一种夹胶玻璃结构太阳能荧光聚光器电池的制备方法技术

本发明专利技术属于聚光器电池制备技术领域，涉及一种夹胶玻璃结构太阳能荧光聚光器电池的制备方法，具体方法包括：制备量子点基胶片、玻璃板洗涤、合片、预压、进釜和安装太阳能电池，其制备方法安全可靠、技术先进、工艺简单、适于大规模生产；夹胶玻璃结构的荧光聚光器电池方便除尘处理，而不会影响荧光聚光器的效率；利用2个或多个夹胶玻璃结构太阳能荧光聚光器电池进一步制备的具有中空玻璃结构的夹胶中空玻璃结构的荧光聚光器电池，其迎光面的夹胶玻璃中量子点的吸收波长小于其他夹胶玻璃中量子点的吸收波长，光电转换效率更高；夹胶玻璃结构的荧光聚光器电池方便除尘处理且具有稳定的光电转换效率，使用寿命长、适用范围广、应用环境友好。

A preparation method of solar fluorescent concentrator cell with laminated glass structure

【技术实现步骤摘要】
一种夹胶玻璃结构太阳能荧光聚光器电池的制备方法
：本专利技术属于聚光器
，涉及一种荧光聚光器电池的制作方法，尤其是一种夹胶玻璃结构太阳能荧光聚光器电池的制备方法，所制备的电池可以在路灯、幕墙和蔬菜大棚建造中应用，具有能量来源安全、节能效果好、环保等。
技术介绍
：太阳能荧光聚光器(LuminescenceSolarConcentrator)是将生色团(如荧光染料或量子点)分散到聚合物等波导材料中并涂覆在载体表面，用以捕获太阳光后再将其转化为荧光，并利用全反射原理，将荧光传导到装置边缘的一种光学器件。将硅基太阳能电池安装在荧光聚光器的边缘，可以有效地吸收高强度的荧光，从而提高太阳能电池的光电转换效率。更为重要的是荧光聚光技术可以有效降低太阳能电池的使用量，从而大幅度地降低发电成本。除此之外，荧光聚光器制备工艺简单、质量轻便、透光度可以根据实际需要进行调节并且能利用任意角度入射的太阳光，可以广泛的安装在城市群的各个角落，例如窗户、屋顶、公交站台、玻璃结构蔬菜大棚和公园等。目前的荧光聚光器电池通常将量子点分散到聚合物单体中，然后利用原位聚合形成荧光聚光器板；或者将量子点分散到聚合物中，利用刮涂技术涂覆在光波导材料(例如玻璃等)的表面，例如中国专利2018110448633公开了一种太阳能荧光聚光器及其制备方法，包括如下步骤：将量子点与聚合物溶液混合，形成量子点混合溶液，再将量子点混合溶液涂覆在波导载体表面，形成量子点薄膜聚光器，然后将太阳能电池安装在量子点薄膜聚光器上，制得太阳能荧光聚光器，其制备方法操作简单、成本低，利用该方法制备的太阳能荧光聚光器光电转化效率和稳定性优异；中国专利201810387427X公开了一种叠层式太阳能荧光聚光器及其制备方法，叠层式太阳能荧光聚光器包括至少两层平面荧光聚光器，所有平面荧光聚光器由上至下叠合在一起形成叠层式荧光聚光器，平面荧光聚光器主要是采用量子点和波导材料制成，位于顶层的平面荧光聚光器的量子点的吸收波长小于其他平面荧光聚光器的量子点的吸收波长，该叠层式太阳能荧光聚光器的光电转换效率高、器件稳定性好；叠层式太阳能荧光聚光器的制备方法是采用不同吸收波长的量子点和波导材料制成不同的平面荧光聚光器；将不同的平面荧光聚光器由上至下叠合形成叠层式荧光聚光器，该制备方法能显著提高太阳能荧光聚光器的光电转换效率，并提高太阳能荧光聚光器的器件稳定性；中国专利2016110009497公开了一种平面荧光聚光器，所述聚光器包括置于两侧边的太阳能电池，以及置于中间的从上至下依次设置的玻璃盖板、选择性反射层、上空气薄层、荧光平面光波导层、下空气薄层及高反射薄膜，其中荧光平面光波导层包括荧光物质和平面光波导，所述荧光物质置于平面光波导表面或平面光波导中，所述荧光物质为碳量子点材料。该平面聚光器能较好地起到吸收、传输或发射和汇聚光能的多重功效，使得太阳能电池接收到的光线不仅包含太阳本身部分，同时还包含有碳量子点的荧光发射部分，有效改善太阳能发电系统的光电转换效率；但是无论是单层还是叠层荧光聚光器，量子点均直接和周围环境接触，例如空气，水汽等，由于高湿度或者氧气分子会与量子点发生直接物理化学反应，从而影响量子点的光学性能，进一步降低荧光聚光器电池的效率和稳定性；同时，通常情况下，灰尘会覆盖在器件的表面，严重影响器件的光学吸收。由于量子点对水的敏感性，难以对器件表面进行清理，器件的实用性不高，急需寻求一种稳定性更好、实用性更高的太阳能荧光聚光器电池。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求提供一种夹胶玻璃结构太阳能荧光聚光器电池的制备方法，将荧光聚光器电池技术与夹胶玻璃技术结合，制备出性能更高、稳定性更好、光电转换效率更高、实用性更强的太阳能荧光聚光器电池。为了实现上述目的，本专利技术涉及一种夹胶玻璃结构太阳能荧光聚光器电池的制备方法，具体操作步骤如下：(1)制备量子点基胶片：将聚乙烯醇缩丁醛粉末、量子点粉末和增塑剂混合，利用匀速搅拌机进行物理混合，转速为1000转/分钟，搅拌30-60分钟，通过双螺杆挤出机挤出后经过流延冷却成型，制备完成量子点基胶片；(2)玻璃板洗涤：选用两片玻璃板，先将玻璃板洗干净，去除污渍，再用去离子水冲洗，以清除玻璃表面的钙镁离子，然后将玻璃板烘干；(3)合片：将量子点基胶片裁切成与玻璃板相同尺寸，然后将第一玻璃板放在工作台上，将裁切好的量子点基胶片铺在第一玻璃板上，最后将第二玻璃板平放在量子点基胶片上，使两片玻璃板和胶片完成密封式合片形成胶片玻璃整体；(4)预压：在加热炉内将胶片玻璃整体加热到60℃，通过辊压机将两片玻璃板和中间量子点基胶片之间的空气压缩成小气泡，让两片玻璃板通过量子点基胶片粘连在一起，形成预压后玻璃整体；(5)进釜：将预压后玻璃整体放入高压釜内并设置高压釜工作温度130℃、压力13.5Mpa，使两片玻璃板和中间量子点基胶片之间的空气小气泡进一步压缩，直到将小气泡压缩到看不见为止，制备完成夹胶玻璃结构的太阳能荧光聚光器；(6)安装太阳能电池：采用环氧树脂将与聚光器侧面面积相一致的太阳能电池以受光面面对聚光器的方式黏贴在夹胶玻璃结构荧光聚光器的一个或多个侧面上，制得夹胶玻璃结构太阳能荧光聚光器电池。本专利技术所述的量子点基胶片各原料重量组份为：聚乙烯醇缩丁醛粉末70-99份，量子点粉末1-30份，增塑剂0-20份；量子点基胶片的厚度为0.5-3mm。本专利技术所述的量子点为水溶性量子点，选自碳量子点、硅量子点、氮掺杂的碳量子点、CuInS量子点、CuInSe量子点、CuInSSe量子点、CdS量子点、CdSe量子点、CdSeS量子点、CdS/ZnS量子点、CuInS/ZnS量子点、CuInSe/ZnS量子点、CuInSSe/ZnS量子点、PbS/ZnS量子点和PbS/CdS量子点中的至少一种。本专利技术所述的太阳能荧光聚光器电池形状为正方形，或是长方形，或是三角形，或是梯形，或是圆形，或是半圆形，或是多边形或为不规则形状，其吸光面面积为0.01m2-10m2，吸光面积越大，其光电转换效率越高。本专利技术所述的太阳能电池选自燃料敏化电池、单晶硅电池、多晶硅电池或薄膜太阳能电池。本专利技术所述的夹胶玻璃结构太阳能荧光聚光器电池的主体结构包括第一玻璃板、量子点基胶片、第二玻璃板和太阳能电池；第一玻璃板和第二玻璃板平行设置，其中间为量子点基胶片，量子点基胶片分别与第一玻璃板和第二玻璃板密封式连接，量子点基胶片的厚度为1.5mm；太阳能电池的面积与荧光聚光器的侧面面积相同并贴紧式安装在荧光聚光器的一个或多个侧面；其中量子点基胶片含有的量子点为粒径为3nm的碳量子点；聚光器电池在自然光强度30mW/cm2-100mW/cm2照射下的光电转换效率为3-6％。本专利技术所述的夹胶玻璃结构太阳能荧光聚光器电池的制备方法还能够在步骤(6)的安装太阳能电池之前，将制备好的两个太阳能荧光聚光器平行设置，将分隔框设置在两个太阳能荧光聚光器中间以形成中空玻璃结构，分隔框与两个太阳能荧光聚光器相对面的四侧面固定连接，两个太阳能荧光聚光器与分隔框形成的空间和外面用密封胶密封隔绝，然后再将太阳能电池安装在荧光聚光器的一个或多个侧面，制得具有中空玻璃结构的夹胶玻璃结构太阳能荧光聚光器电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种夹胶玻璃结构太阳能荧光聚光器电池的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)制备量子点基胶片：将聚乙烯醇缩丁醛粉末、量子点粉末和增塑剂混合，利用匀速搅拌机进行物理混合，转速为1000转/分钟，搅拌30‑60分钟，通过双螺杆挤出机挤出后经过流延冷却成型，制备完成量子点基胶片；(2)玻璃板洗涤：选用两片玻璃板，先将玻璃板洗干净，去除污渍，再用去离子水冲洗，以清除玻璃表面的钙镁离子，然后将玻璃板烘干；(3)合片：将量子点基胶片裁切成与玻璃板相同尺寸，然后将第一玻璃板放在工作台上，将裁切好的量子点基胶片铺在第一玻璃板上，最后将第二玻璃板平放在量子点基胶片上，使两片玻璃板和胶片完成密封式合片形成胶片玻璃整体；(4)预压：在加热炉内将胶片玻璃整体加热到60℃，通过辊压机将两片玻璃板和中间量子点基胶片之间的空气压缩成小气泡，让两片玻璃板通过量子点基胶片粘连在一起，形成预压后玻璃整体；(5)进釜：将预压后玻璃整体放入高压釜内并设置高压釜工作温度130℃、压力13.5Mpa，使两片玻璃板和中间量子点基胶片之间的空气小气泡进一步压缩，直到将小气泡压缩到看不见为止，制备完成夹胶玻璃结构的太阳能荧光聚光器；(6)安装太阳能电池：采用环氧树脂将与聚光器侧面面积相一致的太阳能电池以受光面面对聚光器的方式黏贴在夹胶玻璃结构荧光聚光器的一个或多个侧面上，制得夹胶玻璃结构太阳能荧光聚光器电池。...

【技术特征摘要】
1.一种夹胶玻璃结构太阳能荧光聚光器电池的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)制备量子点基胶片：将聚乙烯醇缩丁醛粉末、量子点粉末和增塑剂混合，利用匀速搅拌机进行物理混合，转速为1000转/分钟，搅拌30-60分钟，通过双螺杆挤出机挤出后经过流延冷却成型，制备完成量子点基胶片；(2)玻璃板洗涤：选用两片玻璃板，先将玻璃板洗干净，去除污渍，再用去离子水冲洗，以清除玻璃表面的钙镁离子，然后将玻璃板烘干；(3)合片：将量子点基胶片裁切成与玻璃板相同尺寸，然后将第一玻璃板放在工作台上，将裁切好的量子点基胶片铺在第一玻璃板上，最后将第二玻璃板平放在量子点基胶片上，使两片玻璃板和胶片完成密封式合片形成胶片玻璃整体；(4)预压：在加热炉内将胶片玻璃整体加热到60℃，通过辊压机将两片玻璃板和中间量子点基胶片之间的空气压缩成小气泡，让两片玻璃板通过量子点基胶片粘连在一起，形成预压后玻璃整体；(5)进釜：将预压后玻璃整体放入高压釜内并设置高压釜工作温度130℃、压力13.5Mpa，使两片玻璃板和中间量子点基胶片之间的空气小气泡进一步压缩，直到将小气泡压缩到看不见为止，制备完成夹胶玻璃结构的太阳能荧光聚光器；(6)安装太阳能电池：采用环氧树脂将与聚光器侧面面积相一致的太阳能电池以受光面面对聚光器的方式黏贴在夹胶玻璃结构荧光聚光器的一个或多个侧面上，制得夹胶玻璃结构太阳能荧光聚光器电池。2.如权利要求1所述的夹胶玻璃结构太阳能荧光聚光器电池的制备方法，其特征在于：在步骤(6)的安装太阳能电池之前，将制备好的两个太阳能荧光聚光器平行设置，将分隔框设置在两个太阳能荧光聚光器中间以形成中空玻璃结构，分隔框与两个太阳能荧光聚光器相对面的四侧面固定连接，两个太阳能荧光聚光器与分隔框形成的空间和外面用密封胶密封隔绝，然后再将太阳能电池安装在荧光聚光器的一个或多个侧面，制得具有中空玻璃结构的夹胶玻璃结构太阳能荧光聚光器电池。3.如权利要求1所述的夹胶玻璃结构太阳能荧光聚光器电池的制备方法，其特征在于：量子点基胶片各原料重量组份为：聚乙烯醇缩丁醛粉末70-99份，量子点粉末1-30份，增塑剂0-20份；量子点基胶片的厚度为0.5-3mm。4.如权利要求1所述的夹胶玻璃结构太阳能荧光聚光器电池的制备方法，其特征在于：量子点为水溶性量子点，选自碳量子点、硅量子点、氮掺杂的碳量子点、CuInS量子点、CuInSe量子点、CuInSSe量子点、CdS量子点、CdSe量子点、CdSeS量子点、CdS/ZnS量子点、CuInS/ZnS量子点、CuInSe/ZnS量子点、CuInSSe/ZnS量子点、PbS/ZnS量子点和PbS/CdS量子...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海光，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：山东,37