一种光伏增益陶瓷膜及其制备方法和用途与流程

1.本发明属于纳米新材料领域，具体涉及一种光伏增益陶瓷膜及其制备方法和用途。

背景技术：

2.随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展。而光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，随着近些年太阳能光伏发电的发展，也出现了一些问题，尤其是太阳能光伏电池板，受温度、尘埃、辐照、腐蚀等各方面影响，致使发电效率会随着时间延长，逐步衰减，过早退化。
3.为了更多的提升输出功率，专利cn 209515687 u 提供了一种光伏组件，该组件通过在电池片纵向及横向间隙对应的背板上设置光反射膜，使得位于电池片间隙处的太阳光能够得到有效地利用，从而提升光伏组件的输出功率。而就其实现工艺而言，网格状贴膜工艺实现难度高，与效益不成正比，不具实际生产价值。
4.专利cn 211125672 u提供了一种光伏增效膜，通过在光伏膜组件无效区域(焊带上方、串间隙、片间隙)设置特殊结构的光反射膜，从而提升整个光伏膜组件利用光的效率，实际上该反射膜结构复杂，贴膜工艺难度很高，并会出现容易脱落的现象，所以不适合实际应用。
5.专利cn 111835278 a提及了一种光伏增益设备，该光伏增益设备能够使光伏板正面和背面都能实现吸收光能进行发电，从而提升光伏板的发电效率和发电量。但其背面能够吸收的光能实在有限，其投入与产出并不成比例，不具实际应用价值。
6.专利cn 208772039 u涉及一种光伏组件清洁装置及光伏发电系统，该发明主要是通过对光伏组件进行清洁来降低因灰尘覆盖对光伏电池板能量转换的影响。实际因覆盖对电池效能影响有限，仅通过清洁只会部分改善，除此之外，该光伏组件的清洁装置是靠喷气的方式清洁，由于常压气吹扫并不彻底，高压气又会对组件产生一定的损害，所以该方法在实际应用上很受限。

技术实现要素：

7.为解决上述问题，本发明采用纳米工艺，使纳米高分子树脂、纳米碳基材料、纳米硅基复方、纳米稀土陶瓷配方、水和有机溶剂经过研磨、分散、均质制备成透明纳米复方液体，涂布后，形成纳米陶瓷膜。发明可应用于分布式电站、云计算中心idc机房、军工和航天领域等，可解决因为受温度、尘埃、辐照、腐蚀等方面影响，使发电效率随着时间延长，逐步衰减，过早退化的问题。本发明具体涉及一种光伏增益陶瓷膜及其制备方法和用途。
8.所述的陶瓷膜原料包括：高分子树脂、碳基材料、硅基复方、稀土陶瓷配方、水和有机溶剂，所述高分子树脂选自聚苯乙烯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氟丙烯树脂、聚氟
乙烯树脂、聚氯氟乙烯树脂中的一种或两种；所述碳基材料选自富勒烯、石墨中的一种或两种；所述硅基复方为二氧化硅、硅酸盐和硅烷偶联剂的复合物；所述有机溶剂选自乙二醇、丙二醇、乙二醇二乙醚中的一种或两种；所述稀土陶瓷配方为la、ce、yb、y、sc中的任意三种或三种以上氧化物形式的al2o3陶瓷、zro2陶瓷、mgo陶瓷、cao陶瓷、si3n4陶瓷或aln陶瓷；所述稀土陶瓷配方中la、ce、yb、y、sc的中任意三种或三种以上氧化物形式的添加总量为0.005-0.15 %wt；所述la、ce、yb、y、sc氧化物分别为la2o3、ce2o3、yb2o3、y2o3、sc2o3；进一步的，稀土陶瓷配方：为含有0.01-0.1%wt的la2o3、ce2o3、yb2o3的al2o3陶瓷；光伏增益陶瓷膜的制备方法，包括以下步骤：s1.将陶瓷膜原料经过纳米工艺高速研磨、分散、均质制备成透明纳米复方液体；s2.将s1的透明纳米复方液体经涂布后，形成纳米陶瓷膜；所述纳米复方液体涂布厚度为2~3μm。
9.所述的陶瓷膜原料的重量百分比为高分子树脂：碳基材料：硅基复方：稀土陶瓷配方：水：有机溶剂=2~7：3~9：1：3~7：5~10：35~70。
10.所述高分子树脂、碳基材料、硅基复方、稀土陶瓷配方被研磨至粒径为5~20nm。
11.所述的陶瓷膜可应用于太阳能光伏板、发电机、电池领域、干式变压器、半导体ic功率器件、建材及汽车玻璃、舰船雷达、航天器件。
12.本发明所达到的有益效果：1、陶瓷膜多用于食品、饮料、植(药)物深加工、生物医药、发酵、精细化工等领域中的分离、澄清、纯化、浓缩、除菌、除盐等方面。而本发明另辟蹊径，打破传统意义对陶瓷膜的应用，将其制备成纳米复方液体，涂布后形成陶瓷膜后，可应用于光伏组件上，从而实现光伏增效。
13.2、本发明的所述的纳米复方液体，涂布后，具备均温散热900k，耐3%中性酸2400小时、透明、耐高温250℃，可以有效降低玻璃表面温度5-8℃，弱化热斑，增加散热、提高透光率，防腐蚀，提高疏水、减化尘土吸附等特性。
14.3、本发明采用1~2纳米工艺，涂层透明提高10%解析度、超薄化2~3μm，抗uv、耐酸碱盐、低温-195℃至高温250℃区间材料特性无失效，同时附着力零级，有很好的疏水和疏油的特性，起到自清洁的功效，固化后的陶瓷膜其硬度为2~3h，能对光伏组件起到一定的保护作用。
15.4、本发明制得的透明纳米复方液涂布到光伏组件的面玻上，产电量每月平均增加20%以上，最高达到55%；本发明制得的透明纳米复方液涂布到云计算中心idc机房后，节能达到25%。
16.5、本发明可广泛应用于太阳能光伏板、发电机、电池领域，干式变压器、半导体ic功率器件、建材及汽车玻璃、舰船雷达、航天器件等方面。
具体实施方式
17.为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。本领
域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
18.实施例1将4份聚苯乙烯、5份富勒烯、1份硅基复方和4份稀土陶瓷配方经过纳米工艺高速研磨至粒径为5~20nm，再经7份水和50份乙二醇二乙醚混合液的分散，经均质机均质后的得到纳米复方液；其中稀土陶瓷配方为总共含有0.1%wt的la2o3、ce2o3、yb2o3的al2o3陶瓷。
19.实施例2将6份聚苯乙烯、4份富勒烯、1份硅基复方和5份稀土陶瓷配方经过纳米工艺高速研磨至粒径为5~20nm，再经8份水和70份乙二醇二乙醚混合液的分散，经均质机均质后的得到纳米复方液；其中稀土陶瓷配方为总共含有0.15%wtla2o3、ce2o3、y2o3、sc2o3的si3n4陶瓷。
20.对照例1将6份聚苯乙烯、4份富勒烯、1份硅基复方和5份稀土陶瓷配方经过纳米工艺高速研磨至粒径为5~20nm，再经8份水和70份乙二醇二乙醚混合液的分散，经均质机均质后的得到纳米复方液；其中稀土陶瓷配方为总共含有0.15%wtla2o3、sc2o3的si3n4陶瓷。
21.应用实施例1将实施例1制得的透明纳米复方液涂布到光伏组件的面玻上，所涂厚度为3μm，经检测该陶瓷膜的硬度为2h，附着力零级，均温散热900k，耐3%中性酸2400小时、透明、低温-195℃至高温250℃区间材料特性无失效，可以有效降低玻璃表面温度5~8℃，光伏组件面玻涂布后，经过3个月取样产电量每月平均增加20%以上，最高达到55%。
22.应用实施例2将实施例2制得的透明纳米复方液涂布到云计算中心idc机房后，节能达到25%。
23.对比实施例1在室内，将实施例2和对照例1制得的透明纳米复方液用于已使用5年的太阳能电池，进行产电电压差异对比阴天（v）雨天（v）开日光灯（v）关灯（v）未涂布1.30.52.10.6涂布实施例2中复方液3.31.13.41.7涂布对照例1中复方液1.50.62.30.9在室内，将实施例2制得的透明纳米复方液用于已使用5年的太阳能电池，进行产电电压差异对比，经实验得出，室内阴天环境下，有涂布透明纳米复方液与未涂布的产电电压差异60.6%；室内雨天环境下，有涂布透明纳米复方液与未涂布的产电电压差异54.5%；室内开日光灯环境下，有涂布透明纳米复方液与未涂布的产电电压差异38.2%；室内关灯环境下，有涂布透明纳米复方液与未涂布的产电电压差异64.6%。
24.在室内，将实施例2和对照例1制得的透明纳米复方液分别用于已使用5年的太阳能电池，进行产电电压差异对比，经实验得出，室内阴天环境下，涂布实施例2的透明纳米复方液与涂布对照例1的透明纳米复方液的产电电压差异54.5%；室内雨天环境下，涂布实施例2的透明纳米复方液与涂布对照例1的透明纳米复方液的产电电压差异45.5%；室内开日光灯环境下，涂布实施例2的透明纳米复方液与涂布对照例1的透明纳米复方液的产电电压差异32.4%；室内关灯环境下，涂布实施例2的透明纳米复方液与涂布对照例1的的透明纳米
复方液的产电电压差异47.1%。
25.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种光伏增益陶瓷膜，其特征在于，陶瓷膜原料包括：高分子树脂、碳基材料、硅基复方、稀土陶瓷配方、水和有机溶剂，所述高分子树脂选自聚苯乙烯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氟丙烯树脂、聚氟乙烯树脂、聚氯氟乙烯树脂中的一种或两种；所述碳基材料选自富勒烯、石墨中的一种或两种；所述硅基复方为二氧化硅、硅酸盐和硅烷偶联剂的复合物；所述有机溶剂选自乙二醇、丙二醇、乙二醇二乙醚中的一种或两种；所述稀土陶瓷配方为包括la2o3、ce2o3、yb2o3、y2o3、sc2o3中的任意三种或三种以上氧化物的al2o3陶瓷、zro2陶瓷、mgo陶瓷、cao陶瓷、si3n4陶瓷或aln陶瓷；光伏增益陶瓷膜的制备方法，包括以下步骤：s1.将陶瓷膜原料经过纳米工艺高速研磨、分散、均质制备成透明纳米复方液体；s2.将s1的透明纳米复方液体经涂布后，形成纳米陶瓷膜；所述纳米复方液体涂布厚度为2~3μm。2.根据权利要求1所述的一种光伏增益陶瓷膜，其特征在于，所述陶瓷膜原料的重量百分比为高分子树脂：碳基材料：硅基复方：稀土陶瓷配方：水：有机溶剂=2~7：3~9：1：3~7：5~10：35~70。3.根据权利要求1所述的一种光伏增益陶瓷膜，其特征在于，所述高分子树脂、碳基材料、硅基复方、稀土陶瓷配方被研磨至粒径为5~20nm。4.权利要求1所述的一种光伏增益陶瓷膜的用途，其特征在于，所述陶瓷膜应用于太阳能光伏板、发电机、电池领域、干式变压器、半导体ic功率器件、建材及汽车玻璃、舰船雷达、航天器件。

技术总结

本发明属于纳米工艺热学超材料领域，具体涉及一种光伏增益陶瓷膜及其制备方法和用途。所述陶瓷膜由高分子树脂、碳基材料、硅基复方、稀土陶瓷配方、水和有机溶剂经过纳米工艺高速研磨、分散、均质制备成透明纳米复方液体，涂布后，形成纳米陶瓷膜。本发明可应用于太阳能光伏板、发电机、电池领域，干式变压器、半导体IC功率器件、建材及汽车玻璃、舰船雷达、航太器件等，可解决因为受温度、尘埃、辐照、腐蚀等方面影响，使发电效率随着时间延长，逐步衰减，过早退化的问题。本发明原料来源广泛，成本低廉，工艺简单，经济、环保、实用性强，适应性好，适合工业化生产。业化生产。