CN112374767A

CN112374767A - 一种光伏玻璃用功能涂层的制备方法

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Publication number: CN112374767A
Application number: CN201911082791.6A
Authority: CN
Inventors: 杨欣; 崔淑杰; 王玉琪; 赵永志
Original assignee: Shaanxi Rainbow New Materials Co ltd
Current assignee: Shaanxi Rainbow New Materials Co ltd
Priority date: 2019-11-07
Filing date: 2019-11-07
Publication date: 2021-02-19
Anticipated expiration: 2039-11-07
Also published as: CN112374767B

Abstract

本发明公开了一种光伏玻璃用功能涂层的制备方法，包括成膜颗粒制备、成膜颗粒改性、粘结剂的制备和功能涂层制备灯工艺步骤，本发明将钛酸丁酯加入到氧化石墨烯的乙醇溶液中，通过溶剂热法得到成膜颗粒，使用有色金属对成膜颗粒进行改性，将正硅酸乙酯水解制备出粘结材料，在异丙醇溶液中，以水解二氧化硅为粘结剂，改性二氧化钛/石墨烯为颗粒，非离子型表面活性剂为助剂，得到功能涂层溶液，当其应用到光伏玻璃表面时，可得到光电转换效率较高、积尘现象较轻、自清洁能力强的功能涂层。

Description

一种光伏玻璃用功能涂层的制备方法

技术领域：

本发明属于太阳能电池制造技术领域，具体涉及一种光伏玻璃用功能涂层的制备方法。

背景技术：

自从工业革命以来，人类对能源的消耗日益增长，这给地球资源和环境带来了严重威胁，同时引起了全球生态变化。传统的化石能源已经难以满足人类需求，世界各国都在积极应对，加速能源转型，新能源和可再生能源行业得到迅速发展，太阳能作为一种高效、清洁、低碳的新型能源体系，受到了越来越多的关注和应用。

光伏发电就是一种将太阳能转化为电能的有效方式，光伏组件全部应用于户外，安装的地区各不相同，组件所处环境差别较大，就中国而言，主要有三种典型安装气候条件，包括干热砂尘大气环境、温和气候下城市环境和湿热大气环境。不同的气候条件对组件的性能要求并不一致，在干热砂尘大气环境下，光伏玻璃表面积尘现象非常严重，灰尘会折损光伏组件的发电效率，降低发电量。同时，干热砂尘大气环境一般处于水源缺乏、交通不便的地区，如果经常进行组件清洗，将带来高昂的成本。因此，安装在这些地区的光伏组件表面需要增加功能性涂层，提高自清洁能力，减少清洗次数，节约维护成本。

发明内容：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种光伏玻璃用功能涂层的制备方法，该涂层可有效提高光电转换效率、减少积尘现象发生、具有良好自清洁能力、减少组件后期维护成本。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种光伏玻璃用功能涂层的制备方法，包括下述步骤：

步骤一，成膜颗粒制备：

将氧化石墨烯、乙醇和水按质量比1:(1-2):(0.2-0.5)的比例混合均匀，在常温下，超声2h，超声功率500-1000W。将钛酸丁酯和乙醇按质量比1:(5-10) 的比例混合均匀，缓慢滴加到上述溶液中，搅拌2-4h后，将混合溶液转移到高压反应釜中，于120-180℃下保温12-24h，离心分离，乙醇清洗2次，纯水清洗2次，60℃下干燥12h，得到成膜颗粒。

步骤二，成膜颗粒改性：

将成膜颗粒、有色金属溶液和水按质量比1:(0.02-0.05):(0.2-0.5)的比例混合均匀，超声10-30min，离心分离，水洗2次，80℃干燥12h，得到改性成膜颗粒。

步骤三，粘结剂的制备：

将正硅酸乙酯、水和乙醇按摩尔比1:(1-4):(10-20)的比例混合均匀，在常温下，滴定加入浓度为5％硝酸，反应6-8小时，得到三维网状粘结剂。

步骤四，功能涂层制备：

将上述步骤二中的改性成膜颗粒均匀分散到异丙醇中，然后加入步骤三中的粘结剂，再加入非离子型表面活性剂，搅拌6-24h，即可得到所述功能涂层溶液。

进一步地，氧化石墨烯和钛酸丁脂的质量比为1:(0.01-0.5)。

进一步地，有色金属溶液为Ag、Au、Pt的王水溶液，其摩尔浓度为 0.01-0.5mol/L。

进一步地，正硅酸乙酯和硝酸的摩尔比为1:(0.001-0.05)。

进一步地，改性成膜颗粒、粘结剂、非离子型表面活性剂和异丙醇的质量比为1:(1-100):(0.01-1):(5-10)。

进一步地，非离子型表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚其中的两种或两种以上。

本发明的主要有益效果在于：

1、本发明制备的光伏玻璃用功能涂层具有光电转换效率较高、积尘现象较少、自清洁能力较强等显著优点；

2、本发明制备的光伏玻璃用功能涂层工艺简单、应用方便，容易应用于实际生产。

3、本发明制备的光伏玻璃用功能涂层自清洁能力较强，适合于干热砂尘大气环境中使用。

附图说明：

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与发明的实施例一起用于解释本发明。在附图中：

图1为本发明一实施例中一种光伏玻璃用功能涂层的制备方法的示意图。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例一

一种光伏玻璃用功能涂层的制备方法，包括下述步骤：

步骤S1，成膜颗粒制备：

在锥形瓶中加入8.9g氧化石墨烯、8.9g乙醇、1.78g水，混合均匀，在常温下，超声2h，超声功率500W。将0.89g钛酸丁酯、4.45g乙醇混合均匀，缓慢滴加到上述溶液中，搅拌2h后，将混合溶液转移到高压反应釜中，于 120℃下保温12h，离心分离，乙醇清洗2次，纯水清洗2次，60℃下干燥12h，得到成膜颗粒。

步骤S2，成膜颗粒改性：

将7.6g成膜颗粒、0.15g浓度为0.01mol/L的Ag⁺溶液、3.04g水混合均匀，超声15min，离心分离，水洗2次，80℃干燥12h，得到改性成膜颗粒。

步骤S3，粘结剂的制备；

将10g正硅酸乙酯、1.73g水、27.64g乙醇混合均匀，在常温下，滴定加入浓度为5％硝酸1.51g，反应6小时，得到三维网状粘结剂。

步骤S4，功能涂层制备；

在29g异丙醇溶液中，加入5.8g步骤二中的改性成膜颗粒，分散均匀，加入步骤三中的粘结剂11.6g，搅拌均匀，再加入0.23g OP-10和0.35g AEO-7，搅拌6h，即可得到所述功能涂层溶液。

实施例二

一种光伏玻璃用功能涂层的制备方法，包括下述步骤：

步骤S1，成膜颗粒制备：

在锥形瓶中加入120g氧化石墨烯、144g乙醇、24g水，混合均匀，在常温下，超声2h，超声功率800W。将60g钛酸丁酯、480g乙醇混合均匀，缓慢滴加到上述溶液中，搅拌2h后，将混合溶液转移到高压反应釜中，于120℃下保温18h，离心分离，乙醇清洗2次，纯水清洗2次，60℃下干燥12h，得到成膜颗粒。

步骤S2，成膜颗粒改性：

将89g成膜颗粒、1.78g浓度为0.01mol/L的Ag⁺溶液、44.5g水混合均匀，超声15min，离心分离，水洗2次，80℃干燥12h，得到改性成膜颗粒。

步骤S3，粘结剂的制备；

将30g正硅酸乙酯、5.18g水、82.92g乙醇混合均匀，在常温下，滴定加入浓度为5％硝酸4.53g，反应7小时，得到三维网状粘结剂。

步骤S4，功能涂层制备；

在528g异丙醇溶液中，加入66g步骤二中的改性成膜颗粒，分散均匀，加入步骤三中的粘结剂66g，搅拌均匀，再加入18g AEO-9和15g NP-10，搅拌6h，即可得到所述功能涂层溶液。

实施例三

一种光伏玻璃用功能涂层的制备方法，包括下述步骤：

步骤S1，成膜颗粒制备：

将36.2g氧化石墨烯、43.44g乙醇、7.24g水，混合均匀，在常温下，超声2h，超声功率1000W。将13.03g钛酸丁酯、91.22g乙醇混合均匀，缓慢滴加到上述溶液中，搅拌2h后，将混合溶液转移到高压反应釜中，于160℃下保温20h，离心分离，乙醇清洗2次，纯水清洗2次，60℃下干燥12h，得到成膜颗粒。

步骤S2，成膜颗粒改性：

将39.8g成膜颗粒、0.8g浓度为0.015mol/L的Au⁺溶液、19.9g水混合均匀，超声15min，离心分离，水洗2次，80℃干燥12h，得到改性成膜颗粒。

步骤S3，粘结剂的制备；

将36g正硅酸乙酯、7.78g水、99.51g乙醇混合均匀，在常温下，滴定加入浓度为5％硝酸5.44g，反应7小时，得到三维网状粘结剂。

步骤S4，功能涂层制备；

在220g异丙醇溶液中，加入36.8g步骤二中的改性成膜颗粒，分散均匀，加入步骤三中的粘结剂110.40g，搅拌均匀，再加入12.8g AEO-7、6g NP-10 和2.28g OP-10，搅拌20h，即可得到所述功能涂层溶液。

Claims

1.一种光伏玻璃用功能涂层的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

S1)，成膜颗粒制备：

将氧化石墨烯、乙醇和水按质量比1:(1-2):(0.2-0.5)的比例混合均匀，在常温下，超声2h，超声功率500-1000W。将钛酸丁酯和乙醇按质量比1:(5-10)的比例混合均匀，缓慢滴加到上述溶液中，搅拌2-4h后，将混合溶液转移到高压反应釜中，于120-180℃下保温12-24h，离心分离，乙醇清洗2次，纯水清洗2次，60℃下干燥12h，得到成膜颗粒；

S2)，成膜颗粒改性：

将成膜颗粒、有色金属溶液和水按质量比1:(0.02-0.05):(0.2-0.5)的比例混合均匀，超声10-30min，离心分离，水洗2次，80℃干燥12h，得到改性成膜颗粒；

S3)，粘结剂的制备：

将正硅酸乙酯、水和乙醇按摩尔比1:(1-4):(10-20)的比例混合均匀，在常温下，滴定加入浓度为5％硝酸，反应6-8小时，得到三维网状粘结剂；

S4)，功能涂层制备：

将S2步骤中的改性成膜颗粒均匀分散到异丙醇中，然后加入步骤三中的粘结剂，再加入非离子型表面活性剂，搅拌6-24h，即可得到所述功能涂层溶液。

2.如权利要求1所述的光伏玻璃用功能涂层的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯和钛酸丁脂的质量比为1:(0.01-0.5)。

3.如权利要求1所述的光伏玻璃用功能涂层的制备方法，其特征在于，所述有色金属溶液为Ag、Au、Pt的王水溶液，其摩尔浓度为0.01-0.5mol/L。

4.如权利要求1所述的光伏玻璃用功能涂层的制备方法，其特征在于，所述正硅酸乙酯和硝酸的摩尔比为1:(0.001-0.05)。

5.如权利要求1所述的光伏玻璃用功能涂层的制备方法，其特征在于，所述改性成膜颗粒、粘结剂、非离子型表面活性剂和异丙醇的质量比为1:(1-100):(0.01-1):(5-10)。

6.如权利要求1所述的光伏玻璃用功能涂层的制备方法，其特征在于，所述非离子型表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚其中的两种或两种以上。