CN104830223A - 一种光电转换/减反射双功能复合型玻璃面板及处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光电转换/减反射双功能复合型玻璃面板，玻璃面板的板面涂覆有复合型涂料，该涂料由甲、乙组分涂料层及合成树脂涂料层构成；甲组分涂料层中按质量份数计包括：减反射层10-20份、P型导电体30-35份、丙烯酸改性反应性齐聚物12-16份、丙烯酸系稀释溶剂15-18份、光聚合催化剂1.2-2份、阻聚剂0.3份、添加剂0.6份；乙组分涂料层中按质量份数计包括：N型导电体60份、丙烯酸改性反应性齐聚物16-20份、丙烯酸系稀释溶剂14-18份、光聚合催化剂1.2-2份、阻聚剂0.2份、添加剂0.4份；发明能够适应现有的太阳能玻璃镀膜和钢化工艺，适合产业化推广应用，同时能够显著提高太阳能玻璃透光率和晶体硅太阳能电池光电转换效率，抗老化性能大大提高。

Description

一种光电转换/减反射双功能复合型玻璃面板及处理工艺
技术领域
本发明涉及太阳能发电设备中玻璃面板的制造技术领域，特别是一种光电转换/减反射双功能复合型玻璃面板及处理工艺。
背景技术
晶体硅太阳能电池组件一般由太阳能玻璃盖板、太阳能电池硅片、电池背板和EVA膜粘压封装，再装入固定边框构成；太阳能电池组件封装玻璃的可见光透过率一般为91.6%，其单表面反射率约4%；若在太阳能玻璃表面涂敷可见光波长四分之一厚度的减反射膜，可使单表面反射率降低到1%以下，增加可见光透过率2.5%-3.5%，在峰值波长下的可见光透过率可达95.5%。
太阳能玻璃减反射涂料主要组分是纳米SiO2、TiO2、MgF2、Al2O3、ZrO2、稀土氧化物或其混合物的水溶胶；目前太阳能玻璃减反射涂料生产和应用技术已基本成熟，工业上将溶胶凝胶法制备的水性减反射涂料辊涂在清洗干净的太阳能玻璃表面，在150-180℃下烘干固化成膜，然后在700℃左右进行钢化，同时将涂敷在太阳能玻璃表面的减反射膜烧结在太阳能玻璃表面上；在太阳能玻璃上涂敷减反射膜是一种提高太阳能电池光转换效率简便易行的方法，已在光伏产业中得到广泛应用，目前技术开发重点已转向进一步提高减反射膜的耐候性方面，以实现其在野外复杂环境中能够服务25年以上。
近年来稀土下转光材料已大量应用于农用转光塑料薄膜生产中，成功地将近紫外光转换为可见光，大大提高了塑料大棚中植物光合作用效率；半导体照明技术的迅速发展推动了稀土掺杂荧光粉的技术开发，市场上已有许多紫外光激发的商品化荧光粉供应，它们理论上也可以作为太阳能电池光转换材料；结合太阳能玻璃减反射膜生产的特定条件开发太阳能电池光转换减反射双功能膜，可在实现可见光减反射的同时，将近紫外光转换为可见光，使太阳光谱中2%-4%的紫外光通过光转换加以利用，从而提高晶体硅太阳能电池光电转换效率，将降低太阳能电池发电成本20%左右。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种光电转换/减反射双功能复合型玻璃面板及处理工艺。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种光电转换/减反射双功能复合型玻璃面板，玻璃面板的板面涂覆有复合型涂料，该涂料由甲、乙组分涂料层及合成树脂涂料层构成；
甲组分涂料层中按质量份数计包括：减反射层10-20份、P型导电体30-35份、丙烯酸改性反应性齐聚物12-16份、丙烯酸系稀释溶剂15-18份、光聚合催化剂1.2-2份、阻聚剂0.3份、添加剂0.6份；
减反射层中按质量百分数计包括：浓度5%纳米SiO2水溶胶A：25.0%-45.0%，浓度6%纳米SiO2水溶胶B：21.0%-25.0%，浓度7%纳米ZrO2水溶胶C：4.0%-6.5%，硝酸镧0.6%-0.8%，硝酸钇0.6%-0.6%，硝酸铽0.02%-0.1%，浓度5%磷酸二氢铝2.5%-4.0%，磷酸二氢铵0.02%-0.2%，磷酸0.05%-0.15%，浓度5%表面活性剂水溶液0.6%-1.5%，浓度5%偶联剂水溶液0.5%-2.0%，其余为去离子水；
其制备工艺为：
（1）按照质量百分数要求，混合浓度5%纳米SiO2水溶胶A、浓度6%纳米SiO2水溶胶B及浓度7%纳米ZrO2水溶胶C，向其中滴加硝酸镧、硝酸钇和硝酸铽水溶液；
（2）快速搅拌以上混合溶胶2-3小时，稀土金属离子迅速吸附在纳米SiO2和ZrO2水溶胶表面；
（3）将上述混合溶液在0.25MPa和90-110℃的压力釜中水热处理18-24小时；
（4）在上述混合溶液中加入浓度5%磷酸二氢铝、磷酸二氢铵、磷酸快速搅拌1-2小时后，缓慢加入浓度5%表面活性剂水溶液及浓度5%偶联剂水溶液，快速搅拌0.5-1小时后制得；
乙组分涂料层中按质量份数计包括：N型导电体60份、丙烯酸改性反应性齐聚物16-20份、丙烯酸系稀释溶剂14-18份、光聚合催化剂1.2-2份、阻聚剂0.2份、添加剂0.4份；
合成树脂涂料层按质量份数计包括：丙烯酸改性反应性齐聚物40-50份、丙烯酸系稀释溶剂50-40份、光聚合催化剂3-5份、阻聚剂0.25份、添加剂1；
P型导电体是在硅晶体中掺入硼元素，N型导电体是在硅晶体中掺入磷、锑元素；丙烯酸改性反应性齐聚物为聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯或酚醛环氧丙烯酸酯中的一种；丙烯酸系稀释溶剂为丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸单苯氧基二乙二醇脂、丙烯酸-2-羟基-3-苯氧基丙脂中的一种；光聚合催化剂为糠醛/8-羟基喹啉铝聚合物、纳米光触媒中的一种；阻聚剂为甲基丙烯酸阻聚剂或苯乙烯阻聚中的一种；添加剂为聚丙烯酸流平剂、溶剂型有机硅流平剂、羧甲基纤维素中的一种。
技术效果：磷酸二氢铝溶于水后掺杂在二氧化硅水溶胶结构中，具有良好的常温粘结性和高温胶结性，用作膜层增强剂，可提高膜层硬度和耐磨性，弥补稀土掺杂对膜强度的不利影响；
磷酸是化学试剂，在高温条件下可与二氧化硅反应除去膜层表面的活性羟基生成磷酸硅，使膜层耐候性能强化；
磷酸二氢铵是用稀氨水调节涂料酸度时产生的磷酸盐，在膜层高温处理时分解为磷酸和氨气，具有与磷酸相同功能；
表面活性剂和偶联剂有机组分在太阳能玻璃的后续钢化处理中几乎完全分解。用作涂料溶剂的去离子水采用反渗透法或离子交换法生产，具有挥发度适中、安全环保和价格低廉的优点。
本发明进一步限定的技术方案是：
进一步的，前述的光电转换/减反射双功能复合型玻璃面板，浓度5%纳米SiO2水溶胶A、浓度6%纳米SiO2水溶胶B的平均径粒为20nm，浓度7%纳米ZrO2水溶胶C的平均径粒均为35nm。
前述的光电转换/减反射双功能复合型玻璃面板，表面活性剂是月桂酸二乙醇酰胺或十二烷基硫酸钠，偶联剂是有机硅偶联剂或甲基三乙氧基硅烷。
本发明还设计了一种光电转换/减反射双功能复合型玻璃面板的处理工艺，包括如下具体步骤：
a．在玻璃面板的正、反表面均先喷涂一层合成树脂涂料层；
b．在凝固后的正、反表面合成树脂涂料层上分别喷涂甲、乙组分涂料层，并把甲组分涂料层用电极引出线引出，作为正极，乙组分涂料层用电极引出线引出，作为负极；
c．在凝固后的甲、乙组分涂料层上分别再喷涂一层合成树脂涂料层，即完成玻璃面板的处理。
本发明还设计了一种光电转换/减反射双功能复合型玻璃面板的处理工艺，包括如下具体步骤：
a.在玻璃面板一侧表面先喷涂一层合成树脂涂料层；
b.在凝固后的合成树脂涂料层上喷涂甲组分涂料层，并把甲组分涂料层用电极引出线引出，作为正极；
c.在凝固后的甲组分涂料层上，再喷涂一层合成树脂层；
d.在凝固后的合成树脂层上，喷涂一层乙组分涂料层，用电极引出线引出，作为负极；
e.在凝固后的乙组分涂料层上，再均匀喷涂一层合成树脂涂料层，即完成玻璃面板的处理。
6.根据权利要求4或5的光电转换/减反射双功能复合型玻璃面板的处理工艺，其特征在于，每层喷涂的厚度为15微米-25微米。
本发明同时具备减反射和光转换功能，可将晶体硅太阳能电池对有害的紫外光有效利用，本发明应用在太阳能玻璃上可显著提高太阳能玻璃透光率和晶体硅太阳能电池光电转换效率，抗老化性能大大提高；
本发明能适应现有的太阳能玻璃镀膜和钢化工艺，可替代现有的太阳能玻璃减反射涂料，容易产业化推广应用；本发明与现有的太阳能玻璃减反射涂料生产方法相似，生产设备兼容，不使用机溶剂和有毒有害原料，生产成本低，环保健康。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种光电转换/减反射双功能复合型玻璃面板，玻璃面板的板面涂覆有复合型涂料，该涂料由甲、乙组分涂料层及合成树脂涂料层构成；
甲组分涂料层中按质量份数计包括：减反射层10份、P型导电体30份、丙烯酸改性反应性齐聚物16份、丙烯酸系稀释溶剂15份、光聚合催化剂2份、阻聚剂0.3份、添加剂0.6份；
减反射层中按质量百分数计包括：浓度5%纳米SiO2水溶胶A：25.0%-45.0%，浓度6%纳米SiO2水溶胶B：21.0%-25.0%，浓度7%纳米ZrO2水溶胶C：4.0%-6.5%，硝酸镧0.6%-0.8%，硝酸钇0.6%-0.6%，硝酸铽0.02%-0.1%，浓度5%磷酸二氢铝2.5%-4.0%，磷酸二氢铵0.02%-0.2%，磷酸0.05%-0.15%，浓度5%表面活性剂水溶液0.6%-1.5%，浓度5%偶联剂水溶液0.5%-2.0%，其余为去离子水；
其制备工艺为：
（1）按照质量百分数要求，混合浓度5%纳米SiO2水溶胶A、浓度6%纳米SiO2水溶胶B及浓度7%纳米ZrO2水溶胶C，向其中滴加硝酸镧、硝酸钇和硝酸铽水溶液；
（2）快速搅拌以上混合溶胶2小时，稀土金属离子迅速吸附在纳米SiO2和ZrO2水溶胶表面；
（3）将上述混合溶液在0.25MPa和110℃的压力釜中水热处理18小时；
（4）在上述混合溶液中加入浓度5%磷酸二氢铝、磷酸二氢铵、磷酸快速搅拌2小时后，缓慢加入浓度5%表面活性剂水溶液及浓度5%偶联剂水溶液，快速搅拌0.5小时后制得；
乙组分涂料层中按质量份数计包括：N型导电体60份、丙烯酸改性反应性齐聚物20份、丙烯酸系稀释溶剂14份、光聚合催化剂2份、阻聚剂0.2份、添加剂0.4份；
合成树脂涂料层按质量份数计包括：丙烯酸改性反应性齐聚物40份、丙烯酸系稀释溶剂40份、光聚合催化剂3份、阻聚剂0.25份、添加剂1；
P型导电体是在硅晶体中掺入硼元素，N型导电体是在硅晶体中掺入磷、锑元素；丙烯酸改性反应性齐聚物为环氧丙烯酸酯；丙烯酸系稀释溶剂为丙烯酸苯氧基乙酯；光聚合催化剂为纳米光触媒；阻聚剂为甲基丙烯酸阻聚剂；添加剂为聚丙烯酸流平剂；
浓度5%纳米SiO2水溶胶A、浓度6%纳米SiO2水溶胶B的平均径粒为20nm，浓度7%纳米ZrO2水溶胶C的平均径粒均为35nm；
表面活性剂是月桂酸二乙醇酰胺，偶联剂是有机硅偶联剂；
本实施例中复合型玻璃面板的处理工艺包括如下具体步骤：
a．在玻璃面板的正、反表面均先喷涂一层合成树脂涂料层；
b．在凝固后的正、反表面合成树脂涂料层上分别喷涂甲、乙组分涂料层，并把甲组分涂料层用电极引出线引出，作为正极，乙组分涂料层用电极引出线引出，作为负极；
c．在凝固后的甲、乙组分涂料层上分别再喷涂一层合成树脂涂料层，即完成玻璃面板的处理。
实施例2
本实施例提供的一种光电转换/减反射双功能复合型玻璃面板，玻璃面板的板面涂覆有复合型涂料，该涂料由甲、乙组分涂料层及合成树脂涂料层构成；
甲组分涂料层中按质量份数计包括：减反射层16份、P型导电体32份、丙烯酸改性反应性齐聚物15份、丙烯酸系稀释溶剂16份、光聚合催化剂1.6份、阻聚剂0.3份、添加剂0.6份；
减反射层中按质量百分数计包括：浓度5%纳米SiO2水溶胶A：25.0%-45.0%，浓度6%纳米SiO2水溶胶B：21.0%-25.0%，浓度7%纳米ZrO2水溶胶C：4.0%-6.5%，硝酸镧0.6%-0.8%，硝酸钇0.6%-0.6%，硝酸铽0.02%-0.1%，浓度5%磷酸二氢铝2.5%-4.0%，磷酸二氢铵0.02%-0.2%，磷酸0.05%-0.15%，浓度5%表面活性剂水溶液0.6%-1.5%，浓度5%偶联剂水溶液0.5%-2.0%，其余为去离子水；
其制备工艺为：
（1）按照质量百分数要求，混合浓度5%纳米SiO2水溶胶A、浓度6%纳米SiO2水溶胶B及浓度7%纳米ZrO2水溶胶C，向其中滴加硝酸镧、硝酸钇和硝酸铽水溶液；
（2）快速搅拌以上混合溶胶2.5小时，稀土金属离子迅速吸附在纳米SiO2和ZrO2水溶胶表面；
（3）将上述混合溶液在0.25MPa和95℃的压力釜中水热处理21小时；
（4）在上述混合溶液中加入浓度5%磷酸二氢铝、磷酸二氢铵、磷酸快速搅拌1.5小时后，缓慢加入浓度5%表面活性剂水溶液及浓度5%偶联剂水溶液，快速搅拌0.8小时后制得；
乙组分涂料层中按质量份数计包括：N型导电体60份、丙烯酸改性反应性齐聚物18份、丙烯酸系稀释溶剂16份、光聚合催化剂1.6份、阻聚剂0.2份、添加剂0.4份；
合成树脂涂料层按质量份数计包括：丙烯酸改性反应性齐聚物45份、丙烯酸系稀释溶剂44份、光聚合催化剂4份、阻聚剂0.25份、添加剂1；
P型导电体是在硅晶体中掺入硼元素，N型导电体是在硅晶体中掺入磷、锑元素；丙烯酸改性反应性齐聚物为酚醛环氧丙烯酸酯；丙烯酸系稀释溶剂为丙烯酸-2-羟基-3-苯氧基丙脂；光聚合催化剂为糠醛/8-羟基喹啉铝聚合物；阻聚剂为甲基丙烯酸阻聚剂；添加剂为羧甲基纤维素；
浓度5%纳米SiO2水溶胶A、浓度6%纳米SiO2水溶胶B的平均径粒为20nm，浓度7%纳米ZrO2水溶胶C的平均径粒均为35nm；
表面活性剂是十二烷基硫酸钠，偶联剂是甲基三乙氧基硅烷；
本实施例中复合型玻璃面板的处理工艺包括如下具体步骤：
a.在玻璃面板一侧表面先喷涂一层合成树脂涂料层；
b.在凝固后的合成树脂涂料层上喷涂甲组分涂料层，并把甲组分涂料层用电极引出线引出，作为正极；
c.在凝固后的甲组分涂料层上，再喷涂一层合成树脂层；
d.在凝固后的合成树脂层上，喷涂一层乙组分涂料层，用电极引出线引出，作为负极；
e.在凝固后的乙组分涂料层上，再均匀喷涂一层合成树脂涂料层，即完成玻璃面板的处理：上述每层喷涂的厚度为21微米。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.一种光电转换/减反射双功能复合型玻璃面板，其特征在于，所述玻璃面板的板面涂覆有复合型涂料，该涂料由甲、乙组分涂料层及合成树脂涂料层构成；
所述甲组分涂料层中按质量份数计包括：减反射层10-20份、P型导电体30-35份、丙烯酸改性反应性齐聚物12-16份、丙烯酸系稀释溶剂15-18份、光聚合催化剂1.2-2份、阻聚剂0.3份、添加剂0.6份；
所述减反射层中按质量百分数计包括：浓度5%纳米SiO2水溶胶A：25.0%-45.0%，浓度6%纳米SiO2水溶胶B：21.0%-25.0%，浓度7%纳米ZrO2水溶胶C：4.0%-6.5%，硝酸镧0.6%-0.8%，硝酸钇0.6%-0.6%，硝酸铽0.02%-0.1%，浓度5%磷酸二氢铝2.5%-4.0%，磷酸二氢铵0.02%-0.2%，磷酸0.05%-0.15%，浓度5%表面活性剂水溶液0.6%-1.5%，浓度5%偶联剂水溶液0.5%-2.0%，其余为去离子水；
其制备工艺为：
（1）按照质量百分数要求，混合浓度5%纳米SiO2水溶胶A、浓度6%纳米SiO2水溶胶B及浓度7%纳米ZrO2水溶胶C，向其中滴加硝酸镧、硝酸钇和硝酸铽水溶液；
（2）快速搅拌以上混合溶胶2-3小时，稀土金属离子迅速吸附在纳米SiO2和ZrO2水溶胶表面；
（3）将上述混合溶液在0.25MPa和90-110℃的压力釜中水热处理18-24小时；
（4）在上述混合溶液中加入浓度5%磷酸二氢铝、磷酸二氢铵、磷酸快速搅拌1-2小时后，缓慢加入浓度5%表面活性剂水溶液及浓度5%偶联剂水溶液，快速搅拌0.5-1小时后制得；
所述乙组分涂料层中按质量份数计包括：N型导电体60份、丙烯酸改性反应性齐聚物16-20份、丙烯酸系稀释溶剂14-18份、光聚合催化剂1.2-2份、阻聚剂0.2份、添加剂0.4份；
所述合成树脂涂料层按质量份数计包括：丙烯酸改性反应性齐聚物40-50份、丙烯酸系稀释溶剂50-40份、光聚合催化剂3-5份、阻聚剂0.25份、添加剂1；
所述P型导电体是在硅晶体中掺入硼元素，所述N型导电体是在硅晶体中掺入磷、锑元素；所述丙烯酸改性反应性齐聚物为聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯或酚醛环氧丙烯酸酯中的一种；所述丙烯酸系稀释溶剂为丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸单苯氧基二乙二醇脂、丙烯酸-2-羟基-3-苯氧基丙脂中的一种；所述光聚合催化剂为糠醛/8-羟基喹啉铝聚合物、纳米光触媒中的一种；所述阻聚剂为甲基丙烯酸阻聚剂或苯乙烯阻聚中的一种；所述添加剂为聚丙烯酸流平剂、溶剂型有机硅流平剂、羧甲基纤维素中的一种。
2.根据权利要求1所述的光电转换/减反射双功能复合型玻璃面板，其特征在于，浓度5%纳米SiO2水溶胶A、浓度6%纳米SiO2水溶胶B的平均径粒为20nm，浓度7%纳米ZrO2水溶胶C的平均径粒均为35nm。
3.根据权利要求1所述的光电转换/减反射双功能复合型玻璃面板，其特征在于，所述表面活性剂是月桂酸二乙醇酰胺或十二烷基硫酸钠，偶联剂是有机硅偶联剂或甲基三乙氧基硅烷。
4.根据权利要求1所述的光电转换/减反射双功能复合型玻璃面板的处理工艺，其特征在于，包括如下具体步骤：
a．在玻璃面板的正、反表面均先喷涂一层合成树脂涂料层；
b．在凝固后的正、反表面合成树脂涂料层上分别喷涂甲、乙组分涂料层，并把甲组分涂料层用电极引出线引出，作为正极，乙组分涂料层用电极引出线引出，作为负极；
c．在凝固后的甲、乙组分涂料层上分别再喷涂一层合成树脂涂料层，即完成玻璃面板的处理。
5.根据权利要求1所述的光电转换/减反射双功能复合型玻璃面板的处理工艺，其特征在于，包括如下具体步骤：
a.在玻璃面板一侧表面先喷涂一层合成树脂涂料层；
b.在凝固后的合成树脂涂料层上喷涂甲组分涂料层，并把甲组分涂料层用电极引出线引出，作为正极；
c.在凝固后的甲组分涂料层上，再喷涂一层合成树脂层；
d.在凝固后的合成树脂层上，喷涂一层乙组分涂料层，用电极引出线引出，作为负极；
e.在凝固后的乙组分涂料层上，再均匀喷涂一层合成树脂涂料层，即完成玻璃面板的处理。
6.根据权利要求4或5所述的光电转换/减反射双功能复合型玻璃面板的处理工艺，其特征在于，所述每层喷涂的厚度为15微米-25微米。
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