一種防霧霾太陽能電池及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及太陽能電池領域，尤其是涉及一種防霧霾太陽能電池及其制備方法。
【背景技術】
[0002]受石化能源消耗排放及各種污染物對大氣的影響，霧霾天氣現象出現的頻率越來越高，對人類社會產生的危害日益嚴重。利用清潔無污染且用之不竭的太陽能發電可減少對傳統化石能源的依賴，降低污染空氣的排放，從而減少霧霾的產生。然而在霧霾天氣下，大部分的太陽光會被空氣中的微小顆粒吸收或者散射，導致照射到太陽能電池的太陽光減少，極大的降低了太陽能電池的效率，同時也會阻礙太陽能電池的推廣應用。因此，如何解決這一問題是擺在研究人員面前的一道難題。
[0003]實驗研究表明，采用催化降解的方式將空氣中的氮氧化物，甲苯、甲醛、二甲苯等有害有機物，細菌、病毒等微生物徹底分解成無害的小分子氣體，如N2、C0jP H20等，是一種行之有效的除霧霾方法。二氧化鈦由于其良好的化學穩定性、抗磨損性、低成本、無毒等特點以及在紫外或可見光下具有很強的氧化還原能力而成為最具應用潛力的光催化劑。僅僅通過光催化降解的作用雖然效果明顯，但是治標不治本，并不能從根本上完全除去霧霾對太陽能電池的影響。根據當前我國發展的實際情況，尋找一種標本兼治、防治結合的方法尤為緊要。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題在于克服霧霾對太陽能電池的影響，提供一種具有良好的耐水性、環保性，高透性的太陽能電池及其制備方法。
[0005]本發明采用的太陽能電池的技術方案為:
[0006]—種防霧霾太陽能電池，由依次疊合的三層結構組成；接收太陽光的一面為前板層，中間為太陽能電池片，底層為背板層；三層結構層壓封裝在一起。
[0007]所述的前板層由前板基體層和覆蓋在前板基體層外表面的前板薄膜層構成；所述的背板層由背板基體層和覆蓋在被板基體層外表面的背板薄膜層構成；所述的前板基體層、背板基體層均為透明薄膜層；所述的前板薄膜層、背板薄膜層均為納米二氧化鈦層。
[0008]所述的前板基體層、背板基體層各為玻璃或為納米鋁礬土與有機聚合物材料混合而成的透明薄膜層。
[0009]所述的有機聚合物材料為四氟乙烯共聚物或聚對苯二甲酸乙二醇。
[0010]所述的前板基體層中的有機聚合物為四氟乙烯共聚物。
[0011 ] 所述的背板基體層中的有機聚合物為聚對苯二甲酸乙二醇。
[0012]所述的前板層厚度為0.1-5_。
[0013]所述的背板層厚度為0.1-5_。
[0014]本發明所提供的太陽能前板層和太陽背板層是利用納米活性鋁礬土、納米二氧化鈦和太陽能電池封裝材料之間的協同作用，利用納米二氧化鈦的光催化作用，能夠催化降解導致二次顆粒物污染的有害氣體及尾氣中的PM2.5顆粒物，轉化為相應的碳酸鹽和硝酸鹽，較好的融入7K，從而達到除霧霾效果；與此同時，納米二氧化鈦的加入，使太陽能電池前板層表面具有一定的絨面結構，加上納米二氧化鈦的良好分散性和自清潔作用，能夠防止灰塵的沾粘，改善了封裝材料的光學透過率，一定程度上提高了太陽能電池的效率；最后，納米鋁礬土具有很強的活性，絕緣性，能很好的與封裝材料結合，形成熱塑通道，增加了封裝材料的散熱效果，也在一定程度上改善太陽能電池的性能。
[0015]本發明防霧霾太陽能電池，由于其前、后板層具有良好的耐水性、環保性，并利用納米二氧化鈦的光催化作用，催化降解汽車尾氣中導致二次顆粒物污染的有害氣體及汽車尾氣中的PM2.5顆粒物，因而大大消除了污染物對太陽能電池的影響，達到既利用太陽光既發電又除霧霾的效果。與此同時，納米二氧化鈦摻入，改善了前板層的光學透過率、清潔度，納米鋁礬土的摻入，提高封裝材料的散熱性能，此發明改進可將太陽能電池的轉換效率在現有基礎上提高15% -30%。制備的防霧霾太陽能電池，擴大了對太陽光的感應范圍，實現了光學催化和光電轉換的結合利用，在太陽能電池及環保節能領域具有很好的應用前景。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的結構示意簡圖。
[0017]圖中:1為前板層，1-1為前板基體層，1-2為前板薄膜層，2為太陽能電池片，3為背板層，2-1為背板基體層，2-2為背板薄膜層。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，本發明一種防霧霾太陽能電池，由依次疊合的三層結構組成。接收太陽光的一面為前板層1，中間為太陽能電池片2，底層為背板層3。其中，前板層1由前板基體層1-1和覆蓋在前板基體層1-1外表面的前板薄膜層1-2構成；背板層3由背板基體層2-1和覆蓋在被板基體層2-1外表面的背板薄膜層2-2構成。所述的前板基體層1-1、背板基體層2-1各為玻璃或為納米鋁礬土與有機聚合物材料混合而成的透明薄膜層，主要作用改善前板層1、背板層3的結構，并起到與太陽能電池層2之間的絕緣作用，同時由于具有晶體結構，形成網狀形，產生熱通道，使其前后板的熱傳導能力加強，從而在一定程度上改善太陽能電池的效率。作為實施例，所述的有機聚合物材料可以使用四氟乙烯共聚物或聚對苯二甲酸乙二醇酯等。所述的前板薄膜層1-2、背板薄膜層2-2均為納米二氧化鈦層，其主要作用是改善太陽能電池前板層1的光學透過率，同時具有光學催化和自清潔作用，具有對前板層1和背板層3上除霧霾和防灰塵沾粘的效果，防止了霧霾和灰塵對太陽能電池的影響。
[0019]下面說明本發明的制備方法:
[0020]1、制作太陽能電池前板層
[0021]按照一定的質量配比，先將四氟乙烯共聚物顆粒和活性鋁礬土混合均勻后加熱，溫度為300-370°C，攪拌5-20min，在攪拌的過程中在混合物溶液表層均勻鋪撒納米二氧化鈦，直至表面鋪蓋均勻；最后層壓拉伸成薄膜即制成前板層。所制備的前板層厚度為0.l_5mm。作為實施例，前板層的原料配比質量份為:納米二氧化鈦1份，活性招鞏土 1_6份，四氟乙烯共聚物5-10份。
[0022]2、制作太陽能電池背板層
[0023]按照一定的質量配比，先將聚對苯二甲酸乙二醇酯顆粒和活性鋁礬土混合均勻后加熱，溫度為250-300°C，攪拌10-20min，在攪拌的過程中在混合物溶液表層均勻鋪撒納米二氧化鈦，直至表面鋪蓋均勻，最后層壓拉伸成薄膜即制成背板層。所制備的背板層厚度為
0.l_5mm。作為實施例，背板層的原料配比質量份為:納米二氧化鈦1份，活性招鞏土 1_6份，聚對苯二甲酸乙二醇酯5-10份。
[0024]3、總裝太陽能電池
[0025]將背板層、太陽能電池片和前板層依此從下往上疊放固定，然后進行層壓封裝，其封裝與現有技術的工藝相同，最后得到本防霧霾太陽能電池。
[0026]需要提出的是上述的四氟乙烯共聚物只是一種特例，其他具有一定透過率，防水、耐高溫的透明薄膜，如PI，都屬本專利保護范圍。上述的聚對苯二甲酸乙二醇酯也只是一種特例，其他防水、耐高溫的透明薄膜都屬本專利保護范圍。
【主權項】
1.一種防霧霾太陽能電池，由依次疊合的三層結構組成；其特征在于:接收太陽光的一面為前板層(1)，中間為太陽能電池片(2)，底層為背板層(3);三層結構層壓封裝在一起。2.根據權利要求1所述的太陽能電池，其特征在于:所述的前板層(1)由前板基體層(1-1)和覆蓋在前板基體層(1-1)外表面的前板薄膜層(1-2)構成；所述的背板層(3)由背板基體層(2-1)和覆蓋在被板基體層(2-1)外表面的背板薄膜層(2-2)構成；所述的前板基體層(1-1)、背板基體層(2-1)均為透明薄膜層；所述的前板薄膜層(1-2)、背板薄膜層(2-2)均為納米二氧化鈦層。3.根據權利要求1所述的太陽能電池，其特征在于:所述的前板基體層(1-1)、背板基體層(2-1)各為玻璃或為納米鋁礬土與有機聚合物材料混合而成的透明薄膜層。4.根據權利要求3所述的太陽能電池，其特征在于:所述的有機聚合物材料為四氟乙烯共聚物或聚對苯二甲酸乙二醇。5.根據權利要求3或4所述的太陽能電池，其特征在于:所述的前板基體層(1-1)中的有機聚合物為四氟乙烯共聚物。6.根據權利要求3或4所述的太陽能電池，其特征在于:所述的背板基體層(2-1)中的有機聚合物為聚對苯二甲酸乙二醇。7.根據權利要求1所述的太陽能電池，其特征在于:所述的前板層(1)厚度為0.l_5mm08.根據權利要求1所述的太陽能電池，其特征在于:所述的背板層(3)厚度為0.l_5mm09.一種防霧霾太陽能電池的制備方法，其步驟為: 步驟1、制作太陽能電池前板層 先將四氟乙烯共聚物顆粒和活性鋁礬土混合均勻后加熱，溫度為300-370°C，攪拌5-20min，在攪拌的過程中在混合物溶液表層均勻鋪撒納米二氧化鈦，直至表面鋪蓋均勻；最后層壓拉伸成薄膜即制成前板層；所制備的前板層厚度為0.l-5mm ; 所述的前板層的原料配比質量份為:納米二氧化鈦1份，活性鋁礬土 1-6份，四氟乙烯共聚物5-10份； 步驟2、制作太陽能電池背板層 先將聚對苯二甲酸乙二醇酯顆粒和活性鋁礬土混合均勻后加熱，溫度為250-300°C，攪拌10-20min，在攪拌的過程中在混合物溶液表層均勻鋪撒納米二氧化鈦，直至表面鋪蓋均勻，最后層壓拉伸成薄膜即制成背板層；所制備的背板層厚度為0.l-5mm ; 所述的背板層的原料配比質量份為:納米二氧化鈦1份，活性鋁礬土 1-6份，聚對苯二甲酸乙二醇酯5-10份。 步驟3、總裝太陽能電池 將背板層、太陽能電池片和前板層依此從下往上疊放固定，然后進行層壓封裝，其封裝與現有技術的工藝相同，最后得到本防霧霾太陽能電池。
【專利摘要】一種防霧霾太陽能電池，由依次疊合的三層結構組成；接收太陽光的一面為前板層，中間為太陽能電池片，底層為背板層；其中，前板層由前板基體層和覆蓋在前板基體層外表面的前板薄膜層構成；背板層由背板基體層和覆蓋在被板基體層外表面的背板薄膜層構成；所述的前板基體層、背板基體層為透明薄膜層；所述的前板薄膜層、背板薄膜層均為納米二氧化鈦層。防霧霾太陽能電池由于其前、后板層具有良好的耐水性、環保性，并利用納米二氧化鈦的光催化作用，大大消除了污染物對太陽能電池的影響，達到既利用太陽光既發電又除霧霾的效果。
【IPC分類】H01L31/049, H01L31/18, H01L31/048
【公開號】CN105244397
【申請號】CN201510579080
【發明人】董德慶, 朱登華, 趙聯波, 胡瀟文
【申請人】常德漢能薄膜太陽能科技有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月14日