一種太陽能光伏玻璃窗及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種太陽能光伏玻璃窗及其制備方法,使用浸漬法等將熒光染料摻雜在商品化的EVA薄膜中,形成EVA熒光薄膜;將制成的EVA熒光薄膜夾在兩塊玻璃板中加熱,EVA熒光薄膜熱熔膠融化后與玻璃板連成整體;玻璃板四周用有機(jī)透明膠貼上多晶硅太陽能電池,形成發(fā)電玻璃窗模型。本發(fā)明原料容易獲得,價格較低,操作簡單,容易實施。我們可以在保持玻璃窗透明性的情況下,使玻璃窗可以發(fā)電。
【專利說明】一種太陽能光伏玻璃窗及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可利用太陽能光伏發(fā)電的玻璃窗。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏建筑一體化,即BIPV (Building Integrated PV),是將太陽能發(fā)電(光伏)產(chǎn)品集成到建筑物上的技術(shù)。集成的光伏產(chǎn)品可以廣泛用于建筑物的屋頂、遮陽系統(tǒng)、幕墻以及門窗等部位。BIPV不僅要滿足光伏發(fā)電的功能要求同時還要兼顧建筑物的基本功能要求。據(jù)《2013-2017年中國光伏建筑一體化(BIPV)行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》數(shù)據(jù)顯示,到2010年止,全國已建成約1000個屋頂光伏發(fā)電項目。BIPV示范項目更在北京南站、奧運場館及上海世博園等已經(jīng)投入運行。而預(yù)計到2020年,全國將建成2萬個屋頂光伏發(fā)電項目,總?cè)萘?00萬千瓦。因此,光伏與建筑相結(jié)合是未來光伏應(yīng)用中最重要的領(lǐng)域之一,其發(fā)展前景十分廣闊,并且有著巨大的市場潛力。
[0003]目前,已有薄膜太陽能電池組件用于建筑門窗。如專利(CN 202100151 U)公開了一種太陽能發(fā)電玻璃窗,目的在于直接在玻璃窗內(nèi)嵌入薄膜太陽能玻璃電池板,以對投射到玻璃上的太陽能進(jìn)行有效利用。此類太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,功能單一,缺少透光功能。專利(CN 101615869 A)所報道的窗戶太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)雖然功能性及透光性上有了較大的改進(jìn),但是結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜,制作成本昂貴。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明的首要目的是提供一種透明且具有光轉(zhuǎn)換特性的太陽能電池用EVA膠膜,以提供一種新型的、高效的熒光太陽能激光器所構(gòu)建的透明發(fā)電玻璃窗。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種太陽能光伏玻璃窗,包括有玻璃板本體,所述的玻璃板為兩塊,在兩塊玻璃板之間設(shè)有一層EVA突光薄膜,所述玻璃板上設(shè)有至少一個多晶娃太陽能電池片。
[0007]—種太陽能光伏玻璃窗,所述多晶硅太陽能電池片通過粘膠固定設(shè)置在玻璃板的四周。
[0008]太陽能光伏玻璃窗的制作方法,按照以下步驟制作:
使用浸潰法等將熒光染料摻雜在商品化的EVA薄膜中,形成EVA熒光薄膜;將制成的EVA熒光薄膜夾在兩塊玻璃板中加熱,EVA熒光薄膜熱熔膠融化后與玻璃板連成整體;玻璃板四周用有機(jī)透明膠貼上多晶硅太陽能電池,形成發(fā)電玻璃窗模型。
[0009]太陽能光伏玻璃窗的制作方法,所述的加熱的溫度為120-130攝氏度。
[0010]制作方法中EVA熒光薄膜的制備方法,首先將熒光物質(zhì)溶解在有機(jī)溶劑中,再利用浸潰法將熒光染料摻雜在純的EVA膠膜中。
[0011]EVA熒光薄膜的制備方法:(I)將熒光物質(zhì)直接或超聲、機(jī)械攪拌的方法于室溫下溶解于有機(jī)溶劑中,熒光粉的質(zhì)量為溶劑的0.01%~10%。
[0012](2)將EVA膠膜于10~50 0C浸泡在上述(I)的溶液中,EVA膠膜與熒光粉的質(zhì)量比為1000:1; 10~600秒之后,取出膠膜,晾干,既得。
[0013]EVA熒光薄膜的制備方法,所述的有機(jī)溶劑為二氯甲烷,三氯甲烷,四氯化碳或四氫呋喃中的一種或者多種。
[0014]EVA熒光薄膜的制備方法,所述的EVA膠膜包括以下重量份數(shù)的組分:100份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物;0.01份~10份的交聯(lián)劑;0.01~5份的抗氧劑;0.01~5份的光穩(wěn)定劑;0.01~5份的增粘劑。
[0015]EVA熒光薄膜的制備方法,所述熒光物質(zhì)為熒光粉,是有機(jī)熒光染料和稀土配合物中的一種或兩種;突光粉上轉(zhuǎn)換突光粉或下轉(zhuǎn)換突光粉。
[0016]EVA熒光薄膜的制備方法,所述的交聯(lián)劑為癸二酸雙2,2,6,6四甲基哌啶醇酯N,N,-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-己二胺和 2,4-二氯-6-(1, 1,3, 3,-0 甲基丁基)氨基-1,3,5-三嗪的聚合物中的一種;抗氧劑為1,3,5-三(4-叔丁基-3-羥基-2,6-二甲基苯甲基)-1,3,5-三嗪-2,4,6- (1H,3H, 5H)-三酮/ 二(2,4- 二枯基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯復(fù)配物和2,2 ’ -亞甲基-雙-(4-乙基-6-叔丁基苯酚)中的一種;光穩(wěn)定劑為鄰,鄰-叔戊基-鄰-(2-乙基己基)-單-過氧化碳酸酯和N,N’ -雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌唳基)_1,6-己二胺和2,4- 二氯-6-(1, I, 3,3,-四甲基丁基)氨基-1,3, 5- 二嗪的聚合物中的一種;
增粘劑為g_氨丙基二乙氧基硅烷或g_氨丙基二甲氧基硅烷中的一種。
[0017]本發(fā)明較以往的技術(shù)還具有下述優(yōu)點:(I)所得的發(fā)電玻璃窗透明性很好,而且熒光染料的增加提高了集光器的光學(xué)效率。(2)利用不同熒光粉分別具備上轉(zhuǎn)換或下轉(zhuǎn)換光譜的功能,把熒光粉摻雜到EVA薄膜內(nèi)部,使得紫外至藍(lán)光區(qū)光譜或紅外區(qū)光譜轉(zhuǎn)換為可見光光譜,由于太陽能電池對可見光光譜的響應(yīng)較高,從而可以提高太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率,同時EVA是一種熱熔膠,加熱可以將兩塊玻璃板無縫隙的粘合,非常方便。(3)原料容易獲得,價格較低,操作簡單,容易實施。(4)可以設(shè)計不同顏色和形狀的玻璃窗,用于裝飾。
[0018]為了考察所涉及的熒光EVA薄膜的透明發(fā)電玻璃窗的性能指標(biāo),測試了制備好的發(fā)電玻璃窗入射光透過率,在附圖1中,發(fā)現(xiàn)在可見光(以550 nm處為參考)的吸收范圍的吸收很小,透明度很高。同時附圖2給出了摻有不同熒光分子的EVA薄膜玻璃的吸收和發(fā)射光譜,可以看出在紫外區(qū)有很強(qiáng)的吸收,在紫外光照射時,大于600 nm處有很強(qiáng)的熒光(紅外)發(fā)出。
[0019]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1摻有不同熒光分子的EVA薄膜玻璃的入射光透過率圖。
[0021]圖2摻有有機(jī)熒光染料的EVA薄膜玻璃的吸收(實線)和發(fā)射光譜(虛線)對照圖。
[0022]
[0023]【具體實施方式】
[0024]實施例1,本實施例制備的是透明且具有光轉(zhuǎn)換特性的太陽能電池用EVA膠膜。具體步驟和條件為:
稱取I g有機(jī)熒光染料,攪拌并溶解在I L 二氯甲烷中。取商品化的EVA薄膜,厚度為
0.5 mm,并裁剪為長20 cm,寬20cm的形狀。之后將膠膜在25 °C下浸泡于上述溶液中并計時,300秒后取出,自然晾干。取兩塊干凈的大小相同的玻璃板,將做好的薄膜置于兩塊玻璃板之間,對齊并放入真空干燥箱中,用重物均勻壓制玻璃板,并抽真空3-4min,然后升溫至120°C,保溫2min后,繼續(xù)加熱至135°C,然后放空,取出玻璃片,冷卻。之后,在拋光的玻璃片側(cè)面用光學(xué)膠貼上電池片,連接電路,即可。
[0025]實施例2:
本實施例制備的是透明且具有光轉(zhuǎn)換特性的太陽能電池用EVA膠膜。具體步驟和條件
為:
稱取I g稀土配合物,超聲并溶解在I L 二氯甲烷中。取EVA膠膜(厚度為0.5 mm)并裁剪為長20 cm,寬20cm的形狀。之后將膠膜在25 °C下浸泡于上述溶液中并計時,300秒后取出,自然晾干。其余同實施例1所述。
[0026]實施例3:
本實施例制備的是透明且具有光轉(zhuǎn)換特性的太陽能電池用EVA膠膜。具體步驟和條件
為:
稱取I g有機(jī)熒光染料,攪拌并溶解在I L三氯甲烷中。取EVA膠膜(厚度為0.5 mm)并裁剪為長20 cm,寬20cm的形狀。之后將膠膜在25 °C下浸泡于上述溶液中并計時,120秒后取出,自然晾干。
[0027]其余同實施例1所述。
[0028]實施例4:
本實施例制備的是透明且具有光轉(zhuǎn)換特性的太陽能電池用EVA膠膜。具體步驟和條件
為:
稱取I g有機(jī)熒光染料,攪拌并溶解在I L四氫呋喃中。取EVA膠膜(厚度為0.5 mm)并裁剪為長20 cm,寬20cm的形狀。之后將膠膜在25 °C下浸泡于上述溶液中并計時,180秒后取出,35 °C鼓風(fēng)烘干。
[0029]其余同實施例1所述。
[0030]實施例5:
本實施例制備的上述透明且具有光轉(zhuǎn)換特性的太陽能電池用EVA膠膜制備的熒光太陽能激光器以及利用后者所建的透明發(fā)電玻璃窗。具體步驟和條件為:
取上述實施例1中制備好的摻有染料的EVA膠膜,夾在兩塊玻璃板(長20 cm,寬20cm,厚度為5 mm)中于120 °C下加熱,并在最上面的玻璃片中間施加500 g的重量,熱處理10分鐘后,冷卻到室溫,裁掉玻璃邊緣滲出的EVA膠。之后在玻璃片四周用有機(jī)透明膠貼上多晶硅太陽能電池,形成發(fā)電玻璃窗。
[0031]實施例6:
本實施例制備的上述透明且具有光轉(zhuǎn)換特性的太陽能電池用EVA膠膜制備的熒光太陽能激光器以及利用后者所建的透明發(fā)電玻璃窗。具體步驟和條件為: 取上述實施例2中制備好的摻有染料的EVA膠膜,夾在兩塊玻璃板(長20 cm,寬20cm,厚度為5 mm)中于120 °C下加熱,并在最上面的玻璃片中間施加500 g的重量,熱處理10分鐘后,冷卻到室溫,裁掉玻璃邊緣滲出的EVA膠。之后在玻璃片四周用有機(jī)透明膠貼上多晶硅太陽能電池,形成發(fā)電玻璃窗。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能光伏玻璃窗,包括有玻璃板本體,其特征在于所述的玻璃板為兩塊,在兩塊玻璃板之間設(shè)有一層EVA突光薄膜,所述玻璃板上設(shè)有至少一個多晶娃太陽能電池片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種太陽能光伏玻璃窗,其特征在于所述多晶硅太陽能電池片通過粘膠固定設(shè)置在玻璃板的四周。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能光伏玻璃窗的制作方法,其特征在于按照以下步驟制作: 使用浸潰法將熒光染料摻雜在商品化的EVA薄膜中,形成EVA熒光薄膜;將制成的EVA熒光薄膜夾在兩塊玻璃板中加熱,EVA熒光薄膜熱熔膠融化后與玻璃板連成整體;玻璃板四周用有機(jī)透明膠貼上多晶硅太陽能電池,形成發(fā)電玻璃窗模型。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述太陽能光伏玻璃窗的制作方法,其特征在于:所述的加熱的溫度為120-130攝氏度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制作方法中EVA熒光薄膜的制備方法,其特征在于:首先將熒光物質(zhì)溶解在有機(jī)溶劑中,再利用浸潰法將熒光染料摻雜在純的EVA膠膜中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的EVA突光薄膜的制備方法,其特征在于:(I)將突光物質(zhì)直接或超聲、機(jī)械攪拌的方法于室溫下溶解于有機(jī)溶劑中,熒光粉的質(zhì)量為溶劑的0.01%?10% ; (2)將EVA膠膜于10?50 0C浸泡在上述(I)的溶液中,EVA膠膜與熒光粉的質(zhì)量比為1000:1,10?600秒之后,取出膠膜,晾干,既得。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的EVA熒光薄膜的制備方法,其特征在于:所述的有機(jī)溶劑為二氯甲烷,三氯甲烷,四氯化碳或四氫呋喃中的一種或者多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的EVA熒光薄膜的制備方法,其特征在于:所述的EVA膠膜包括以下重量份數(shù)的組分:100份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物;0.01份?10份的交聯(lián)劑;0.01?5份的抗氧劑;0.01?5份的光穩(wěn)定劑;0.01?5份的增粘劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的EVA熒光薄膜的制備方法,其特征在于:所述熒光物質(zhì)為突光粉,是有機(jī)突光染料和稀土配合物中的一種或兩種;突光粉上轉(zhuǎn)換突光粉或下轉(zhuǎn)換熒光粉。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的EVA熒光薄膜的制備方法,其特征在于:所述的交聯(lián)劑為癸二酸雙2,2,6,6四甲基哌啶醇酯N,N’ -雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-己二胺和2,4- 二氯-6- (1,I, 3,3,-四甲基丁基)氨基-1,3,5-三嗪的聚合物中的一種;抗氧劑為`1,3,5-三(4-叔丁基-3-羥基-2,6- 二甲基苯甲基)-1, 3,5-三嗪-2,4,6- (1H,3H, 5H)-三酮/ 二(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯復(fù)配物和2,2’ -亞甲基-雙-(4-乙基-6-叔丁基苯酹)中的一種;光穩(wěn)定劑為鄰,鄰-叔戍基-鄰-(2-乙基己基)_單-過氧化碳酸酯和N,N’ -雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)_1,6-己二胺和2,4- 二氯-6- (1,I, 3,3,-四甲基丁基)氨基-1,3,5-三嗪的聚合物中的一種; 增粘劑為g_氨丙基二乙氧基娃燒或g_氨丙基二甲氧基娃燒中的一種。
【文檔編號】H01L31/042GK103806806SQ201410029473
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】張其錦 申請人:合肥嘉偉裝飾工程有限責(zé)任公司