聚吡咯微胶囊制备方法及在制备太阳能电池面板中的应用技术

本发明专利技术涉及太阳能电池技术，旨在提供一种聚吡咯微胶囊制备方法及在制备太阳能电池面板中的应用。该制备方法包括：将十二烷基苯磺酸钠水溶液加入β

【技术实现步骤摘要】
聚吡咯微胶囊制备方法及在制备太阳能电池面板中的应用


[0001]本专利技术是关于太阳能电池
，特别涉及一种聚吡咯微胶囊制备方法及在制备太阳能电池面板中的应用。

技术介绍

[0002]太阳能电池离不开透明导电玻璃，传统的导电玻璃通过涂敷氧化铟锡(ITO)或者掺杂氟的SnO2导电玻璃(SnO2:F)(FTO)作为导电层。ITO膜是以锡和氧空位为施主的n型简并半导体，在常温下有很好的导电性，其本征吸收在紫外区，对可见光透过率影响不大。SnO2是一种对可见光透明的宽带隙氧化物半导体，禁带宽度3.7-4.0eV,具有正四面体金红石结构。在掺了氟之后，SnO2薄膜提高了可见光透光性和紫外吸收、降低了电阻率低，改善了化学性能稳定以及室温下抗酸碱能力。用于制备ITO、FTO薄膜的方法主要包括气相沉积法(CVD)、溅射、热蒸发法、溶胶凝胶法。目前镀膜玻璃生产方式主要有两种：化学气相沉积法(APCVD)和磁控溅射法(PVD)，化学气相沉积法又分为在线化学气相沉积法和离线化学气相沉积法及低压化学气相沉积法(LPCVD)，磁控溅射法是目前最热门的研究方向。
[0003]然而，目前现有技术制造的导电玻璃的可见光平均透光率达到只有80％，无论是沉积法还是溅射法都难以克服材料粒子的漫反射带来的透光率下降。在高透光率低方阻透明导电膜的研究领域里，需要提出新的设计思路和开发新的技术。石墨烯导电玻璃是应运而生的一种新概念，可见光直接透过石墨烯碳环，从而获得很高的透光率。在玻璃上覆盖石墨烯的方法主要是将在金属表面上通过化学气相沉积(CVD)技术生长的石墨烯薄膜，通过刻蚀、保护、转移、清洗的一系列过程，转移到玻璃(包括其他绝缘材料)表面上。由于石墨烯是憎水性的，与亲水的玻璃表面亲和性差，且工序复杂，石墨烯涂覆层易开裂和褶皱，造成严重缺陷，影响产品性能。在玻璃等绝缘材料的表面上直接生长石墨烯层或通过催化石墨化在硅片上得到石墨烯层的方法都存在技术要求高、规模化生产困难的缺点。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种聚吡咯微胶囊制备方法及在制备太阳能电池面板中的应用。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的解决方案是：
[0006]提供一种聚吡咯微胶囊的制备方法，具体包括下述步骤：
[0007](1)在90℃温度下，取100mL的去离子水溶解10g的β-环糊精，得到β-环糊精溶液；取10mL去离子水溶解1～2g十二烷基苯磺酸钠，超声振动分散5分钟后加入上述β-环糊精溶液，搅拌均匀后得到β-环糊精的十二烷基苯磺酸钠包合物；
[0008](2)在氮气氛和搅拌条件下，向β-环糊精的十二烷基苯磺酸钠包合物中逐滴加入20g吡咯，搅拌分散30分钟得到吡咯微胶囊溶液；然后逐滴加入30wt％的双氧水2～10mL，搅拌均匀后冷却到室温，得到聚吡咯微胶囊溶液；将上述微胶囊溶液喷雾进入液氮闪冻，移至冷冻干燥器中冷冻干燥12h，得到聚吡咯微胶囊。
[0009]本专利技术中，所述步骤(2)中，超声振动的频率为40kHz。
[0010]本专利技术进一步提供了所述聚吡咯微胶囊在制备导电玻璃中的应用，包括：
[0011]取聚吡咯微胶囊1g，溶解于10～20mL去离子水，超声分散后涂敷于洁净玻璃的表面；晾干后，置于氧分压为0.1～0.5atm的N2/O2混合气氛中，在60℃条件下聚合5～10h后，玻璃表面形成二维聚吡咯网络；得到导电玻璃。
[0012]本专利技术进一步提供了所述聚吡咯微胶囊在制备太阳能电池面板中的应用，包括以下步骤：
[0013](1)取聚吡咯微胶囊1g，溶解于10～20mL去离子水，超声分散后分别涂敷于两片洁净玻璃的表面；
[0014](2)将两片导电玻璃以其涂覆表面贴合于太阳能电池片的两侧，晾干；然后置于氧分压为0.1～0.5atm的N2/O2混合气氛中，在60℃条件下聚合5～10h，玻璃涂覆表面和电池片之间的界面处形成二维聚吡咯网络；得到太阳能电池面板。
[0015]本专利技术中，所述玻璃是透明的有机玻璃、无机玻璃或有机-无机复合玻璃；其中，有机玻璃是指以聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯为基材有机玻璃；无机玻璃是指包含硅酸盐复盐的透明玻璃或钢化玻璃。
[0016]本专利技术进一步提供了所述聚吡咯微胶囊制备柔性太阳能电池面板中的应用，包括：取聚吡咯微胶囊1g，溶解于10～20mL去离子水，超声分散后得到聚吡咯微胶囊分散液；将太阳能电池片分割成圆形或块状的微电池片，排列粘附于涂敷了聚吡咯微胶囊分散液的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜或聚碳酸酯薄膜的表面，晾干；在微电池片表面涂敷聚吡咯微胶囊分散液，再覆盖一片聚甲基丙烯酸甲酯薄膜或聚碳酸酯薄膜，晾干；置于氧分压为0.5atm的N2/O2混合气氛中，60℃温度下聚合5h，形成柔性太阳能电池面板。7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述微电池片的尺寸小于5
×
5mm。
[0017]本专利技术中，所述太阳能电池片具有单层或多层结构，包含下述任意一种或多种电池片：单晶硅、多晶硅或非晶体硅材质的硅基太阳能电池片；砷化镓、碲化镉或铜铟镓硒材质的薄膜电池片；双层膜异质结型有机太阳能电池片。
[0018]本专利技术进一步提供了所述聚吡咯微胶囊在制备双层膜异质结有机太阳能电池面板中的应用，包括：取聚吡咯微胶囊1g，溶解于10mL去离子水，超声分散后涂敷于聚甲基丙烯酸甲酯薄膜表面；静电喷涂酞菁钴粉末，晾干后，再静电喷涂纳米锐钛矿TiO2；最后覆盖一层同样涂敷有聚吡咯微胶囊的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜，聚吡咯微胶囊层朝向锐钛矿TiO2层；晾干后，60℃温度下置于氧分压为0.5atm的N2/O2混合气氛中，聚合10h，使酞菁钴和锐钛矿TiO2颗粒形成异质结，得到双层膜异质结有机太阳能电池面板。
[0019]专利技术原理描述：
[0020]为克服现有技术的缺陷，本专利技术提出一种可控的吡咯聚合方法，首先通过环糊精空腔的限域作用，形成小分子聚吡咯贯穿于环糊精空腔，然后加大吡咯含量形成吡咯胶囊。吡咯胶囊的芯材为吡咯，壁材为环糊精聚吡咯包合物。吡咯胶囊在需要的时候，释放吡咯，吡咯被可控释放和氧化聚合，从而达到吡咯可控聚合，可控生长的目的。将这种聚吡咯的可控生长运用于透明材料的表面涂敷，由于聚吡咯的导电性则可以形成透明导电玻璃技术，应用于太阳能电池。为此，本专利技术提出一种新概念聚吡咯导电玻璃，通过控制吡咯聚合及聚吡咯的生长，实现聚吡咯的二维网络架构的构筑，克服漫反射导致的透光率下降，形成了一
种新型导电玻璃及其制备方法。
[0021]吡咯单体常温下呈现无色油状液体，是一种C，N五元杂环分子。聚吡咯是一种常见的导电聚合物，为杂环共轭型导电高分子，通常为无定型黑色固体，是一种稳定性好，易于电化学聚合成膜的导电聚合物，不溶不熔，其电导率和力学强度等性质与电解液阴离子、溶剂、pH值和温度等聚合条件密切相关。以吡咯为单体，经氧化聚合制成，氧化剂通常为三氯化铁、过硫酸铵、双氧水等。导电聚吡咯具有共轭链氧化、对应阴离子掺杂结构，其电导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚吡咯微胶囊的制备方法，其特征在于，具体包括下述步骤：(1)在90℃温度下，取100mL的去离子水溶解10g的β-环糊精，得到β-环糊精溶液；取10mL去离子水溶解1～2g十二烷基苯磺酸钠，超声振动分散5分钟后加入上述β-环糊精溶液，搅拌均匀后得到β-环糊精的十二烷基苯磺酸钠包合物；(2)在氮气氛和搅拌条件下，向β-环糊精的十二烷基苯磺酸钠包合物中逐滴加入20g吡咯，搅拌分散30分钟得到吡咯微胶囊溶液；然后逐滴加入30wt％的双氧水2～10mL，搅拌均匀后冷却到室温，得到聚吡咯微胶囊溶液；将上述微胶囊溶液喷雾进入液氮闪冻，移至冷冻干燥器中冷冻干燥12h，得到聚吡咯微胶囊。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，超声振动的频率为40kHz。3.权利要求1所述聚吡咯微胶囊在制备导电玻璃中的应用，其特征在于，包括：取聚吡咯微胶囊1g，溶解于10～20mL去离子水，超声分散后涂敷于洁净玻璃的表面；晾干后，置于氧分压为0.1～0.5atm的N2/O2混合气氛中，在60℃条件下聚合5～10h后，玻璃表面形成二维聚吡咯网络；得到导电玻璃。4.权利要求1所述聚吡咯微胶囊在制备太阳能电池面板中的应用，其特征在于，包括以下步骤：(1)取聚吡咯微胶囊1g，溶解于10～20mL去离子水，超声分散后分别涂敷于两片洁净玻璃的表面；(2)将两片导电玻璃以其涂覆表面贴合于太阳能电池片的两侧，晾干；然后置于氧分压为0.1～0.5atm的N2/O2混合气氛中，在60℃条件下聚合5～10h，玻璃涂覆表面和电池片之间的界面处形成二维聚吡咯网络；得到太阳能电池面板。5.根据权利要求3或4所述的应用，其特征在于，所述玻璃是透明的有机玻璃、无...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宾虹，马赛男，李洲鹏，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：