CN109707126A - 一种发电建材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发电建材及其制备方法，所述发电建材包括面层、光电转化装置、基底层，电极；所述基底层附着于光电转化装置的第二表面；所述面层附着于光电转化装置的远离基底层的第一表面；所述面层为光学调控材料，在300nm～1300nm波长范围内加权平均透过率为10％～85％。所述电极设置在发电建材背面和/或侧边。本发明制备发电建材的方法主要包括如下步骤：取基底层清洗、干燥，将光电转化装置附着于清洗后基底层上，并引出正负电极；将混合后的面层液态原料覆盖于光电转化装置的阻隔层上，待液态原料完全固化形成面层。所述发电建材具有建材的肌理和品质，表现形式丰富多样，安装于建筑的外表不会改变建筑风格和城市景观，具有广阔的应用前景。

Description

一种发电建材及其制备方法

技术领域

本发明属于光伏领域，具体涉及一种发电建材及其制备方法。

背景技术

太阳能作为目前可被人们利用的新能源之一，虽然太阳能分布广泛且储量丰富，但是目前其生产场所均设在人烟稀少、能源消耗少的郊区、荒漠。而在人口集中、能源消耗巨大的城市中，虽然也有大量可利用的太阳能，但目前有效利用的太阳能却非常少。这是由于目前城市与太阳能结合的主要方式是光伏建筑一体化(BIPV)，但常规的BIPV所采用的光伏组件一般呈现深蓝色、灰色、黑色，其色彩、质感、肌理不理想，达不到建筑对美学的要求，难以与建筑融合。另外目前光伏组件大都采用钢化玻璃作为前封装面板，使得光伏组件易产生镜面反射，出现闪光、眩晕等光污染。这些缺点限制了光伏组件在建筑领域中的广泛使用。

基于此，专利申请CN200420085961采用不同厚度及种类的光学减反膜，使得晶体硅太阳电池呈现不同颜色；专利申请CN201020272089在玻璃基底和透明导电膜之间加入光学介质膜层，使光学介质膜层与透明玻璃基底、透明导电膜、非晶硅膜组成一个可以对太阳光谱进行选择性反射和吸收的无源滤波器***。当入射角度改变时，幕墙玻璃的颜色会发生变化，即从正面和侧面观察所看到的幕墙玻璃颜色不一样。专利申请CN201220200568在不改变电池片的前提下，通过改变EVA或PVB胶膜的颜色达到与建筑物颜色的匹配。尽管上述专利可以使光伏组件呈现彩色，拓宽光伏组件的应用范围，但上述组件色彩依然单一，而且这些光伏组件依旧采用钢化玻璃作为封装保护面层，由镜面反射所造成闪光、眩晕等光污染依旧存在。因此上述光伏组件在建筑领域中的依然无法大量使用。

发明内容

针对现有光伏组件存在的上述缺陷，本发明提供了一种发电建材，此发电建材除了和常规光伏组件一样具有利用太阳光发电的功能外，还采用具有光学调控作用的材料作为面层，使发电建材具有和大理石、花岗岩等天然石材一样的肌理和质感。由于此发电建材的面层具有光学调控作用，不仅完全消除了常规组件由于镜面反射所造成闪光、眩晕等光污染，还可以根据需要设计不同颜色和图案，呈现出丰富多彩的外观，达到和现代城市建筑艺术的高度融合，具有广阔的应用前景。另外，此发电建材的面层制备过程采用液体固化方法，制备过程中不需要高温加热，制备工艺简单，能耗低且无污染，产品成本低。此发电建材达到普通建筑外墙建材的耐候性要求，使用寿命长远大于目前普通光伏组件的使用寿命。

本发明的具体技术方案如下：

一种发电建材，所述发电建材包括面层、光电转化装置、基底层和电极；

所述光电转化装置设置有第一表面和第二表面；第一表面为受光面；所述光电转化装置与电极电连接；

所述基底层为工程结构板材，所述基底层附着于光电转化装置的第二表面；

所述面层附着于光电转化装置的远离基底层的第一表面；所述面层为光学调控材料，所述光学调控材料为具有建材的肌理和品质的半透明层，且所述半透明层在300nm～1300nm波长范围内加权平均透过率为10％～85％。

所述电极设置在发电建材背面和/或侧边。

作为优选地，所述面层由具备雾化散射效应的光学介质材料和纹理相构成；所述光学介质材料中分布具有光学调控作用的微颗粒，并形成雾度，所述光学调控微颗粒的尺寸为0.1～2μm；所述纹理相包括氧化物、碳酸盐、硫化物、酞菁、偶氮和多环中的一种或几种。

制备面层所需原料包括基料、溶剂、助剂和填料。其中填料包括纳米粒子、微米颗粒和颜料。面层原料首先按比例和工艺流程混合成液态原料，然后涂覆，最后在某一温度下固化形成具有光学调控作用的面层。部分纳米颗粒和微米颗粒分散于面层中，使透过面层的光线发生雾化散射形成雾度；由于面层内部分纳米粒子具有光致发光特性，可吸收透过面层的紫外波段光线，激发可见光波段的光线，同时分布于面层内的颜料颗粒可反射透过面层的某一波段光线，激发光和反射光共同作用在介质材料中形成色彩和图案，使面层呈现出建材的肌理和品质；此外，光伏领域中大量使用的EVA胶膜往往是因为吸收了太阳光谱中的紫外波段光子而产生发黄、老化现象，在本发明中，紫外波段光子被面层所吸收，延长了胶膜使用寿命，进而延长了发电建材的使用寿命。

同时面层内分布的光致发光纳米粒子，一方面可以吸收透过面层的紫外波段光线，减少了紫外光线对光电转化装置内高分子聚合物的辐照，延迟光电转化装置的寿命，另一方面光致发光纳米粒子可以吸收光电转化装置不能吸收的紫外波段光线，将其转化为光电转化装置能吸收的可见光波段光线，提高光电转化装置的发电效率。

作为优选的，所述光致发光纳米粒子包括InP/ZnS、CdSe/ZnS和PbS中的一种或几种。

作为优选地，按重量份计，所述面层原料包括去离子水600～800份、交联剂0.1～1份、纤维素2～5份、分散剂0.5～3份、多功能助剂0.5～3份、杀菌剂1～4份、成型剂15～30份、乙二醇2～6份、成膜助剂8～10份、无皂聚合的硅丙乳液15～28份、核-壳结构共聚而成的自交联硅丙乳液70～110份和有机硅接枝丙烯酸酯乳液50～110份。作为光扩散剂的纳米粒子和微米颗粒0.1～10份，包括纳米硫酸钡、纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、压克力型、苯乙烯型、丙烯酸树脂中的一种或几种。所述面层颜料5～15份，所述颜料为包括石绿、炭黑、云母、珊瑚、雄黄、氧化铁红、氧化铁黄、钛白、铬黄和铁蓝中的一种或几种。

进一步优选地，按重量份计，所述颜料可选择有机颜料，所述有机颜料包括偶酞菁、苯并咪唑酮、吡酮、喹吖啶酮、异吲哚啉、蒽嘧啶、乙酰乙酰芳胺中的一种或几种。

作为优选地，按重量份计，所述面层包括水玻璃30～90份、填料90～160份、增稠剂3～5份、固化剂5～9份、水14～27份、颜料1～10份，作为光扩散剂的纳米粒子和/或微米颗粒0.1～5份。所述水玻璃包括钠水玻璃和/或钾水玻璃，所述填料包括白炭黑、高岭土、重质碳酸钙、轻质碳酸钙、硅灰石粉、滑石粉、石英粉、云母粉、硅酸铝、沉淀硫酸钡和膨润土中的一种或几种；所述增稠剂包括硅凝胶、甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的一种或几种；所属固化剂包括乙烯基三胺和/或间苯二胺m-PDA。所述纳米粒子和微米颗粒包括纳米硫酸钡、纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、压克力型、苯乙烯型、丙烯酸树脂中的一种或几种。所述颜料包括石绿、炭黑、氧化铁红、氧化铁黄、铬黄、铁蓝、珠光银、珠光金、酞菁、苯并咪唑酮、吡酮、喹吖啶酮、异吲哚啉、蒽嘧啶、乙酰乙酰芳胺中的一种或几种。

作为优选地，按重量份计，所述面层原料包括基料、填料和助剂等；具体包括基料50～70份，填料5～15份，助剂3～6份，颜料1～5份，作为光扩散剂的纳米粒子和微米颗粒1～6份。基料包括氟碳树脂；填料包括白炭黑、高岭土、碳酸钙、硅灰石粉、滑石粉、石英粉、云母粉、硅酸铝、沉淀硫酸钡和膨润土中的一种或几种；助剂包括润湿剂、分散剂、消泡剂、成膜助剂、防霉剂和增稠剂中的一种或几种。进一步地，所述润湿剂包括甘油和/或二甲基亚砜；分散剂包括聚羧酸钠盐和/或聚丙烯酸铵盐；所述消泡剂包括乳化硅油、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚和聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚的一种或几种；所述成膜助剂包括十二碳酯醇；所述防霉剂包括丙酸钙、过硫酸铵和邻苯基苯酚中的一种或几种；所述增稠剂为硅凝胶、甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的一种或几种。颜料包括石绿、炭黑、云母、珊瑚、雄黄、氧化铁红、氧化铁黄、钛白、铬黄和铁蓝中的一种或几种。所述纳米粒子和/或微米颗粒包括纳米硫酸钡、纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、压克力型、苯乙烯型、丙烯酸树脂中的一种或几种。

所述光电转化装置依次包括光生空穴收集背电极、光生载流子层、光生电子收集前电极和阻隔层，所述背电极和前电极设置有电流收集装置，所述电流收集装置与电极电连接。

作为优选地，所述光电转化装置可以采用太阳电池组件，也可以采用太阳电池芯片。太阳电池组件包括晶硅太阳电池组件、薄膜太阳电池组件或两者混合；太阳电池芯片包括晶硅太阳电池芯片、薄膜太阳电池芯片或两者混合。晶硅太阳电池包括单晶硅和多晶硅太阳电池，薄膜太阳能电池包括铜铟镓硒太阳电池、砷化镓太阳电池、非晶硅太阳电池、碲化镉太阳电池、染料敏化太阳电池、铜锌锡硫太阳电池和钙钛矿太阳电池。当选用太阳电池芯片作为光电转化装置时，需要在太阳电池芯片表面制备阻隔层。只能在阻隔层上由液态固化制备面层，才能保证光电转化装置性能良好。

所述阻隔层包括陶瓷薄膜、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚乙烯-丁烯共聚物(POE)、硅胶、聚乙烯(PE)、聚乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、玻璃、有机玻璃(PMMA)、聚碳酸酯(PC)中的一种或几种。

作为优选地，当所述阻隔层只有陶瓷薄膜；所述阻隔层采用陶瓷薄膜包括氧化物、氮化物中的一种或几种。所述氧化物包括氧化硅、氧化锌或氧化钛中的一种或几种；所述氮化物包括氮化铝和/或氮化硅。

作为优选地，当所述阻隔层包括EVA、PVB、POE或硅胶时，所述阻隔层还包括前膜；其中，前膜包括玻璃和/或高分子材料；所述高分子材料包括PMMA、PC、ETFE、PVDF、FEP、PET和PET/PE中的一种或几种。

作为优选地，所述陶瓷薄膜的厚度为0.4～100μm。

作为优选地，所述陶瓷薄膜可以采用溅射法或化学气相沉积法制备得到。

作为优选地，所述电极至少包括一对电极和一个旁路二极管；旁路二极管与光电转化装置并联，形成旁路，并与正负电极电连接。当光电转化装置正常工作时，旁路二极管为断开状态，光电转化装置电流正常输出；当光电转化装置无法正常工作时，旁路二极管连通，***电流由旁路二极管绕过无法正常工作的光电转化装置，从而保证建材发电***正常工作。所述电极以插孔、插头或/和接线盒方式与电路***连接。

所述基底层为工程结构板材，所述工程结构板材吸水率在0.5％以下，包括玻璃、金属板、水泥基纤维板、柔性塑料薄膜、瓷砖中的一种或几种。上述材料既可以采用叠层的方式制成板材作为发电建材的基底层，也可以采用拼接的方式制成板材作为发电建材的基底层，除此以外采用其他任何方式制成的板材，都可以作为发电建材的基底层。

所述基底层可以在其表面直接制备光电转化装置，也可以先选用已经制备好的光电转化装置，通过后续工艺将光电转化装置附着于基底层上。

一种发电建材的制备方法，包括如下步骤：

1)取基底层按照标准清洗工艺进行清洗、干燥，然后在基底上制备光电转化装置，或将已制备完成的光电转化装置附着于清洗后基底层上，并引出正负电极；

2)将称好的原料按照一定程序混合搅拌形成液态混合物；

3)采用机械或手工方法将液态混合物涂覆于光电转化装置的第一表面上；

4)将液态面层在一定温度下静置一段时间，待面层完全固化即得到本发明所述的发电建材。

作为优选地，步骤3)所述面层可以采用手工喷涂、自动喷涂、刷涂、旋涂、打印、印刷、流浆、滚刷、刮涂、涂布的方法将液态材料制备于光电转化装置上。

作为优选地，步骤4)中所述固化温度为-10℃～100℃，固化时间为0.1s～72h。

本发明所制备的发电建材，在热循环测试中经过200次热循环，发电建材光电转化效率无变化；在湿冻测试中经过10次循环，发电建材光电转化效率无变化；双85湿热测试中经过1000h，发电建材光电转化效率无变化；所述发电建材绝缘耐压测试中，漏电流小于50微安，绝缘电阻大于50兆欧。

本发明所制备的发电建材，吸水率≤8％，50次冻融循环无破坏，不会出现炸裂和裂纹，耐人工气候老化性≥600h，耐沾污性≤20％，耐化学腐蚀性符合标准，耐洗刷性≥1000次，面层与发电层之间的附着力≥1MPa，面层的莫氏硬度≥3，达到了常规建材各项性能指标。

与现有技术相比，本发明的优势在于：

1)本发明提供的发电建材除了具有利用太阳光发电的功能外，还采用具有光学调控作用的材料作为面层，完全克服了常规光伏组件由于镜面反射所造成闪光、眩晕等光污染的缺点。

2)本发明提供的发电建材可以根据需要设计建材面层的颜色和图案，具有丰富多彩的外观，达到和现代城市建筑艺术的高度融合，具有广阔的应用前景。

3)本发明采用的面层固化温度在-10℃～100℃之间，由于固化温度低，不会对太阳电池组件造成损伤，而且发电建材制备工艺简单，能耗低且无污染，产品成本低。

4)本发明所制备的发电建材不仅面层与光电转化装置有较强附着力，而且具有较好的耐磨性能，较强的抗腐蚀性，达到普通建筑外墙建材的耐候性要求，使用寿命长远大于目前普通光伏组件的使用寿命。

附图说明

图1为本发明所制备发电建材的实物照片；

图2为实施例1所制备发电建材的I-V曲线；

图3为本发明发电建材结构图(含陶瓷薄膜)，1为面层；2为光电转化装置；3为基底层；

图4为图3所示发电建材的侧视结构图，1为面层；2-1为陶瓷薄膜；2-2为太阳电池层；2*2为光生电子收集前电极；2*3为光生空穴收集背电极；4为一对电极；

图5为本发明发电建材结构图(含前膜与胶膜)，1为面层；2为光电转化装置；3为基底层；

图6为图5所示发电建材的侧视结构图，1为面层；2-1为前膜；2-2为胶膜；2-3为太阳电池层；2*3为光生电子收集前电极；2*4为光生空穴收集背电极；4为一对电极；

图7为本发明发电建材结构图(含陶瓷薄膜)，1为面层；2为光电转化装置；3为基底层；

图8为图7所示发电建材的侧视结构图，1为面层；2-1为陶瓷薄膜；2-2为太阳电池层；3-1为第一基底层；3-2为胶膜；3-3为第二基底层；2*3为光生电子收集前电极；2*4为光生空穴收集背电极；4为一对电极；

图9为本发明发电建材结构图(含前膜与胶膜)，1为面层；2为光电转化装置；3为基底层；

图10为图9所示发电建材的侧视结构图，1为面层；2-1为前膜；2-2为胶膜；2-3为太阳电池层；3-1第一基底层；3-2为胶膜；3-3为第二基底层；2*4为光生电子收集前电极；2*5为光生空穴收集背电极；4为一对电极；

图11为本发明发电建材结构图(含前膜与胶膜)，1为面层；2为光电转化装置；3为基底层；

图12为图11所示发电建材的侧视结构图，1为面层；2-1为前膜；2-2为胶膜；2-3为太阳电池层；3-1为胶膜；3-2为第一基底；3-3为胶膜；3-4为第二基底；2*4为光生电子收集前电极；2*5为光生空穴收集背电极；4为一对电极；

图13为本发明发电建材结构图(含前膜与胶膜)，1为面层；2为光电转化装置；3为基底层；

图14为图13所示发电建材的侧视结构图，1为面层；2-1为前膜；2-2为胶膜；2-3为太阳电池层；2*3为光生电子收集前电极；2*4为光生空穴收集背电极；3-1为胶膜；3-2为基底层；4为一对电极；

具体实施方式

以下将结合附图对本发明做进一步的解释和说明，其仅用作对本发明的解释而并非限制。

请参见图3和图4，其示出了一种发电建材结构图。

发电建材包括面层、光电转化装置、基底层和电极。

所述面层由具备雾化散射效应的光学介质材料和纹理相组合构成；

所述光电转化装置依次包括光生空穴收集背电极、光生载流子层、光生电子收集前电极和阻隔层，所述背电极和前电极设置有电流收集装置，所述电流收集装置与电极电连接。

所述基底层为工程结构板材，包括玻璃、金属板、水泥基纤维板、柔性塑料薄膜、瓷砖中的一种或几种。

所述电极至少包括正负一对电极和一个旁路二极管，所述电极以插孔、插头或/和接线盒方式与***电路连接。

实施例1

一种发电建材，其基底层为柔性不锈钢箔，厚度为0.2mm。取柔性不锈钢箔清洗干净，在其上依次制备WTi阻挡层、Mo电极、铜铟镓硒膜层、硫化镉缓冲层、本征氧化锌和AZO透光前电极构成CIGS太阳电池。通过丝网印刷电流收集栅线、设置汇流条等方式引出太阳电池正负电极，并电连接发电建材正负电极。然后在CIGS表面制备3μm的氮化铝作为阻隔层，最后采用打印方法在阻隔层上制备1mm面层。所制备面层在90℃静置10min即可完全固化得到发电建材。

发电建材面层原料包括颜料与基料，配比为：按重量份计算，颜料7份，颜料包括石绿、炭黑、氧化铁红、铁蓝、珠光银、喹吖啶酮和异吲哚啉。基料包括去离子水764份、A1522交联剂0.4份、250HBR纤维素3份、5040分散剂1.5份、AMP-95多功能助剂1.5份、M30杀菌剂2.5份、R103成型剂21份、乙二醇4份、C-12成膜助剂9.5份、有机硅光扩散剂0.1份、直径为0.8μm的聚甲基丙烯酸甲酯球1份、无皂聚合的硅丙乳液21份、核-壳结构共聚而成的自交联硅丙乳液90份和有机硅接枝丙烯酸酯乳液70份。

实施例1所制备发电建材的结构如图3和图4所示，所制备发电建材光电转化率为14.8％。

图2所示为本方案所制备发电建材的I-V曲线。

实施例2

一种发电建材，其基底为玻璃，厚度为2.0mm。取玻璃基底清洗干净，在其上依次制备WTi阻挡层、Mo电极、铜锌硒硫膜层、硫化镉缓冲层、本征氧化锌和AZO透过光前电极构成CZTSe太阳电池。通过丝网印刷电流收集栅线、设置汇流条等方式引出太阳电池正负电极，并电连接发电建材正负电极。然后在CZTSe太阳电池设置PVB和玻璃作为阻隔层，最后采用打印方式在阻隔层上制备0.01mm面层。所制备面层在60℃静置0.1s即可完全固化得到所述发电建材。

面层原料配比：按重量份计，采用钾水玻璃45份，填料130份，所述填料为滑石粉、碳酸钙、高岭土的混合，其重量比例为2：1：1。直径为0.8μm的聚甲基丙烯酸甲酯球和纳米硫酸钡共1份、硅凝胶3份、十二碳醇酯1份、乙烯基三胺6份、水20份、硫酸钡光扩散剂0.2份。有机硅0.5份，颜料5份，所述颜料包括炭黑、氧、酞菁、苯并咪唑酮、吡酮、石绿和雄黄。

所制备发电建材的结构如图5和图6所示，所制备发电建材光电转化率为5.8％。

实施例3

一种发电建材，其基底为瓷砖，厚度为8.0mm。将瓷砖清洗干净并干燥，通过层压封装的方式将市售CdTe太阳电池芯片附着于瓷砖表面，在太阳电池片表面制备5μm二氧化硅阻隔层，并将芯片电极和发电建材电极连接。最后采用机械喷涂的方式在阻隔层上制备3mm面层。所制备面层在50℃静置4h即可完全固化得到所述发电建材。

建材面层原料配比：所述原料包括基料、填料、助剂等；按重量份计，基料占60份，填料占18份，助剂占3.8份。所述基料包括氟碳树脂；填料包括硅灰石粉、石英粉及膨润土，重量比为1：1.5：0.8；助剂包括二甲基亚砜0.2份、聚羧酸钠盐1.1份、乳化硅油0.3份、十二碳酯醇1.5份、邻苯基苯酚0.2份、甲基纤维素0.5份。所述面层原料还包括颜料占5份，颜料包括氧化铁黄、铬黄、铁蓝、珠光银、异吲哚啉、蒽嘧啶和乙酰乙酰芳胺；直径为1μm聚苯乙烯球和纳米碳酸钡5份。

所制备发电建材的结构如图7和图8所示，所制备发电建材光电转化率为13.8％。

实施例4

一种发电建材，其基底聚四氟乙烯板，厚度为3.0mm。将聚四氟乙烯板清洗干净并干燥，通过层压封装的方式将市售铜铟镓硒太阳电池组件附着于聚四氟乙烯板表面，并将组件电极和发电建材电极连接。由于市售铜铟镓硒太阳电池组件表面设置有PVB和玻璃，可以作为阻隔层。最后采用手工喷涂的方式在阻隔层上制备1mm面层。所制备面层在30℃静置20h即可完全固化得到所述发电建材。

建材面层原料配比：按重量份计，采用原料包括钠水玻璃75份，填料112份，所述填料为硅灰石粉、硅酸铝和高岭土的混合，其重量比为3：2：5，聚甲基丙烯酸甲酯和纳米二氧化钛3份，有机硅树脂0.1份、甲基纤维素5份、十二碳醇酯5份、间苯二胺6份、水14份、直径1μm聚甲基丙烯酸甲酯球和纳米碳酸钡0.8份、颜料10份，所述颜料包括石绿、氧化铁红、氧化铁黄、铁蓝、珠光银和珠光金。

所制备发电建材的结构如图9和图10所示，所制备发电建材光电转化率为13.1％。

实施例5

一种发电建材，其基底为氮化铝陶瓷板，厚度为5.0mm。将氮化铝陶瓷板清洗干净并干燥，通过层压封装的方式将市售单晶硅太阳电池组件附着于氮化铝陶瓷板表面，并将组件电极和发电建材电极连接。由于市售单晶硅太阳电池组件表面设置有PVB和ETFE，可以作为阻隔层。最后采用流浆的方式在阻隔层上制备5mm面层。所制备面层在-10℃静置72h即可完全固化得到所述发电建材。

面层原料包括基料、填料、助剂、颜料；按重量份计，基料占70份，填料占10份，助剂占6份，颜料占1份。所述基料采用氟碳树脂；颜料采用铬黄、铁蓝、珠光银、珠光金、酞菁、苯并咪唑酮和吡酮；填料包括石英粉及沉淀硫酸钡；助剂包括甘油0.4份、聚羧酸钠盐1.0份、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚0.4份、十二碳酯醇2份、过硫酸铵0.1份、羟丙基甲基纤维素0.6份，直径2μm聚苯乙烯球和纳米二氧化硅共占2份。所制备发电建材的结构如图11和图12所示，所制备发电建材光电转化率为15.9％。

实施例6

一种发电建材，其基底为玻璃，厚度为3.0mm。取市售多晶硅太阳电池组件将组件表面清洗干净，由于市售多晶硅太阳电池组件表面设置有PVB和玻璃，可以作为阻隔层。最后采用手工刮涂方式在阻隔层上制备2mm面层。所制备面层在40℃静置15h即可完全固化得到所述发电建材。

面层原料配比：按重量份计，所述母液包括去离子水800份、A151交联剂0.3份、250HBR纤维素2份、5040分散剂0.5份、AMP-95多功能助剂3份、M30杀菌剂1份、R103成型剂15份、乙二醇6份、C-12成膜助剂8份、纳米二氧化硅光扩散剂0.1份、无皂聚合的硅丙乳液28份、核-壳结构共聚而成的自交联硅丙乳液70份和有机硅接枝丙烯酸酯乳液110份，面层原料还包括颜料，所述颜料选择氧化铁黄、铬黄、铁蓝酞菁、苯并咪唑酮、异吲哚啉和蒽嘧啶，共1份。面层原料还包括直径2μm聚苯乙烯球和纳米碳酸钙共占7份。所制备发电建材的结构如图13和图14所示，所制备发电建材光电转化率为17.9％。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种发电建材，其特征在于，所述发电建材包括面层、光电转化装置、基底层和电极；

所述光电转化装置设置有第一表面和第二表面；第一表面为受光面；所述光电转化装置与电极电连接；

所述基底层为工程结构板材，所述基底层附着于光电转化装置的第二表面；

所述面层附着于光电转化装置的远离基底层的第一表面；所述面层为光学调控材料，所述光学调控材料为具有建材的肌理和品质的半透明层，且所述半透明层在300nm～1300nm波长范围内加权平均透过率为10％～85％；

所述电极设置在发电建材底部和/或侧边。

2.根据权利要求1所述的发电建材，其特征在于，所述面层由具备雾化散射效应的光学介质材料和纹理相构成；

所述光学介质材料中分布具有光学调控作用的微颗粒，并形成雾度，所述光学调控作用的微颗粒尺寸为0.1～2μm；

所述纹理相包括氧化物、碳酸盐、硫化物、酞菁、偶氮和多环中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的发电建材，其特征在于，所述的面层厚度为0.01～5mm。

4.根据权利要求1所述的发电建材，其特征在于，所述光电转化装置依次包括光生空穴收集背电极、光生载流子层、光生电子收集前电极和阻隔层，所述背电极和前电极设置有电流收集装置，所述电流收集装置与电极电连接。

5.根据权利要求4所述的发电建材，其特征在于，所述阻隔层包括陶瓷薄膜、高分子聚合物和高分子聚合物/玻璃复合膜中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的发电建材，其特征在于，所述基底层为工程结构板材，包括玻璃、金属板、水泥基纤维板、柔性塑料薄膜和瓷砖中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的发电建材，其特征在于，所述电极至少包括正负一对电极，还至少包括一个旁路二极管，所述电极以插孔、插头或/和接线盒方式与***电路连接。

8.一种制备权利要求1-7任一所述的发电建材的方法，包括如下步骤：

1)取基底层清洗、干燥，将光电转化装置附着于清洗后基底层上，并引出正负电极；

2)将混合后的面层液态原料覆盖于光电转化装置的阻隔层上，待液态原料完全固化形成面层。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述面层的制备方法包括手工喷涂、自动喷涂、刷涂、旋涂、打印、印刷、流浆、滚刷、刮涂或涂布。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述面层的固化温度为-10℃～100℃，固化时间为0.1s～72h。