CN116997195B - 一种用于光伏建筑一体化的中空低辐射钙钛矿发电玻璃 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光伏建筑材料技术领域,公开了一种用于光伏建筑一体化的中空低辐射钙钛矿发电玻璃,包括钙钛矿光伏玻璃,钙钛矿光伏玻璃两侧通过透明胶粘剂分别粘合第一玻璃基板和第二玻璃基板,第一玻璃基板远离钙钛矿光伏玻璃一侧表面涂布自清洁涂层,第二玻璃基板远离钙钛矿光伏玻璃一侧表面边缘处通过密封胶粘合间隔条,间隔条远离第二玻璃基板一侧通过密封胶粘合第三玻璃基板,第三玻璃基板远离间隔条一侧表面沉积LOW‑E膜。本发明中空低辐射钙钛矿发电玻璃的自清洁涂层具有较高的疏水性,防止灰尘和其他污染物附着,提高了玻璃的透射系数,同时LOW‑E膜还能反射光线,提高钙钛矿光伏玻璃的光能转化。
Description
技术领域
本发明属于光伏建筑材料技术领域,具体涉及一种用于光伏建筑一体化的中空低辐射钙钛矿发电玻璃。
背景技术
太阳能作为绿色可再生资源,几乎是取之不竭的,因此太阳能发电在我国得到了广泛的应用。利用城市密集分布的建筑物结合太阳能设备进行发电,可以降低整个城市电网系统的发电压力。光伏建筑一体化技术应用在建筑窗户,既可以保证建筑的美观性和采光度,又可以补偿建筑内所消耗的电能,因此近年来,光伏建筑一体化技术在建筑上的应用得到了快速的发展,是太阳能光伏组件与建筑的完美结合。但是因为传统的光伏玻璃的热传导性能较差,采光效果不佳,从而降低了光伏建筑一体化技术的整体性能。
公开号为CN108336172A的中国发明专利中公开了一种太阳能光伏玻璃,它包括有玻璃本体和包覆层,包覆层复合包裹于玻璃本体的顶部和底部,玻璃本体与包覆层之间通过密封胶层粘结。玻璃本体的结构由外至内依次为超白钢化玻璃层、钢化双绒面玻璃层、散热层、硅太阳电池板、PVB中间胶层和钢化玻璃层,其中散热层为空腔结构,散热层由钢化双绒面玻璃层和硅太阳电池板之间通过封边固定连接而组成,封边上开设有散热孔。在该专利中,利用散热层将太阳能电池发热产生的热量通过散热孔导出,但是由于散热层比太阳能电池先接触太阳光,虽然实现了温度的风冷效果,但是由于散热层与外界接触,外界空气中含有较多灰尘杂质,这些杂质附着在钢化双绒面玻璃层上,极大程度上影响了光照效果,并且冬季,散热层与外界接触,在双绒面玻璃上结露,也会影响太阳能光伏玻璃的光照效果。同时,各个玻璃层之间需要采用胶水进行粘接,为了不影响透光率,通常需要采用透明的有机硅光学胶,但是长时间的光照使用,还是会导致粘接层老化黄变,从而影响光的穿透。
发明内容
为解决上述背景技术中提到的不足,本发明的目的在于提供一种用于光伏建筑一体化的中空低辐射钙钛矿发电玻璃,集成了自清洁玻璃、钙钛矿光伏玻璃、中空玻璃和LOW-E玻璃,自清洁涂层具有较高的疏水性,防止灰尘和其他污染物附着,提高了玻璃的透射系数,钙钛矿光伏玻璃对透射的光线吸收转化成电能,中空玻璃和LOW-E膜可以有效阻止热传递,同时LOW-E膜还能反射光线,提高钙钛矿光伏玻璃的光能转化。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种用于光伏建筑一体化的中空低辐射钙钛矿发电玻璃,包括钙钛矿光伏玻璃,钙钛矿光伏玻璃两侧通过透明胶粘剂分别粘合第一玻璃基板和第二玻璃基板,第一玻璃基板远离钙钛矿光伏玻璃一侧表面涂布自清洁涂层,第二玻璃基板远离钙钛矿光伏玻璃一侧表面边缘处通过密封胶粘合间隔条,间隔条远离第二玻璃基板一侧通过密封胶粘合第三玻璃基板,第二玻璃基板、间隔条和第三玻璃基板中间的空腔内填充惰性气体,第三玻璃基板远离间隔条一侧表面沉积LOW-E膜,钙钛矿光伏玻璃、第一玻璃基板、第二玻璃基板和第三玻璃基板外圈通过密封胶与金属框架粘合。
进一步优选地,钙钛矿光伏玻璃包括依次设置的导电玻璃层、电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层和透明电极层,导电玻璃层为ITO或FTO导电玻璃,电子传输层为二氧化钛、二氧化锡、氧化锌或富勒烯中的一种,钙钛矿吸收层为ABX3型宽禁带钙钛矿半导体,空穴传输层为聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐,透明电极层为透明导电氧化物电极。
进一步优选地,透明胶粘剂为脱醇型有机硅光学透明胶,所述透明胶粘剂包括以下重量份组分:三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷200~300份、二甲基硅油35~40份、甲基三甲氧基硅烷10~15份、偶联剂3~5份、气相白炭黑20~30份、催化剂3~5份,所述透明胶粘剂的制备方法包括以下步骤:
S1、将三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油和气相白炭黑加入反应器中负压搅拌混合,加热至120~140℃脱水3~5h,冷却后通入氮气保护;
S2、加入甲基三甲氧基硅烷,负压搅拌20~30min,再加入偶联剂和催化剂,继续负压搅拌混合10~20min,即得所述透明胶粘剂。
进一步优选地,偶联剂为对苯二胺接枝3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷,其化学反应方程式如下:
其制备方法具体包括以下步骤:
A、称取对苯二胺放入烧瓶中,加入无水乙醇,升温至60~70℃并恒温搅拌至完全溶解;
B、加入3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷,在氮气气氛下,恒温80~85℃反应10~12h,然后冷却至室温,得到所述偶联剂。
进一步优选地,催化剂为双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丁酯,所述催化剂的制备方法为:将钛酸四异丁酯和乙酰乙酸乙酯分别采用溶剂四氯化碳中配制成0.1mol/L和0.2mol/L的溶液,然后将钛酸四异丁酯溶液加热至80~85℃,将乙酰乙酸乙酯溶液按体积比1:1缓慢滴加入钛酸四异丁酯溶液中,40~60min滴毕,保温反应3~4h,减压蒸馏除去溶剂,得到所述催化剂。
进一步优选地,自清洁涂层的制备方法包括以下步骤:
a、将纳米二氧化硅与无水乙醇按照固液比1:8~10混合后加入羟基硅油,高速搅拌1h,加入氢氧化钠后继续搅拌1h,陈化24h后离心过滤,得到改性纳米二氧化硅;
b、将改性改性纳米二氧化硅和三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷溶解于正辛烷中,再加入三丁酮肟基硅烷固化剂、二月桂酸二丁基锡,以及(3-氨丙基)三乙氧基硅烷搅拌均匀得到胶液,通过喷枪将胶液均匀喷涂在第一玻璃基板表面,室温固化后得到自清洁涂层。
进一步优选地,LOW-E膜包括隔离底膜和顶膜,所述隔离底膜为Sn-Si-P-O底膜,所述隔离底膜厚度为所述顶膜为掺氟氧化锡顶膜,所述顶膜厚度为
进一步优选地,隔离底膜以单丁基三氯化锡、甲基异丁基甲酮、硅酸乙酯、亚磷酸三乙酯为前驱体,在660~670℃下于玻璃基板表面沉积多层SiO2/SnO2层,所述SiO2/SnO2层的硅元素和锡元素含量呈梯度变化,越接近玻璃基板的SiO2/SnO2层硅含量越高锡含量越低。
进一步优选地,掺氟氧化锡顶膜以单丁基三氯化锡、甲基异丁基甲酮、三氟乙酸为前驱体,在660~670℃下于玻璃基板表面沉积氟掺杂氧化锡,其中氟元素的掺杂率为2~5%。
本发明的有益效果:
本发明中空低辐射钙钛矿发电玻璃集成了自清洁玻璃、钙钛矿光伏玻璃、中空玻璃和LOW-E玻璃,自清洁玻璃的自清洁涂层具有较高的疏水性,防止灰尘和其他污染物附着,提高了玻璃的透射系数,钙钛矿光伏玻璃对透射的光线吸收转化成电能,中空玻璃和LOW-E玻璃可以有效阻止热传递,同时LOW-E玻璃还能反射光线,提高钙钛矿光伏玻璃的光能转化。
其中,自清洁玻璃的通过羟基硅油对纳米二氧化硅改性制备出具有多级粗糙机构的弹性微米级复合粒子,在于硅橡胶结合涂布在玻璃基板表面形成具有优良机械性能的超疏水涂层,超疏水涂层强力的微米级骨架和粒子外表包覆的大量具有优良自润滑性能的硅橡胶使其拥有良好的耐磨性。弹性硅橡胶基材与涂层微米级结构固化的结合,能够通过一定的形变来吸收能量,减少涂层受到的损伤。微米级镂空结构使涂层表现出自相似性,磨损后产生的新表面仍有一定的粗糙度,仍然能保持较高的疏水性能。
自清洁玻璃、钙钛矿光伏玻璃和中空玻璃之间通过透明胶粘剂进行粘合,透明胶粘剂以三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷为基胶、二甲基硅油为增塑剂和甲基三甲氧基硅烷为交联剂,偶联剂采用对苯二胺接枝3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷,在双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丁酯催化剂的作用下合成得到,其中偶联剂具有防老效果,且双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丁酯本身也具备抗黄变效果,二者复配实用,使得透明胶粘剂具有优良的耐候性,长时间暴晒也不会黄变,从而提高中空低辐射钙钛矿发电玻璃的透光性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明用于光伏建筑一体化的中空低辐射钙钛矿发电玻璃的结构示意图;
图2是本发明钙钛矿光伏玻璃的结构示意图。
图中:1-钙钛矿光伏玻璃,2-透明胶粘剂,3-第一玻璃基板,4-第二玻璃基板,5-密封胶,6-间隔条,7-第三玻璃基板,8-金属框架,101-导电玻璃层,102-电子传输层,103-钙钛矿吸收层,104-空穴传输层,105-透明电极层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
一种用于光伏建筑一体化的中空低辐射钙钛矿发电玻璃,包括钙钛矿光伏玻璃1,所述钙钛矿光伏玻璃1两侧通过透明胶粘剂2分别粘合第一玻璃基板3和第二玻璃基板4,所述第一玻璃基板3远离钙钛矿光伏玻璃1一侧表面涂布自清洁涂层,所述第二玻璃基板4远离钙钛矿光伏玻璃1一侧表面边缘处通过密封胶5粘合间隔条6,所述间隔条6远离第二玻璃基板4一侧通过密封胶5粘合第三玻璃基板7,所述第二玻璃基板4、间隔条6和第三玻璃基板7中间的空腔内填充惰性气体,所述第三玻璃基板7远离间隔条6一侧表面沉积LOW-E膜,所述钙钛矿光伏玻璃1、第一玻璃基板3、第二玻璃基板4和第三玻璃基板7外圈通过密封胶5与金属框架8粘合。
钙钛矿光伏玻璃1包括依次设置的导电玻璃层101、电子传输层102、钙钛矿吸收层103、空穴传输层104和透明电极层105,所述导电玻璃层101为ITO或FTO导电玻璃,所述电子传输层102为二氧化钛、二氧化锡、氧化锌或富勒烯中的一种,所述钙钛矿吸收层103为ABX3型宽禁带钙钛矿半导体,所述空穴传输层104为聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐,所述透明电极层105为透明导电氧化物电极。
本发明中透明胶粘剂2为脱醇型有机硅光学透明胶,所述透明胶粘剂包括以下重量份组分:三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷200~300份、二甲基硅油35~40份、甲基三甲氧基硅烷10~15份、偶联剂3~5份、气相白炭黑20~30份、催化剂3~5份,所述透明胶粘剂2的制备方法包括以下步骤:
S1、将三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油和气相白炭黑加入反应器中负压搅拌混合,加热至120~140℃脱水3~5h,冷却后通入氮气保护;
S2、加入甲基三甲氧基硅烷,负压搅拌20~30min,再加入偶联剂和催化剂,继续负压搅拌混合10~20min,即得所述透明胶粘剂。
本发明中偶联剂为对苯二胺接枝3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷,其化学反应方程式如下:
其制备方法具体包括以下步骤:
A、称取对苯二胺放入烧瓶中,加入无水乙醇,升温至60~70℃并恒温搅拌至完全溶解;
B、加入3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷,在氮气气氛下,恒温80~85℃反应10~12h,然后冷却至室温,得到所述偶联剂。
本发明中催化剂为双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丁酯,所述催化剂的制备方法为:将钛酸四异丁酯和乙酰乙酸乙酯分别采用溶剂四氯化碳中配制成0.1mol/L和0.2mol/L的溶液,然后将钛酸四异丁酯溶液加热至80~85℃,将乙酰乙酸乙酯溶液按体积比1:1缓慢滴加入钛酸四异丁酯溶液中,40~60min滴毕,保温反应3~4h,减压蒸馏除去溶剂,得到所述催化剂。
本发明自清洁涂层的制备方法包括以下步骤:
a、将纳米二氧化硅与无水乙醇按照固液比1:8~10混合后加入羟基硅油,高速搅拌1h,加入氢氧化钠后继续搅拌1h,陈化24h后离心过滤,得到改性纳米二氧化硅;
b、将改性改性纳米二氧化硅和三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷溶解于正辛烷中,再加入三丁酮肟基硅烷固化剂、二月桂酸二丁基锡,以及(3-氨丙基)三乙氧基硅烷搅拌均匀得到胶液,通过喷枪将胶液均匀喷涂在第一玻璃基板表面,室温固化后得到自清洁涂层。
本发明LOW-E膜包括隔离底膜和顶膜,所述隔离底膜为Sn-Si-P-O底膜,所述隔离底膜厚度为所述顶膜为掺氟氧化锡顶膜,所述顶膜厚度为/>其中,隔离底膜以单丁基三氯化锡、甲基异丁基甲酮、硅酸乙酯、亚磷酸三乙酯为前驱体,在660~670℃下于玻璃基板表面沉积多层SiO2/SnO2层,所述SiO2/SnO2层的硅元素和锡元素含量呈梯度变化,越接近玻璃基板的SiO2/SnO2层硅含量越高锡含量越低。掺氟氧化锡顶膜以单丁基三氯化锡、甲基异丁基甲酮、三氟乙酸为前驱体,在660~670℃下于玻璃基板表面沉积氟掺杂氧化锡,其中氟元素的掺杂率为2~5%。
实施例1
一种透明胶粘剂包括以下重量份组分:三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷200份、二甲基硅油40份、甲基三甲氧基硅烷10份、偶联剂5份、气相白炭黑20份、催化剂5份,透明胶粘剂2的制备方法包括以下步骤:
S1、将三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油和气相白炭黑加入反应器中负压搅拌混合,加热至120℃脱水5h,冷却后通入氮气保护;
S2、加入甲基三甲氧基硅烷,负压搅拌20min,再加入偶联剂和催化剂,继续负压搅拌混合20min,即得所述透明胶粘剂。
上述偶联剂为对苯二胺接枝3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷,其制备方法具体包括以下步骤:
A、称取10.1g对苯二胺放入烧瓶中,加入100mL无水乙醇,升温至60~70℃并恒温搅拌至完全溶解;
B、加入50.5g 3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷,在氮气气氛下,恒温85℃反应10h,然后冷却至室温,得到所述偶联剂。
上述催化剂为双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丁酯,其制备方法为:将钛酸四异丁酯和乙酰乙酸乙酯分别采用溶剂四氯化碳中配制成0.1mol/L和0.2mol/L的溶液,然后将钛酸四异丁酯溶液加热至85℃,将乙酰乙酸乙酯溶液按体积比1:1缓慢滴加入钛酸四异丁酯溶液中,40min滴毕,保温反应4h,减压蒸馏除去溶剂,得到所述催化剂。
实施例2
一种透明胶粘剂包括以下重量份组分:三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷250份、二甲基硅油38份、甲基三甲氧基硅烷12份、偶联剂4份、气相白炭黑25份、催化剂4份,透明胶粘剂2的制备方法包括以下步骤:
S1、将三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油和气相白炭黑加入反应器中负压搅拌混合,加热至130℃脱水4h,冷却后通入氮气保护;
S2、加入甲基三甲氧基硅烷,负压搅拌25min,再加入偶联剂和催化剂,继续负压搅拌混合15min,即得所述透明胶粘剂。
上述偶联剂为对苯二胺接枝3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷,其制备方法具体包括以下步骤:
A、称取11.3g对苯二胺放入烧瓶中,加入120mL无水乙醇,升温至65℃并恒温搅拌至完全溶解;
B、加入52.4g 3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷,在氮气气氛下,恒温82℃反应11h,然后冷却至室温,得到所述偶联剂。
上述催化剂为双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丁酯,其制备方法为:将钛酸四异丁酯和乙酰乙酸乙酯分别采用溶剂四氯化碳中配制成0.1mol/L和0.2mol/L的溶液,然后将钛酸四异丁酯溶液加热至82℃,将乙酰乙酸乙酯溶液按体积比1:1缓慢滴加入钛酸四异丁酯溶液中,50min滴毕,保温反应3.5h,减压蒸馏除去溶剂,得到所述催化剂。
实施例3
一种透明胶粘剂包括以下重量份组分:三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷300份、二甲基硅油35份、甲基三甲氧基硅烷15份、偶联剂3份、气相白炭黑30份、催化剂3份,透明胶粘剂2的制备方法包括以下步骤:
S1、将三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油和气相白炭黑加入反应器中负压搅拌混合,加热至140℃脱水3h,冷却后通入氮气保护;
S2、加入甲基三甲氧基硅烷,负压搅拌30min,再加入偶联剂和催化剂,继续负压搅拌混合10min,即得所述透明胶粘剂。
上述偶联剂为对苯二胺接枝3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷,其制备方法具体包括以下步骤:
A、称取12.4g对苯二胺放入烧瓶中,加入100mL无水乙醇,升温至70℃并恒温搅拌至完全溶解;
B、加入50.5g 3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷,在氮气气氛下,恒温85℃反应10h,然后冷却至室温,得到所述偶联剂。
上述催化剂为双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丁酯,其制备方法为:将钛酸四异丁酯和乙酰乙酸乙酯分别采用溶剂四氯化碳中配制成0.1mol/L和0.2mol/L的溶液,然后将钛酸四异丁酯溶液加热至85℃,将乙酰乙酸乙酯溶液按体积比1:1缓慢滴加入钛酸四异丁酯溶液中,40min滴毕,保温反应4h,减压蒸馏除去溶剂,得到所述催化剂。
对比例1
一种透明胶粘剂包括以下重量份组分:三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷250份、二甲基硅油38份、甲基三甲氧基硅烷12份、偶联剂4份、气相白炭黑25份、催化剂4份,偶联剂为3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷,透明胶粘剂2的制备方法包括以下步骤:
S1、将三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油和气相白炭黑加入反应器中负压搅拌混合,加热至130℃脱水4h,冷却后通入氮气保护;
S2、加入甲基三甲氧基硅烷,负压搅拌25min,再加入3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和催化剂,继续负压搅拌混合15min,即得所述透明胶粘剂。
上述催化剂为双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丁酯,其制备方法为:将钛酸四异丁酯和乙酰乙酸乙酯分别采用溶剂四氯化碳中配制成0.1mol/L和0.2mol/L的溶液,然后将钛酸四异丁酯溶液加热至82℃,将乙酰乙酸乙酯溶液按体积比1:1缓慢滴加入钛酸四异丁酯溶液中,50min滴毕,保温反应3.5h,减压蒸馏除去溶剂,得到所述催化剂。
对比例2
一种透明胶粘剂包括以下重量份组分:三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷250份、二甲基硅油38份、甲基三甲氧基硅烷12份、偶联剂4份、气相白炭黑25份、催化剂4份,催化剂为钛酸四异丁酯,透明胶粘剂2的制备方法包括以下步骤:
S1、将三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油和气相白炭黑加入反应器中负压搅拌混合,加热至130℃脱水4h,冷却后通入氮气保护;
S2、加入甲基三甲氧基硅烷,负压搅拌25min,再加入偶联剂和钛酸四异丁酯,继续负压搅拌混合15min,即得所述透明胶粘剂。
上述偶联剂为对苯二胺接枝3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷,其制备方法具体包括以下步骤:
A、称取11.2g对苯二胺放入烧瓶中,加入125mL无水乙醇,升温至65℃并恒温搅拌至完全溶解;
B、加入52.6g 3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷,在氮气气氛下,恒温82℃反应11h,然后冷却至室温,得到所述偶联剂。
将实施例1~3及对比例1~2制备的透明胶粘剂均匀的涂布在玻璃基板表面,常温固化后将玻璃基板置于紫外光辐射试验机中,在辐照度为1.10W/m2波长为420nm的紫外光下进行紫外暴露实验,累积时间对制备的透明胶粘剂进行人工老化实验,48h后观察其黄变情况,结果如下表1所示。
表1透明胶粘剂耐老化试验结果
由表1可以看出,本发明制备的透明胶粘剂具备优良的耐老化性能,长时间阳光照射不会黄变,因此不会影响中空低辐射钙钛矿发电玻璃的透光度。
实施例4
一种自清洁涂层的制备方法包括以下步骤:
a、将纳米二氧化硅与无水乙醇按照固液比1:8混合后加入羟基硅油,高速搅拌1h,加入氢氧化钠后继续搅拌1h,陈化24h后离心过滤,得到改性纳米二氧化硅;
b、将改性改性纳米二氧化硅和三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷溶解于正辛烷中,再加入三丁酮肟基硅烷固化剂、二月桂酸二丁基锡,以及(3-氨丙基)三乙氧基硅烷搅拌均匀得到胶液,通过喷枪将胶液均匀喷涂在第一玻璃基板表面,室温固化后得到自清洁涂层。
实施例5
一种自清洁涂层的制备方法包括以下步骤:
a、将纳米二氧化硅与无水乙醇按照固液比1:9混合后加入羟基硅油,高速搅拌1h,加入氢氧化钠后继续搅拌1h,陈化24h后离心过滤,得到改性纳米二氧化硅;
b、将改性改性纳米二氧化硅和三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷溶解于正辛烷中,再加入三丁酮肟基硅烷固化剂、二月桂酸二丁基锡,以及(3-氨丙基)三乙氧基硅烷搅拌均匀得到胶液,通过喷枪将胶液均匀喷涂在第一玻璃基板表面,室温固化后得到自清洁涂层。
实施例6
一种自清洁涂层的制备方法包括以下步骤:
a、将纳米二氧化硅与无水乙醇按照固液比1:10混合后加入羟基硅油,高速搅拌1h,加入氢氧化钠后继续搅拌1h,陈化24h后离心过滤,得到改性纳米二氧化硅;
b、将改性改性纳米二氧化硅和三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷溶解于正辛烷中,再加入三丁酮肟基硅烷固化剂、二月桂酸二丁基锡,以及(3-氨丙基)三乙氧基硅烷搅拌均匀得到胶液,通过喷枪将胶液均匀喷涂在第一玻璃基板表面,室温固化后得到自清洁涂层。
将实施例4~6制备的涂层分别放入pH为1的盐酸溶液、pH为14的氢氧化钠溶液以及5%氯化钠溶液中浸泡24h,取出后用水冲洗后放在室温下6h后测试疏水性(接触角)的变化,结果如表2所示。
表2清洁涂层疏水性测试结果
又表2中数据可以看出,本发明制备的自清洁涂层具有超疏水性,同时在采用酸碱和盐溶液腐蚀后任然具备超疏水性,将其应用在本发明中空低辐射钙钛矿发电玻璃的最外层,可以有效的防止灰尘和其他污染物附着。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”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发明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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (7)
1.一种用于光伏建筑一体化的中空低辐射钙钛矿发电玻璃,其特征在于,包括钙钛矿光伏玻璃,所述钙钛矿光伏玻璃两侧通过透明胶粘剂分别粘合第一玻璃基板和第二玻璃基板,所述第一玻璃基板远离钙钛矿光伏玻璃一侧表面涂布自清洁涂层,所述第二玻璃基板远离钙钛矿光伏玻璃一侧表面边缘处通过密封胶粘合间隔条,所述间隔条远离第二玻璃基板一侧通过密封胶粘合第三玻璃基板,所述第二玻璃基板、间隔条和第三玻璃基板中间的空腔内填充惰性气体,所述第三玻璃基板远离间隔条一侧表面沉积LOW-E膜,所述钙钛矿光伏玻璃、第一玻璃基板、第二玻璃基板和第三玻璃基板外圈通过密封胶与金属框架粘合;
所述透明胶粘剂为脱醇型有机硅光学透明胶,所述透明胶粘剂包括以下重量份组分:三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷200~300份、二甲基硅油35~40份、甲基三甲氧基硅烷10~15份、偶联剂3~5份、气相白炭黑20~30份、催化剂3~5份,所述透明胶粘剂的制备方法包括以下步骤:
S1、将三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油和气相白炭黑加入反应器中负压搅拌混合,加热至120~140℃脱水3~5h,冷却后通入氮气保护;
S2、加入甲基三甲氧基硅烷,负压搅拌20~30min,再加入偶联剂和催化剂,继续负压搅拌混合10~20min,即得所述透明胶粘剂;
所述偶联剂为对苯二胺接枝3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷,其化学反应方程式如下:
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其制备方法具体包括以下步骤:
A、称取对苯二胺放入烧瓶中,加入无水乙醇,升温至60~70℃并恒温搅拌至完全溶解;
B、加入 3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷,在氮气气氛下,恒温80~85℃反应10~12h,然后冷却至室温,得到所述偶联剂。
2.根据权利要求1所述的用于光伏建筑一体化的中空低辐射钙钛矿发电玻璃,其特征在于,所述钙钛矿光伏玻璃包括依次设置的导电玻璃层、电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层和透明电极层,所述导电玻璃层为ITO或FTO导电玻璃,所述电子传输层为二氧化钛、二氧化锡、氧化锌或富勒烯中的一种,所述钙钛矿吸收层为ABX3型宽禁带钙钛矿半导体,所述空穴传输层为聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐,所述透明电极层为透明导电氧化物电极。
3.根据权利要求1所述的用于光伏建筑一体化的中空低辐射钙钛矿发电玻璃,其特征在于,所述催化剂为双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丁酯,所述催化剂的制备方法为:将钛酸四异丁酯和乙酰乙酸乙酯分别采用溶剂四氯化碳中配制成0.1mol/L和0.2mol/L的溶液,然后将钛酸四异丁酯溶液加热至80~85℃,将乙酰乙酸乙酯溶液按体积比1:1缓慢滴加入钛酸四异丁酯溶液中,40~60min滴毕,保温反应3~4h,减压蒸馏除去溶剂,得到所述催化剂。
4.根据权利要求1所述的用于光伏建筑一体化的中空低辐射钙钛矿发电玻璃,其特征在于,所述自清洁涂层的制备方法包括以下步骤:
a、将纳米二氧化硅与无水乙醇按照固液比1:8~10混合后加入羟基硅油,高速搅拌1h,加入氢氧化钠后继续搅拌1h,陈化24h后离心过滤,得到改性纳米二氧化硅;
b、将改性改性纳米二氧化硅和三甲氧基硅烷封端聚二甲基硅氧烷溶解于正辛烷中,再加入三丁酮肟基硅烷固化剂、二月桂酸二丁基锡,以及(3-氨丙基)三乙氧基硅烷搅拌均匀得到胶液,通过喷枪将胶液均匀喷涂在第一玻璃基板表面,室温固化后得到自清洁涂层。
5.根据权利要求1所述的用于光伏建筑一体化的中空低辐射钙钛矿发电玻璃,其特征在于,所述LOW-E膜包括隔离底膜和顶膜,所述隔离底膜为Sn-Si-P-O底膜,所述隔离底膜厚度为800~1000Å,所述顶膜为掺氟氧化锡顶膜,所述顶膜厚度为3000~4000Å。
6.根据权利要求5所述的用于光伏建筑一体化的中空低辐射钙钛矿发电玻璃,其特征在于,所述隔离底膜以单丁基三氯化锡、甲基异丁基甲酮、硅酸乙酯、亚磷酸三乙酯为前驱体,在660~670℃下于玻璃基板表面沉积多层SiO2/SnO2层,所述SiO2/SnO2层的硅元素和锡元素含量呈梯度变化,越接近玻璃基板的SiO2/SnO2层硅含量越高锡含量越低。
7.根据权利要求5所述的用于光伏建筑一体化的中空低辐射钙钛矿发电玻璃,其特征在于,所述掺氟氧化锡顶膜以单丁基三氯化锡、甲基异丁基甲酮、三氟乙酸为前驱体,在660~670℃下于玻璃基板表面沉积氟掺杂氧化锡,其中氟元素的掺杂率为2~5%。
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