反射膜厚度为30nm,所述外层玻璃厚度为10mm。
优选的,所述发电玻璃为碲化镉发电玻璃。
优选的,所述发电层由下至上依次包括:减反膜涂层、第一玻璃衬底层、发电层第一胶膜、第二玻璃衬底层、透明导电膜、吸收层、背接触层、背电极层、发电层第二胶膜和发电层背板玻璃。
优选的,所述发电层由下至上依次包括:减反膜涂层、第一玻璃衬底层、发电层第一胶膜、第二玻璃衬底层、透明导电膜、窗口层、吸收层、背接触层、背电极层、发电层第二胶膜和发电层背板玻璃。
优选的,所述吸收层的材料为碲化镉或掺硒碲化镉,所述减反膜涂层为SiO2减反膜,所述第一玻璃衬底层和第二玻璃衬底层的材料为超白浮法玻璃,所述发电层背板玻璃的材料为钢化玻璃,所述发电层第二胶膜中央区域为PVB层,边缘四周设有一圈丁基胶层;所述发电层第一胶膜为PVB胶膜;所述透明导电膜选自FTO透明导电膜、ITO透明导电膜和AZO透明导电膜中的任意一种;所述窗口层的材料为硫化镉,所述背接触层的材料为碲化锌掺杂铜,背电极层的材料为钼或镍。
优选的,所述吸收层的材料为碲化镉。
优选的,所述丁基胶层宽度为10mm~12mm,厚度为0.5mm;所述发电层第二胶膜中央区域PVB层厚度为0.5mm。
优选的,所述发电层第一胶膜厚度为0.76mm。
优选的,所述吸收层厚度为4-5μm。
优选的,所述减反膜涂层厚度为120nm~140nm,第一玻璃衬底层厚度为3.2mm,第二玻璃衬底层厚度为3.2mm,透明导电膜厚度为800nm,窗口层厚度为1700nm,背接触层厚度为2000nm,背电极层厚度为3500nm,发电层背板玻璃厚度为10mm。
本发明还提供了上述保温隔音的发电玻璃的制备方法,包括:至下往上的顺序层叠发电层、组件胶膜、组件背板玻璃得到层叠好的材料I,所述层叠好的材料I进行层压I;
将所述中空铝隔框胶合在组件背板玻璃与底部设有热反射膜的外层玻璃之间,所述组件背板玻璃、所述中空铝隔框和所述热反射膜之间形成密封的中空结构;所述中空铝隔框内中空腔填充有干燥剂,所述中空铝隔框内设有至少一根毛细管,每根毛细管一端伸入所述中空结构,另一端伸入所述中空铝隔框内中空腔。
优选的,所述制备方法还包括:在所述组件侧面安装接线盒。
优选的,底部设有热反射膜的外层玻璃制备过程具体包括:采用磁控溅射设备制备,功率为15Kw,真空度为3×10-8pa。
优选的,所述层叠好的材料I进行层压I过程具体包括:将叠好的材料I置于真空层压机中,160℃加热20min,真空层压机进行抽真空10min层压压力为50KPa,层压10min。
优选的,所述制备方法还包括:制备发电层,所述制备发电层过程包括:至下往上的顺序层叠底部喷涂有减反膜涂层的第一玻璃衬底、发电层第一胶膜、第二玻璃衬底层、透明导电膜、吸收层、背接触层、背电极层、发电层第二胶膜和发电层背板玻璃,得到层叠好的材料II;所述层叠好的材料II进行层压II。
优选的,所述制备方法还包括:制备发电层,所述制备发电层过程包括:至下往上的顺序层叠底部喷涂有减反膜涂层的第一玻璃衬底、发电层第一胶膜、第二玻璃衬底层、透明导电膜、窗口层、吸收层、背接触层、背电极层、发电层第二胶膜和发电层背板玻璃,得到层叠好的材料II;所述层叠好的材料II进行层压II。
优选的,所述制备发电层过程还包括:减反膜凝胶喷涂第一玻璃衬底底部,150℃初步加热固化1h,500℃高温加热固化30min,散热,得到所述底部喷涂有减反膜涂层的第一玻璃衬底。
优选的,所述减反膜凝胶为SiO2凝胶;以体积百分比计,SiO2含量为3%。
优选的,所述SiO2凝胶由SiO2和助剂混合得到;所述助剂由乙醇,正丙醇,1-甲氧基-2-丙醇和甲醇组成,乙醇,正丙醇,1-甲氧基-2-丙醇和甲醇体积比为(45-60):(25-40):(20-30):(1-2)。
优选的,所述层叠好的材料II进行层压II过程具体包括:将叠好的材料II置于真空层压机中,160℃加热20min,真空层压机进行抽真空10min层压压力为50KPa,层压10min。
优选的,所述制备发电层过程还包括:所述层压II后,所述发电层背板玻璃上固定连接接线盒,送入高压釜,光照处理条件下升温加压,并通电,从高压釜中取出,取下接线盒。
优选的,所述光照处理光照度为1000w/㎡。
优选的,所述光照处理过程采用1000w/㎡强度的LED灯进行光照处理。
优选的,所述升温升压过程为控制温度135℃,保压时间76min,压力1.3Mpa。
优选的,所述通电过程具体为:直流电流源与所述接线盒的线缆点连接,输入1A的正向电流。
优选的,所述通电过程具体为:直流电流源与所述接线盒的线缆点连接,输入1A的正向电流,通电30min。
优选的,所述光照处理为采用LED灯进行光照处理。
本申请与现有技术相比,其详细说明如下:
本发明保温隔音的发电玻璃设置中空层,保温、隔热、隔音效果好,不上霜、不结露。
本发明保温隔音的发电玻璃设置热反射膜层,能够减少热能吸收,提高隔热效果。
本发明保温隔音的发电玻璃侧面安装有接线盒,使得组件隐藏在安装框架中,外观更加美观,同时节省线缆长度。
本发明减反膜可增加光的透过,增加发电玻璃对太阳光的吸收利用率,避免视觉效果不佳的问题。
本发明采用第一玻璃衬底层、第二玻璃衬底层和发电层背板玻璃,三叠层玻璃的结构,增加了隔热能力从而提高了发电效率,提高功率稳定性,同时,增加了隔音性。所述第一玻璃衬底底部涂覆有减反膜涂层,增加隔热能力。
通过PVB胶膜以及中央区域为PVB层,边缘四周设有一圈丁基胶层的发电层第二胶膜实现封装,使玻璃的载荷能力增加,达到建筑的要求标准;丁基胶层起边缘防水作用,并且采用PVB胶膜,可以选择高透PVB或不同颜色的PVB制造出彩色的组件。
本发明吸收层的材料为碲化镉或掺硒碲化镉,吸收层的材料为碲化镉时,本发明发电玻璃为碲化镉发电玻璃,发电层由下至上依次包括:减反膜涂层、第一玻璃衬底层、发电层第一胶膜、第二玻璃衬底层、透明导电膜、窗口层、吸收层、背接触层、背电极层、发电层第二胶膜和发电层背板玻璃;吸收层的材料为碲化镉,经过光照过程后,会出现其最大功率(Pmax)趋于稳定的现象,而稳定的定义为:经过一段时间的照射后,比较光曝晒前后所测得的最大功率,其中较大值为最大Pmp,其中较小值为最小Pmp,(最大Pmp-最小Pmp)/(最大Pmp+最小Pmp)<1%时定义为该最大功率为稳定,最大功率的改变有可能是增加或是减小。在标准光强的照射下,测量模组的效率,直到最大功率达到稳定。发电层由在光照下会产生光电流,光电流由移动的载流子所形成,载流子在流经吸收层的过程中,可以填补部分禁锢缺陷,而稳定模组电性,目前主要的手段是增加外加电流,可以减短稳定最大功率所需的最短日照时间,其中外加电流的大小为太阳能模组短路电流的0.5–2倍,持续时间为2-30分钟,此时间对于产业化来讲,时间还是略微过长。载流子浓度升高,载流子运动时受晶格散射影响较大,晶格振动较弱,晶格散射作用就小,所以载流子的迁移率在温度高时要大。本发明光照处理条件下,升温加压并通电外加电流,载流子浓度和迁移率提高,当载流子在流经吸收层的过程中,可以更快的填补部分禁锢缺陷,加快碲化镉发电玻璃Pmax稳定的时间。通过高压釜升温加压过程,光照处理并通电外加电流来缩短最大功率稳定制程时间。
本发明发电玻璃材料均选用防火材料,因此其防火等级能达到A级最高标准,完全达到建筑要求。
本发明制备方法反应易于控制、制备材料选取成本低。
附图说明
图1为本发明温隔音的发电玻璃接线盒安装方式示意图;
图2本发明发电层结构示意图;
图3为本发明高压釜内升温加压工艺曲线图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
一种保温隔音的发电玻璃,由下至上依次包括:发电层、组件胶膜、组件背板玻璃、中空层、热反射膜、外层玻璃;所述中空层包括由内至外依次设置的中空结构、中空铝隔框,所述中空铝隔框内中空腔填充有干燥剂,所述中空铝隔框内设有至少一根毛细管,每根毛细管一端伸入所述中空结构,另一端伸入所述中空铝隔框内中空腔;
所述组件侧面安装有接线盒;接线盒安装方式见图1;
所述中空铝隔框上下两侧由内至外涂覆有丁基胶、聚硫胶,使所述中空铝隔框胶合在所述组件背板玻璃和所述热反射膜之间;
所述外层玻璃为钢化玻璃,所述热反射膜为金属银膜,所述组件背板玻璃为半钢化玻璃,所述组件胶膜为PVB胶膜。
所述组件膜层厚度为0.5mm,所述组件背板玻璃厚度为6mm,所述中空层厚度为12mm,所述热反射膜厚度为30nm,所述外层玻璃厚度为10mm;所述边缘密封胶层厚度为0.34mm;
所述发电玻璃为碲化镉发电玻璃,为一种碲化镉太阳能电池组件;
如图2所示,所述发电层由下至上依次包括:减反膜涂层1、第一玻璃衬底层2、发电层第一胶膜3、第二玻璃衬底层4、透明导电膜5、窗口层6、吸收层7、背接触层8、背电极层9、发电层第二胶膜10和发电层背板玻璃11;吸收层7的材料为碲化镉;
所述减反膜涂层1为SiO2减反膜,所述第一玻璃衬底层2和第二玻璃衬底层4的材料为超白浮法玻璃,所述发电层背板玻璃11的材料为钢化玻璃,所述发电层第二胶膜10中央区域为PVB层,边缘四周设有一圈丁基胶层;所述发电层第一胶膜3为PVB胶膜;所述透明导电膜5为FTO透明导电膜;所述窗口层6的材料为硫化镉,所述背接触层8的材料为碲化锌掺杂铜,背电极层9的材料为钼;
所述丁基胶层宽度为10mm~12mm,厚度为0.5mm;所述发电层第二胶膜10中央区域PVB层厚度为0.5mm,所述发电层第一胶膜3厚度为0.76mm,所述吸收层7厚度为4-5μm,所述减反膜涂层1厚度为120nm~140nm,第一玻璃衬底层2厚度为3.2mm,第二玻璃衬底层4厚度为3.2mm,透明导电膜5厚度为800nm,窗口层6厚度为1700nm,背接触层8厚度为2000nm,背电极层9厚度为3200nm,发电层背板玻璃11厚度为10mm。
上述保温隔音的发电玻璃的制备方法,包括:
(1)制备发电层;
(2)至下往上的顺序层叠发电层、组件胶膜、组件背板玻璃得到层叠好的材料I,
将叠好的材料I置于真空层压机中,160℃加热20min,真空层压机进行抽真空10min层压压力为50KPa,层压10min;
(3)所述中空铝隔框上下两侧由内至外涂覆有丁基胶、聚硫胶,将所述中空铝隔框胶合在组件背板玻璃与底部设有热反射膜的外层玻璃之间,所述组件背板玻璃、所述中空铝隔框和所述热反射膜之间形成密封的中空结构;所述中空铝隔框内中空腔填充有干燥剂,所述中空铝隔框内设有至少一根毛细管,每根毛细管一端伸入所述中空结构,另一端伸入所述中空铝隔框内中空腔;
(4)在所述组件侧面安装接线盒;接线盒安装方式见图1;
其中,
底部设有热反射膜的外层玻璃制备过程具体包括:采用磁控溅射设备制备,功率为15Kw,真空度为3×10-8pa;
所述制备发电层过程包括:
(1a)减反膜凝胶喷涂第一玻璃衬底底部,150℃初步加热固化1h,500℃高温加热固化30min,散热,得到所述底部喷涂有减反膜涂层1的第一玻璃衬底层2;
所述减反膜凝胶为SiO2凝胶;以体积百分比计,SiO2含量为3%。
所述SiO2凝胶由SiO2和助剂混合得到;所述助剂由乙醇,正丙醇,1-甲氧基-2-丙醇和甲醇组成,乙醇,正丙醇,1-甲氧基-2-丙醇和甲醇体积比为(45-60):(25-40):(20-30):(1-2)。
(1b)至下往上的顺序层叠底部喷涂有减反膜涂层1的第一玻璃衬底层2、发电层第一胶膜3、第二玻璃衬底层4、透明导电膜5、窗口层6、吸收层7、背接触层8、背电极层9、发电层第二胶膜10和发电层背板玻璃11;吸收层7的材料为碲化镉得到层叠好的材料II;
将叠好的材料II置于真空层压机中,160℃加热20min,真空层压机进行抽真空10min层压压力为50KPa,层压10min;
(1c)所述层压II后,所述发电层背板玻璃11上固定连接接线盒,送入高压釜,采用LED灯进行光照处理条件下升温加压,并通电,从高压釜中取出,取下接线盒;
所述光照处理光照度为1000w/㎡;
所述升温升压过程为控制温度135℃,保压时间76min,压力1.3Mpa,升温加压工艺曲线图见图3;
所述通电过程具体为:直流电流源与发电层背板玻璃11上固定的接线盒的线缆点连接,输入1A的正向电流,通电30min。
本实施例保温隔音的发电玻璃,传热系数经测试为1.6W/(m2·K),平均有效隔掉噪声达到20分贝。
实施例2
本实施例和实施例1的区别仅在于:所述透明导电膜为ITO透明导电膜;背电极层的材料为镍。
实施例3
本实施例和实施例1的区别仅在于:所述透明导电膜为AZO透明导电膜。
实施例4
本实施例和实施例1的区别仅在于:吸收层的材料为掺硒碲化镉。
对照例1
本对照例和实施例1的区别仅在于:采用组件胶膜替代中空层,组件侧面安装接线盒:
一种保温隔音防水的发电玻璃,由下至上依次包括:发电层、组件胶膜、组件背板玻璃、组件胶膜、热反射膜、外层玻璃。
上述保温隔音防水的发电玻璃的制备方法,包括:
制备发电玻璃:
(2)至下往上的顺序层叠发电层、组件胶膜、组件背板玻璃、组件胶膜和底部设有热反射膜的外层玻璃得到层叠好的材料I,
将叠好的材料I置于真空层压机中,160℃加热20min,真空层压机进行抽真空10min层压压力为50KPa,层压10min;
在所述组件侧面安装接线盒。
本对照例保温隔音防水的发电玻璃,传热系数经测试为3.1W/(m2·K),平均有效隔掉噪声达到15分贝。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,上述优选实施方式不应视为对本发明的限制,本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的精神和范围内,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种保温隔音的发电玻璃,其特征在于,由下至上依次包括:发电层、组件胶膜、组件背板玻璃、中空层、热反射膜、外层玻璃;所述中空层包括由内至外依次设置的中空结构、中空铝隔框,所述中空铝隔框内中空腔填充有干燥剂,所述中空铝隔框内设有至少一根毛细管,每根毛细管一端伸入所述中空结构,另一端伸入所述中空铝隔框内中空腔。
2.根据权利要求1所述的发电玻璃,其特征在于,所述组件侧面安装有接线盒。
3.根据权利要求1所述的发电玻璃,所述中空铝隔框上下两侧由内至外涂覆有丁基胶、聚硫胶,使所述中空铝隔框胶合在所述组件背板玻璃和所述热反射膜之间。
4.根据权利要求1所述的发电玻璃,所述外层玻璃为钢化玻璃,所述热反射膜为金属银膜,所述组件背板玻璃为半钢化玻璃,所述胶膜为PVB胶膜。
5.根据权利要求1所述的发电玻璃,其特征在于,所述组件膜层厚度为0.5mm,所述组件背板玻璃厚度为6mm,所述中空层厚度为12mm,所述热反射膜厚度为30nm,所述外层玻璃厚度为10mm。
6.根据权利要求1所述的发电玻璃,其特征在于,所述发电层由下至上依次包括:减反膜涂层、第一玻璃衬底层、发电层第一胶膜、第二玻璃衬底层、透明导电膜、吸收层、背接触层、背电极层、发电层第二胶膜和发电层背板玻璃。
7.根据权利要求6所述的发电玻璃,其特征在于,所述吸收层的材料为碲化镉或掺硒碲化镉;所述减反膜涂层为SiO2减反膜,所述第一玻璃衬底层和第二玻璃衬底层的材料为超白浮法玻璃,所述发电层背板玻璃的材料为钢化玻璃,所述发电层第二胶膜中央区域为PVB层,边缘四周设有一圈丁基胶层;所述发电层第一胶膜为PVB胶膜;所述透明导电膜选自FTO透明导电膜、ITO透明导电膜和AZO透明导电膜中的任意一种;所述背接触层的材料为碲化锌掺杂铜,背电极层的材料为钼或镍。
8.权利要求1~7任意一项所述保温隔音的发电玻璃的制备方法,其特征在于,包括:至下往上的顺序层叠发电层、组件胶膜、组件背板玻璃得到层叠好的材料I,所述层叠好的材料I进行层压I;
将所述中空铝隔框胶合在组件背板玻璃与底部设有热反射膜的外层玻璃之间,所述组件背板玻璃、所述中空铝隔框和所述热反射膜之间形成密封的中空结构;所述中空铝隔框内中空腔填充有干燥剂,所述中空铝隔框内设有至少一根毛细管,每根毛细管一端伸入所述中空结构,另一端伸入所述中空铝隔框内中空腔。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法还包括:制备发电层,所述制备发电层过程包括:至下往上的顺序层叠底部喷涂有减反膜涂层的第一玻璃衬底、发电层第一胶膜、第二玻璃衬底层、透明导电膜、吸收层、背接触层、背电极层、发电层第二胶膜和发电层背板玻璃,得到得到层叠好的材料II;所述层叠好的材料II进行层压II。
10.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法还包括:在所述组件侧面安装接线盒。
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