一种自适应光伏玻璃及其制造方法技术

本发明专利技术涉及光伏玻璃技术领域，尤其是涉及一种自适应光伏玻璃及其制造方法。包括玻璃基材，玻璃基材的表面设有若干个呈阵列分布的间隔布置的微沟槽，微沟槽的纵切面呈V型；微沟槽由起始端到末端的深度逐渐增加，宽度逐渐增大，使相邻的两个微沟槽之间形成表面呈梯形的楔形结构；同时，光线照射在微沟槽侧壁上满足多次反射和折射的条件。通过设置微沟槽，能够减少光的反射率，光线经过微沟槽后会发生多次反射和散射，增加光线与电池板表面的接触时间与光线的吸收面积，从而增加光的吸收率；设置的微沟槽和楔形结构组成的表面微结构可以改善表面的润湿性，使水滴形成薄膜，从而促进雨水清洗表面，提高太阳能电池板的自清洁能力。提高太阳能电池板的自清洁能力。提高太阳能电池板的自清洁能力。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应光伏玻璃及其制造方法


[0001]本专利技术涉及光伏玻璃
，尤其是涉及一种自适应光伏玻璃及其制造方法。

技术介绍

[0002]太阳能光伏发电是一种新兴的洁净、高效率的新能源。随着太阳能光伏电池从军事领域、航天领域开始普及，进入到工业、商业、农业、通信、家用电器以及公用设施等领域，它的便利和灵活性特别适合在边远地区、高山、沙漠、海岛和农村的地域，显示出了强大的市场需求。
[0003]但是，作为太阳能光伏发电技术的关键组件之一的光伏玻璃，其玻璃表面会发生光线的反射，使得一部分光线在进入玻璃表面时被反射回去，从而降低光线的透射率。此外，光伏玻璃表面的灰尘和沙尘会在阳光的照射下形成光晕，降低太阳能电池板的光吸收效率。而在潮湿的环境中，光伏玻璃表面可能会形成水珠和雨滴，这些水珠和雨滴会形成反射和折射，也将导致太阳能电池板的光吸收效率降低。光伏玻璃表面可能会受到污垢和油脂的污染，这些污垢和油脂会影响太阳能电池板的光吸收效率，且会对光伏玻璃表面造成一定的腐蚀。为了保持光伏系统的最佳性能，需要对光伏玻璃进行定期清洗和维护，以去除表面的污染物。但目前市面上对光伏玻璃进行定期清洗和维护往往需要人工定期清理，耗时耗力。
[0004]因此，针对上述问题，开发一种提高光伏玻璃表面光吸收率和自清洁的自适应光伏玻璃，是本领域技术人员亟需解决的一项技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一目的在于提供一种自适应光伏玻璃，该自适应光伏玻璃能够提高光源的吸收效率和实现自清洁。本专利技术的第二目的在于提供该自适应光伏玻璃的制造方法。
[0006]本专利技术提供一种自适应光伏玻璃，包括玻璃基材，所述玻璃基材的表面设有若干个呈阵列分布的间隔布置的微沟槽，所述微沟槽的纵切面呈V型；所述微沟槽由起始端到末端的深度逐渐增加，所述微沟槽由起始端到末端的宽度逐渐增大，使相邻的两个所述微沟槽之间形成表面呈梯形的楔形结构；
[0007]同时，光线照在所述微沟槽的侧壁上满足多次反射和折射的条件，即ξ＝γ+(π
‑
α)/2，其中的ξ为实际入射角，γ为理论入射角，α为所述微沟槽相对的两个侧壁之间的夹角；对于实际入射角ξ和界面的折射角ξ1满足以下条件：
[0008][0009]η
str
为所述微沟槽的折射率，η
mat
为所述玻璃基材的折射率。
[0010]优选地，所述玻璃基材采用具有疏水性的玻璃，所述楔形结构表面具有超疏水性。
[0011]优选地，所述微沟槽的折射率为1.465～1.5168，所述实际入射角为26.3～60
°
。
[0012]优选地，所述微沟槽的末端开口与所述玻璃基材的侧面齐平，所述微沟槽的深度
为10μm～100μm；所述微沟槽的槽底相对于所述玻璃基材表面的梯度为2
°
～10
°
，相邻的两个所述微沟槽的轴线间距为690μm～710μm。
[0013]本专利技术提供的上述自适应光伏玻璃的制造方法，包括以下步骤：
[0014](1)选取具有疏水性的玻璃基材，利用激光在其表面加工出高透光超疏水表面；
[0015](2)对所述高透光超疏水表面进行超疏水处理；
[0016](3)超疏水处理完成后，利用激光在所述玻璃基材表面上加工出若干个纵向线性阵列分布相间的由起始端到末端深度逐渐增加的所述微沟槽，使相邻的两个所述微沟槽之间形成表面呈梯形的所述楔形结构，加工的同时设计照射在所述微沟槽上的光线满足多次反射和折射的条件，得到所述自适应光伏玻璃。
[0017]优选地，步骤(1)中所述激光加工采用飞秒激光器，选用900
‑
1000nm的波长进行表面微纳结构的诱导：重复频率设为20KHz，扫描速度为100mm/s，激光扫描范围设置为20
×9×
1mm，扫描1
‑
2次。
[0018]优选地，步骤(2)中的超疏水处理采用全氟癸基三甲氧基硅烷在烘炉中进行。
[0019]优选地，步骤(3)中所述激光采用飞秒激光器，加工参数如下：中心波长为615nm、脉宽为169fs，单脉冲能量为1mJ的激光脉冲，重复频率为1kHz。
[0020]优选地，步骤(3)中加工所述微沟槽采用逐行扫描的方式，激光加工路径为：从所述微沟槽的末端向起始端移动，加工深度逐渐减小。
[0021]综上所述，本专利技术提供的技术方案与现有技术相比，具有以下优点：
[0022](1)本专利技术提供的技术方案通过在自适应光伏玻璃表面设置微沟槽，能够减少光的反射率，因为光线经过微沟槽后会发生多次反射和散射，增加光线与电池板表面的接触时间，从而增加光的吸收率。此外，设置的微沟槽还能够增加表面积，提高光的散射和反射，从而提高光的吸收率，进而增加电池板的能量转换效率。
[0023](2)本专利技术提供的技术方案设置的微沟槽对液体具有毛细作用，能够对液体进行运输，避免了流体受环境因素的影响，使流体停滞、粘附在某些区域，从而降低光线的透过率。
[0024](3)本专利技术提供的技术方案设置的微沟槽和楔形结构组成的表面微结构可以改善玻璃表面的润湿性，使水滴形成薄膜，从而促进雨水清洗表面，提高太阳能电池板的自清洁能力；还可以实现疏油功效，以避免污垢和油脂的污染；还能够增加玻璃基材表面的机械强度，减少表面受到外界因素的影响，延长光伏玻璃的使用寿命。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本专利技术实施例中自适应光伏玻璃的结构示意图；
[0027]图2为本专利技术实施例中微沟槽的结构参数示意图；
[0028]图3为光线在微沟槽界面上发生反射和折射的示意图；
[0029]图4为本专利技术实施例中激光加工路径示意图；
[0030]图5为液滴在玻璃表面移动的示意图；
[0031]图6为液滴在润湿梯度下自适应运动示意图；
[0032]图7为液滴在楔形结构上接触角差异自清洁原理示意图；
[0033]图8为在30
°
固定斜板上液滴在不同结构的玻璃表面滑动距离
‑
时间的对比图；
[0034]图9为本专利技术实施例制备的自适应光伏玻璃与电池片进行封装的示意图。
[0035]附图标记说明：1
‑
玻璃基材、2
‑
微沟槽、3
‑
楔形结构、4
‑
背板、5
‑
第一层EVA胶膜、6
‑
电池片、7
‑
第二层EVA胶膜、8
‑
自适应光伏玻璃、9
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应光伏玻璃，其特征在于，包括玻璃基材(1)，所述玻璃基材(1)的表面设有若干个呈阵列分布的间隔布置的微沟槽(2)，所述微沟槽(2)的纵切面呈V型；所述微沟槽(2)由起始端到末端的深度逐渐增加，所述微沟槽(2)由起始端到末端的宽度逐渐增大，使相邻的两个所述微沟槽(2)之间形成表面呈梯形的楔形结构(3)；同时，光线照射在所述微沟槽(2)侧壁上满足多次反射和折射的条件，即ξ＝γ+(π
‑
α)/2，其中的ξ为实际入射角，γ为理论入射角，α为所述微沟槽(2)相对的两个侧壁之间的夹角；对于实际入射角ξ和界面的折射角ξ1满足以下条件：η
str
为所述微沟槽(2)的折射率，η
mat
为所述玻璃基材(1)的折射率。2.根据权利要求1所述的自适应光伏玻璃，其特征在于，所述玻璃基材(1)采用具有疏水性的玻璃，所述楔形结构(3)表面具有超疏水性。3.根据权利要求1所述的自适应光伏玻璃，其特征在于，所述微沟槽(2)的折射率为1.465～1.5168，所述实际入射角为26.3～60
°
。4.根据权利要求1所述的自适应光伏玻璃，其特征在于，所述微沟槽(2)的末端开口与所述玻璃基材(1)的侧面齐平，所述微沟槽(2)的深度为10μm～100μm；所述微沟槽(2)的槽底相对于所述玻璃基材(1)表面的梯度为2
°
～10
°
，相邻的两个所述微沟槽(2)的轴线间距为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李萍，朱正明，王锦新，程锹轩，向建化，陈华金，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：