專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于太陽(yáng)能電池板的玻璃板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及新能源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于太陽(yáng)能電池板的玻璃板。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能作為一種干凈的可再生的新能源，越來(lái)越受到人們的親睞，在人們生活、工作中有著廣泛的作用。由于照射在地球上的太陽(yáng)能非常巨大，大約40分鐘照射在地球上的太陽(yáng)能，便足以供全球人類(lèi)一年能量的消費(fèi)，所以可以說(shuō)，太陽(yáng)能是真正取之不盡、用之不竭的能源，而且太陽(yáng)能發(fā)電絕對(duì)干凈，不產(chǎn)生公害。太陽(yáng)能的使用主要分為幾個(gè)方面家庭用小型太陽(yáng)能電站、大型并網(wǎng)電站、建筑一體化光伏玻璃幕墻、太陽(yáng)能路燈、風(fēng)光互補(bǔ)路燈、風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)等，現(xiàn)在主要的應(yīng)用方式為建筑一體化和風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)。太陽(yáng)能電池板(也叫太陽(yáng)能電池組件)是具有封裝及內(nèi)部連接的、能單獨(dú)提供直流電輸出的、不可分割的最小太陽(yáng)能電池組合裝置。太陽(yáng)能電池板是有多塊太陽(yáng)能電池串聯(lián)起來(lái)的集合體。其作用是將太陽(yáng)的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來(lái)，或推動(dòng)負(fù)載工作。太陽(yáng)能電池板的質(zhì)量和成本將直接決定整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。太陽(yáng)能電池板(也稱(chēng)太陽(yáng)能電池組件)的核心是太陽(yáng)能電池片(1)單晶硅太陽(yáng)能電池單晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為15%左右，最高的達(dá)到對(duì)％，這是目前所有種類(lèi)的太陽(yáng)能電池中光電轉(zhuǎn)換效率最高的，但制作成本很大，以致于它還不能被大量廣泛和普遍地使用。由于單晶硅一般采用鋼化玻璃以及防水樹(shù)脂進(jìn)行封裝，因此其堅(jiān)固耐用，使用壽命一般可達(dá)15年，最高可達(dá)25年；(2)多晶硅太陽(yáng)能電池多晶硅太陽(yáng)電池的制作工藝與單晶硅太陽(yáng)電池差不多，但是多晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率則要降低不少，其光電轉(zhuǎn)換效率約12%左右(2004年7月1日日本夏普上市效率為14. 8%的世界最高效率多晶硅太陽(yáng)能電池)。從制作成本上來(lái)講，比單晶硅太陽(yáng)能電池要便宜一些，材料制造簡(jiǎn)便，節(jié)約電耗，總的生產(chǎn)成本較低，因此得到大量發(fā)展。此外，多晶硅太陽(yáng)能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽(yáng)能電池短。從性能價(jià)格比來(lái)講，單晶硅太陽(yáng)能電池還略好；(3)非晶硅太陽(yáng)能電池非晶硅太陽(yáng)電池是1976年出現(xiàn)的新型薄膜式太陽(yáng)電池，它與單晶硅和多晶硅太陽(yáng)電池的制作方法完全不同，工藝過(guò)程大大簡(jiǎn)化，硅材料消耗很少，電耗更低，它的主要優(yōu)點(diǎn)是在弱光條件也能發(fā)電。但非晶硅太陽(yáng)電池存在的主要問(wèn)題是光電轉(zhuǎn)換效率偏低，目前國(guó)際先進(jìn)水平為10%左右，且不夠穩(wěn)定，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，其轉(zhuǎn)換效率衰減。太陽(yáng)能電池板由太陽(yáng)能電池片、鋁合金邊框、鋼化玻璃和接線(xiàn)盒等組成。目前，用于太陽(yáng)能電池板的玻璃板基本上都是鋼化玻璃或白玻璃，太陽(yáng)能電池板使用時(shí)間久了之后，玻璃板表面會(huì)形成各種頑固污漬，影響其透光率，從而影響太陽(yáng)能電池板對(duì)光的吸收，因此定期需要人工去打掃，增添了很多麻煩。同時(shí)隨著長(zhǎng)時(shí)間的照射，太陽(yáng)輻射會(huì)引起玻璃的老化，最終影響太陽(yáng)能電池板的效率與壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于太陽(yáng)能電池板的玻璃板。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種用于太陽(yáng)能電池板的玻璃板，它包括玻璃基板、電介質(zhì)層和納米薄膜，其中，在玻璃基板上通過(guò)真空濺射法制備電介質(zhì)層，然后在電介質(zhì)層上通過(guò)溶膠凝膠法鍍制納米薄膜。本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型采用在太陽(yáng)能電池板上制備電介質(zhì)層與納米薄膜層，從而保證太陽(yáng)能電池板的更好的應(yīng)用，改進(jìn)后的太陽(yáng)能電池板具有以下特性1、延長(zhǎng)壽命納米材料具有耐候性，防止太陽(yáng)能電池板表面在高溫下驟冷引起一定程度的破裂，從而延長(zhǎng)了太陽(yáng)能電池板的壽命；2、自清潔效果由于納米粒子比表面積大、表面活性高，能自動(dòng)分解太陽(yáng)能電池板表面的污垢，頑固有機(jī)污漬等各種有機(jī)物；3、提高耐腐蝕性納米材料具有耐腐性，可使玻璃對(duì)環(huán)境中的各類(lèi)污染物質(zhì)具有一定的隔離作用，從而延遲了太陽(yáng)能電池板表面的老化速度；4、提高耐磨性納米材料具有高硬度，耐磨，有納米薄膜后的太陽(yáng)能電池板表面具有更好的耐磨性；5、由于納米薄膜具有持久性，使得改良后的太陽(yáng)能電池板的性能更具耐久性。
圖1是太陽(yáng)能電池板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是太陽(yáng)能電池板制備方法工藝流程圖；圖中，玻璃基板1、電介質(zhì)層2、納米薄膜3。
具體實(shí)施方式
太陽(yáng)能電池發(fā)電原理太陽(yáng)能電池是一對(duì)光有響應(yīng)并能將光能轉(zhuǎn)換成電力的器件。能產(chǎn)生光伏效應(yīng)的材料有許多種，如單晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化鎵，硒銦銅等。它們的發(fā)電原理基本相同，現(xiàn)以晶體為例描述光發(fā)電過(guò)程。P型晶體硅經(jīng)過(guò)摻雜磷可得N型硅， 形成P — N結(jié)。當(dāng)光線(xiàn)照射太陽(yáng)能電池表面時(shí)，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量傳遞給了硅原子，使電子發(fā)生了越遷，成為自由電子在P — N結(jié)兩側(cè)集聚形成了電位差，當(dāng)外部接通電路時(shí)，在該電壓的作用下，將會(huì)有電流流過(guò)外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個(gè)過(guò)程的實(shí)質(zhì)是光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過(guò)程。如圖1所示，本實(shí)用新型用于太陽(yáng)能電池板的玻璃板及其制備方法在玻璃基板1 上通過(guò)真空濺射法制備電介質(zhì)層2，然后在電介質(zhì)層2上通過(guò)溶膠凝膠法鍍制納米薄膜3。本實(shí)用新型在玻璃基板1上通過(guò)真空濺射法制備的電介質(zhì)層2起到減少反射的作用，從而增加光的透光率，提高了太陽(yáng)能電池板的效率。本實(shí)用新型納米薄膜3為摻雜金屬元素的二氧化鈦膜，金屬元素為摻雜鉬、鑭或鈰、鐵共摻。其中，摩爾百分含量分別為，鉬0. 3% ；鑭0. 3% ；鈰0. 1%、鐵0. 02%。二氧化鈦膜本身具有超親水和超親油性，通過(guò)納米級(jí)膜層的催化反應(yīng)可迅速降解分解脫落，達(dá)到玻璃自?xún)舻哪康摹Ｔ硎枪庹障露趸伳さ谋砻嫘纬呻娧ê陀坞x粒子， 結(jié)合空氣中的水合氧氣，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，表面形成強(qiáng)氧化性的氫氧自由基(· 0H)及超氧陰離子自由基(02_)，從而能能分解空氣中的有害氣體和部分無(wú)機(jī)化合物，并抑制細(xì)菌生長(zhǎng)和病毒的活性，打到殺菌、空氣凈化、除臭、霉等功能。而二氧化鈦摻雜金屬可以讓太陽(yáng)能電池板的自清潔效果更為顯著，是提高自清潔效果重要的途徑之一，有金、銀、鉬、鈀、鑭、鈰等，其中摻雜鉬性能最好。當(dāng)鉬或其他金屬元素?fù)诫s在二氧化鈦中時(shí)，金屬充當(dāng)催化反應(yīng)的活性中心，使光生電子和空穴快速分離，從而提高其光催化性能。本實(shí)用新型提供了一種具有自清潔、耐磨、耐腐、持久性強(qiáng)等具有更多改進(jìn)特性的的太陽(yáng)能電池板的方法，從而省去定期需要去屋頂打掃太陽(yáng)能電池板的麻煩。本實(shí)用新型采用溶膠凝膠法旋涂成膜，由此形成的膜容易，粘結(jié)強(qiáng)度大，能制備出均勻透明牢固的二氧化鈦薄膜。本實(shí)用新型提供了一種在太陽(yáng)能電池板鋼化玻璃制備電介質(zhì)層和納米薄膜的方法，從而使太陽(yáng)能電池板具有更多的特性。本實(shí)用新型采用在太陽(yáng)能電池板表面白玻璃表面由內(nèi)到外依次形成電介質(zhì)層、納米薄膜，納米薄膜選用的材料為納米二氧化鈦摻雜鉬/ 摻雜鑭/摻雜鈰、鐵。其具體步驟如下1、在太陽(yáng)能電池表面玻璃表面采用真空濺射法制備電介質(zhì)層，以減少玻璃對(duì)可見(jiàn)光的反射率。真空濺射時(shí)先在鋼化玻璃表面于200°C下進(jìn)行0. 5h的熱處理，然后采用真空濺射在氧氬氣氛圍中形成IOnm的二氧化硅電介質(zhì)層，其中濺射氣壓為0. 7pa，氧氣氬氣 =0. 1 1 ；2、用溶膠凝膠法制備摻雜0. 01%-0. 3%金屬元素的二氧化鈦溶膠，用旋涂法在電介質(zhì)層上面鍍制厚度為10-250nm的溶膠膜，用120°C _200°C的過(guò)熱蒸汽干燥10-30min ；3、以2_6°C的升溫速率，升溫至400-550°C，加溫固化l_5h ；4、對(duì)太陽(yáng)能電池板進(jìn)行鋼化處理。將處理后的太陽(yáng)能電池表面玻璃加熱到接近玻璃的軟化溫度(600°C)，通過(guò)自身的形變消除內(nèi)部應(yīng)力，然后將玻璃移出加熱爐，再用多頭噴嘴將高壓冷空氣吹向玻璃的兩面，使其迅速且均勻地冷卻至室溫，即可完成鋼化處理；5、用紫外燈對(duì)太陽(yáng)能電池板表面進(jìn)行光固化，光固化的紫外線(xiàn)波長(zhǎng)小于380nm，且照射時(shí)間為0. 5-池，光強(qiáng)度在4mW/cm2或以上，從而使納米膜能長(zhǎng)時(shí)間保持在激活狀態(tài)。本實(shí)用新型摻雜納米材料的元素也可用鐵、硫等金屬元素，效果各異。下面參照附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的上述和其他特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)更顯而易見(jiàn)。實(shí)例1在太陽(yáng)能電池板表面鍍制摻雜0. 3%鉬的納米二氧化鈦薄膜以鈦酸四丁酯為前驅(qū)體，按K(鈦酸四丁酯(乙醇(二乙酸銨)=170:575:41. 25 的比例相混合，并連續(xù)均勻攪拌lh，得溶液A。將一定量的H2PtC16 -6H20溶于水中，制成9ml溶液，將此溶液與200ml無(wú)水乙醇相混合得溶液B，將B液緩慢加入A中，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌0. 5h,然后暗處?kù)o置Mh，得到摻雜鉬的二氧化鈦溶膠。在太陽(yáng)能電池表面玻璃表面先用真空濺射法制備電介質(zhì)層，以減少玻璃可見(jiàn)光的反射率，真空濺射時(shí)先在鋼化玻璃表面于200°C下進(jìn)行0. 5h的熱處理，然后采用真空濺射在氧氬氣氛圍中形成IOnm的二氧化硅電介質(zhì)層，濺射氣壓為0. 7pa,氧氬=0. 1 ；用溶膠凝膠法制備摻雜0. 3%鉬的二氧化鈦溶膠，用旋涂法在電介質(zhì)層上面鍍制厚度為10-250nm的溶膠膜，用過(guò)熱蒸汽干燥10-30min ；以2_6°C的升溫速率，升溫至400-500°C，加溫固化 l-3h ；對(duì)太陽(yáng)能電池板在600°C下進(jìn)行鋼化處理；用紫外燈對(duì)太陽(yáng)能電池板表面進(jìn)行光固化，光固化的紫外線(xiàn)波長(zhǎng)小于380nm，且照射時(shí)間為0. 5_池，光強(qiáng)度在4mW/cm2或以上，從而使納米膜能長(zhǎng)時(shí)間保持在激活狀態(tài)。使用摻雜鉬的二氧化鈦膜使太陽(yáng)能電池板具有很好的自清潔、耐腐蝕、耐磨、持久等效果，同時(shí)大大提高了太陽(yáng)能電池板的效率和壽命。實(shí)施例2在太陽(yáng)能電池板表面鍍制摻雜0. 3%鑭的納米二氧化鈦薄膜以鈦酸四丁酯為前驅(qū)體，按K(鈦酸四丁酯(乙醇(二乙酸銨)=170:575:41. 25 的比例相混合，并連續(xù)均勻攪拌lh，得溶液A。將一定量的鑭的硝酸鹽溶于水中，制成9ml溶液，將此溶液與200ml無(wú)水乙醇相混合得溶液B，將B液緩慢加入A中，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌0. 5h,然后暗處?kù)o置Mh，得到摻雜鈀的二氧化鈦溶膠。在太陽(yáng)能電池表面玻璃表面先用真空濺射法制備電介質(zhì)層，以減少玻璃可見(jiàn)光的反射率，真空濺射時(shí)先在鋼化玻璃表面于200°C下進(jìn)行0. 5h的熱處理，然后采用真空濺射在氧氬氣氛圍中制備IOnm的二氧化硅電介質(zhì)層，濺射氣壓為0. 7pa，氧氬=0. 1 ；用溶膠凝膠法制備摻雜0. 3%鑭的二氧化鈦溶膠，用旋涂法在電介質(zhì)層上面鍍制厚度為10-250nm的溶膠膜，用過(guò)熱蒸汽干燥IOmin ；3)以2_6°C的升溫速率，升溫至400-500°C加溫固化l_3h ； 4)對(duì)太陽(yáng)能電池板在600°C下進(jìn)行鋼化處理；5)用紫外燈對(duì)太陽(yáng)能電池板表面進(jìn)行光固化，光固化的紫外線(xiàn)波長(zhǎng)小于380nm，且照射時(shí)間為0. 5_池，光強(qiáng)度在4mW/cm2或以上，從而使納米膜能長(zhǎng)時(shí)間保持在激活狀態(tài)。使用摻雜鑭的二氧化鈦膜使太陽(yáng)能電池板具有很好的自清潔、耐腐蝕、耐磨、持久等效果，同時(shí)大大提高了太陽(yáng)能電池板的效率和壽命。實(shí)例3在太陽(yáng)能電池板表面鍍制摻雜0. 1%鈰、0. 02%鐵的納米二氧化鈦薄膜以鈦酸四丁酯為前驅(qū)體，按K(鈦酸四丁酯(乙醇(二乙酸銨)=170:575:41. 25 的比例相混合，并連續(xù)均勻攪拌lh，得溶液A。將一定量鐵的硝酸鹽、鈰的硝酸鹽共溶于水中，制成9ml溶液，將此溶液與200ml 無(wú)水乙醇相混合得溶液B，將B液緩慢加入A中，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌0. 5h，然后暗處?kù)o置 24h,得到摻雜鉬的二氧化鈦溶膠。在太陽(yáng)能電池表面玻璃表面先用真空濺射法制備電介質(zhì)層，以減少玻璃可見(jiàn)光的反射率，真空濺射時(shí)先在鋼化玻璃表面于200°C下進(jìn)行0. 5h的熱處理，然后采用真空濺射在氧氬氣氛圍中形成IOnm的二氧化硅電介質(zhì)層，濺射氣壓為0. 7pa，氧氬=0. 1 ；用溶膠凝膠法制備摻雜含0. 1%鈰、0. 02%鐵的二氧化鈦溶膠，用旋涂法在電介質(zhì)層上面鍍制厚度為 10-250nm的溶膠膜，用過(guò)熱蒸汽干燥10-30min ；以2_6°C的升溫速率，升溫至400_500°C，加溫固化1- ；對(duì)太陽(yáng)能電池板在600°C下進(jìn)行鋼化處理；用紫外燈對(duì)太陽(yáng)能電池板表面進(jìn)行光固化，光固化的紫外線(xiàn)波長(zhǎng)小于380nm，且照射時(shí)間為0. 5_2h，光強(qiáng)度在4mW/cm2或以上，從而使納米膜能長(zhǎng)時(shí)間保持在激活狀態(tài)。使用鈰、鐵共摻的二氧化鈦膜使太陽(yáng)能電池板具有很好的自清潔、耐腐蝕、耐磨、 持久等效果，同時(shí)大大提高了太陽(yáng)能電池板的效率和壽命。
權(quán)利要求1. 一種用于太陽(yáng)能電池板的玻璃板，其特征在于，它包括玻璃基板(1)、電介質(zhì)層(2) 和納米薄膜(3)，其中，電介質(zhì)層(2)固定在玻璃基板(1)上，納米薄膜(3)涂覆在電介質(zhì)層 (2)上。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于太陽(yáng)能電池板的玻璃板，它包括玻璃基板、電介質(zhì)層和納米薄膜，其中，在玻璃基板上通過(guò)真空濺射法制備電介質(zhì)層，然后在電介質(zhì)層上通過(guò)溶膠凝膠法鍍制納米薄膜；本實(shí)用新型具有壽命長(zhǎng)、自清潔、耐腐蝕性高、耐磨性高、耐久性等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B32B17/00GK202219616SQ20112039324
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者陸飛飛 申請(qǐng)人:陸飛飛