CN115140940A - 一种蓝色系列bipv产品的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建筑光伏一体化技术领域，尤其涉及一种蓝色系列BIPV产品的制备方法，本发明采用多层叠加低消光系数纳米无机材料，分散于透明高温釉料中，再通过丝印加工，涂覆于前板玻璃表面，经过700摄氏度高温烧结形成银色系涂层。通过控制纳米无机材料在透明高温釉料中的用量，可以得到银蓝色到天蓝色各种明度不一样的低吸收可见光蓝色。

Description

一种蓝色系列BIPV产品的制备方法
技术领域
本发明属于建筑光伏一体化技术领域，尤其涉及一种蓝色系列BIPV产品的制备方法。
背景技术
太阳能电池对可见光的吸收很强，光伏组件外观普遍呈暗色，安装在建筑物上，外观单一，因此出现了彩色BIPV产品。其中色度、明暗程度不同的各种蓝色系，让建筑物外观表现力更加丰富，是建筑物广泛使用的颜色之一，目前蓝色系BIPV产品，彩釉类的，因为现有彩釉中存在颜料的光吸收较大问题，使光伏组件功率折损过大，或者UV涂料根本不适合用在建筑物上，蓝色系列薄膜类分光膜的工艺复杂，在实际使用中偏色严重，而且容易产生色差问题，制造成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种蓝色系列BIPV产品的制备方法，旨在解决常规BIPV产品颜色暗沉、单一的难题，在保证组件发电效率的前提下，使建筑外立面能呈现出各种色度、明暗程度不同的蓝色系列颜色，色调高贵，种类丰富，极大的改善建筑外观色调一致性，同时大幅降低光伏组件光电转换效率折损，而且工艺制程简单可靠。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种蓝色系列BIPV产品的制备方法，包括以下步骤：
（1）光学薄膜制备：光学薄膜由高折射率材料H和低折射率材料L复合而成，光学薄膜基础结构为HLH，每次只增加LH叠层且能多次叠加，所述高折射率材料H的厚度为20-50nm，低折射率材料L的厚度为20-80nm；
（2）在玻璃表面镀制5-7层光学薄膜，光谱曲线控制为：反射带380-550nm 反射率不低于30%，透射带为620-780nm，透射率不低于70%，吸收率小于1.0%；（3）光学薄膜分离加工：将光学薄膜与玻璃基板分开，提取光学薄膜；
（4）颜料制备：研磨光学薄膜至粉体颗粒度为10~60μm；
（5）颜料分散于透明釉料：将颜料粉体与透明釉料混合均匀，按照外观与透过率的要求来选择不同的颜料与透明釉料的混合比例；
（6）丝网印刷：按照普通玻璃丝网印刷工艺将颜料涂敷于BIPV前板玻璃表面；
（7）高温烧结：按照普通玻璃钢化步骤于700℃下进行高温烧结制得蓝色系列前板玻璃涂层的BIPV产品；
进一步的，所述步骤（1）中所述高折射率材料为二氧化钛、五氧化二铌、二氧化锌、二氧化锡中的至少一种，折射率大于2.0；所述低折射率材料为二氧化硅、三氧化二铝中的至少一种，折射率小于1.67。
进一步的，所述步骤（2）中所镀的光学薄膜材料耐700℃以上的高温。
呈色机理：对于各类民用光伏电池（主要包括晶硅，薄膜光伏电池）来说，其在太阳光照条件下的光谱响应范围基本在360-1000nm范围，与人的视觉光谱范围重合，因此，对于各种颜色类型的BIPV产品，在产品设计的时候，需要遵循的原则：颜料或彩色薄膜在要求的光谱范围内对光吸收率控制在尽可能低（≤1%）的条件下完成产品的外观颜色设计，尽可能减小对光伏电池光电转换效率的影响。银蓝色、明度、色度不同的各种蓝色BIPV光伏组件依据以上原则，精选各种镀膜材料制成可见光区域低吸收分光薄膜，在成熟工艺技术基础上提炼归纳，最终制成一种高温油墨，使得蓝色系BIPV产品的设计制造，在保证高品质的同时，后端工艺灵活性、稳定性提高，原先的复杂工艺变得简单可靠，原先的颜料选择方面的不可靠也得到了解决。
本发明具有的优点是：
1.本发明采用多层叠加低消光系数纳米无机材料，分散于透明高温釉料中，再通过丝印加工，涂覆于前板玻璃表面，经过700摄氏度高温烧结形成蓝色系涂层，通过控制纳米无机材料在透明高温釉料中的用量，可以得到银蓝色到天蓝等各种明度不一样的低吸收可见光蓝色；
2.本发明解决了常规BIPV产品颜色暗沉、单一的难题，在保证组件发电效率的前提下，使建筑外立面能呈现出各种色度、明暗程度不同的金色、咖啡色等暖色调系列颜色，色调高贵，种类丰富，极大的改善建筑外观色调一致性，同时大幅降低光伏组件光电转换效率折损，而且工艺制程简单可靠；
3.本发明与已有彩釉类型BIPV产品相比，光电转换效率折损大幅降低，折损的比例≤16%，其他普通釉料折损30%左右；与已有镀膜类型BIPV产品相比，本发明工艺简单灵活，容易控制色差，适合低成本，大批量生产，满足光伏产品25年的使用要求，加工工艺稳定。
附图说明
图1是本发明工艺流程图。
具体实施方式
实施例
以碲化镉(CdTc)薄膜太阳能BIPV产品为例来进行详细说明，其典型结构包括从上到下依次设置的前板玻璃、PVB、发电玻璃、PVB、背板玻璃，前板玻璃作为BIPV产品最外层，其外观颜色可以决定建筑物外立面颜色和整体外观效果，彩色前板玻璃的制备方法包括以下步骤：
分光膜材料和膜结构如下：
（1）光学薄膜制备：光学薄膜由高折射率材料H和低折射率材料L复合而成，光学薄膜基础结构为HLH，每次只增加LH叠层且能多次叠加，即膜层结构为HL1H1L2H2…LNHN，所述高折射率材料H的厚度为20-50nm，低折射率材料L的厚度为20-80nm，高折射率材料为二氧化钛、五氧化二铌、二氧化锌、二氧化锡中的至少一种，折射率大于2.0；所述低折射率材料为二氧化硅、三氧化二铝中的至少一种，折射率小于1.67；
（2）在玻璃表面镀制5-7层光学薄膜，光谱曲线控制为：反射带380-550nm 反射率不低于30%，透射带为620-780nm，透射率不低于70%，吸收率小于1.0%，所镀的光学薄膜材料耐700℃以上的高温；
（3）光学薄膜分离加工：将光学薄膜与玻璃基板分开，提取光学薄膜；
（4）颜料制备：研磨光学薄膜至粉体颗粒度为10~60μm；
（5）颜料分散于透明釉料：将颜料粉体与透明釉料混合均匀，按照外观与透过率的要求来选择不同的颜料与透明釉料的混合比例；
（6）丝网印刷：按照普通玻璃丝网印刷工艺将颜料涂敷于BIPV前板玻璃表面；
高温烧结：按照普通玻璃钢化步骤于700℃下进行高温烧结制得蓝色系列前板玻璃涂层的BIPV产品。
与已有彩釉类型BIPV产品相比，本发明光电转换效率折损大幅降低，折损的比例≤16%，其他普通釉料折损30%左右；与已有镀膜类型BIPV产品相比，本发明工艺简单灵活，容易控制色差。适合低成本，大批量生产，满足光伏产品25年的使用要求，加工工艺稳定。

Claims (3)

1.一种蓝色系列BIPV产品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）光学薄膜制备：光学薄膜由高折射率材料H和低折射率材料L复合而成，光学薄膜基础结构为HLH，每次只增加LH叠层且能多次叠加，所述高折射率材料H的厚度为20-50nm，低折射率材料L的厚度为20-80nm；
（2）在玻璃表面镀制5-7层光学薄膜，光谱曲线控制为：反射带380-550nm 反射率不低于30%，透射带为620-780nm，透射率不低于70%，吸收率小于1.0%；
（3）光学薄膜分离加工：将光学薄膜与玻璃基板分开，提取光学薄膜；
（4）颜料制备：研磨光学薄膜至粉体颗粒度为10~60μm；
（5）颜料分散于透明釉料：将颜料粉体与透明釉料混合均匀，按照外观与透过率的要求来选择不同的颜料与透明釉料的混合比例；
（6）丝网印刷：按照普通玻璃丝网印刷工艺将颜料涂敷于BIPV前板玻璃表面；
（7）高温烧结：按照普通玻璃钢化步骤于700℃下进行高温烧结制得蓝色系列前板玻璃涂层的BIPV产品。
2.如权利要求1所述的蓝色系列BIPV产品的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中所述高折射率材料为二氧化钛、五氧化二铌、二氧化锌、二氧化锡中的至少一种，折射率大于2.0；所述低折射率材料为二氧化硅、三氧化二铝中的至少一种，折射率小于1.67。
3.如权利要求2所述的蓝色系列BIPV产品的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中所镀的光学薄膜材料耐700℃以上的高温。
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