【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光热电材料领域，具体涉及一种柔性太阳光热电器件及其制备方法。
技术介绍
1、随着“物联网”市场的不断发展，对便携式、分布式电源的需求越来越大。各种能量收集技术已经发展起来，其中，将热能直接转化为电能的热电发电机(teg)，具有长期供电、免维护、无运动部件等优点。特别是随着近年来可穿戴电子产品的蓬勃发展，teg有望利用人体与环境的温差，驱动低功耗可穿戴电子产品实现电子产品的自供电。传统无机热电材料的热电转换效率虽然相对较高，但也存在明显的缺点，例如重量大、成本高、加工温度高、原料获得和生产过程中产生污染、刚性高、性能难以调控等。尽管如此，无机热电材料在具有中高温操作条件的应用中是不可替代的(参见文献：adv.energymater.2022,12,2102835)。而基于高效热电发生器的主要材料碳纳米管(cnt)，具有低毒，化学性质稳定，导电性优，导热性好，机械性能高的优点，且热电阵列通过丝网印刷的方式附着在织物基底上，实现柔性可拉伸的热电器件，以实现持续供电与人体肢体动作的兼容性(参见文献：nat.commun.2020,11,572)。与其他种类的换能形式相比，热电技术的换能效率不高，只有约10％，严重制约着热电技术产业的发展。为保持温差，充分利用热能发电，需要热电材料/器件与热源表面紧密贴合。然而，目前在实际应用中无论是人体体表还是热源管道，都具有复杂曲率变化的几何表面。不能满足紧密贴合曲率变化热源表面的要求，使得热源与热电材料/器件之间的热能损失处于较高范围，难以构筑理想的温差也成为制约现有柔性热电器件发展的
2、传统热电器件需要根据特定的热源、散热环境和负载进行专门的设计以及制造，周期长且经济性差；而人体以及各种工业和自然热源的表面通常为非平面的复杂形状，刚性的传统热电发电器很难直接贴合热源，需要专门设计导热部分；传统热电器件的制造是不可逆的，废弃后很难回收再利用，环保和经济性较差。(参见文献：sci.adv.2021,7,e0586)。太阳能转换热能技术是一种可持续、环保的能源生产方法，该技术能够存储能量，并且比传统太阳能电池阵列占用的空间更少。日间辐射制冷(pdrc)技术是一种环境友好型的零能耗被动式制冷技术，能够有效减少当前人类用于制冷的能源消耗，从而缓解能源与环境危机，pdrc材料利用冷空间源这一天然而巨大的散热器，除了向冷空间(≈3k)发射大部分热量(波长(λ)≈8-13μm)外，还能反射几乎所有的太阳光谱(波长(λ)≈0.28-2.5μm)来抑制温度上升，在冷空间中，这些材料可以达到近似甚至亚环境温度，而无需额外的能量输入。聚偏氟乙烯-六氟丙烯(pvdf-hfp)共聚物和空气的折射率相差甚大，可以有效地散射阳光，包括其紫外光、可见光和近红外光成分，从而实现高反射率，也就不会被阳光加热；通过静电纺丝技术获得的聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物纳米纤维膜可以有效地散射阳光，微米孔提高了聚偏氟乙烯-六氟丙烯薄膜的辐射率，从而增强了对太空的热辐射，同时发射与大气窗口相匹配的红外线以实现有效散热(参见文献：mater.today.energy.2020,18,100504)。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决传统热电器件的使用温差小，制作工艺复杂，柔性差，成本高昂等不利于广泛运用问题，提供一种新型的成本低廉以及高效简易制备方法，实现了聚偏氟乙烯-六氟丙烯辐射制冷薄膜与碳管热电模块的热电器件制备及其在太阳光热电领域的应用。
2、为了解决上述存在的技术问题，本申请提供如下技术方案：
3、本专利技术提供一种柔性太阳光热电器件的制备方法，包括以下步骤：
4、s1：将碳纳米管浆料印刷于织物后烘干，得到涂覆碳纳米管热电阵列的织物；所述碳纳米管浆料由碳纳米管分散液和水性聚氨酯混合后浓缩干燥得到；
5、s2：向所述涂覆碳纳米管热电阵列的织物上印刷银浆后烘干，得到碳纳米管热电模块；
6、s3：向所述碳纳米管热电模块上覆盖聚偏氟乙烯-六氟丙烯辐射制冷薄膜，得到柔性太阳能热电器件；所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯辐射制冷薄膜由聚偏氟乙烯-六氟丙烯的分散液进行静电纺丝或微流控纺丝得到；所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯的分散液由聚偏氟乙烯-六氟丙烯(pvdf-hfp，cas号：9011-17-0)分散于有机溶剂中得到。
7、优选的，所述有机溶剂选自乙酸乙酯、n,n-二甲基甲酰胺、丁醇、丙酮和四氢呋喃中的一种或两种；若所述有机溶剂为两种，则两种有机溶剂的质量比为6-8：4-2。
8、优选的，所述有机溶剂与聚偏氟乙烯-六氟丙烯的质量比为5-10：2。
9、优选的，所述分散的方法为搅拌，搅拌时间为12-24h，搅拌温度为25-70℃。
10、优选的，聚偏氟乙烯-六氟丙烯的分散液中，聚偏氟乙烯-六氟丙烯的质量浓度为10-30％。
11、优选的，所述碳纳米管浆料中，碳纳米管分散液和水性聚氨酯的质量比为5-10：1-5。
12、优选的，所述步骤s1中，混合的时间为1-6h，混合的温度为25-75℃。
13、优选的，所述印刷的方式为丝网印刷。
14、优选的，所述混合的方式为磁力搅拌。
15、优选的，所述步骤s1中，浓缩干燥的温度为40-100℃，时间为6-12h；所述步骤s1和s2中，干燥的温度为40-80℃，时间为1-3h。
16、优选的，所述步骤s3中，静电纺丝或微流控纺丝的流速为0.4-1.5ml/h，接收距离为10-25cm，电压为10-30kv，滚筒转速为50-200r/min。
17、优选的，所述步骤s3中，聚偏氟乙烯-六氟丙烯辐射制冷薄膜于碳纳米管热电模块上的覆盖率为40-80％。
18、本专利技术还提供一种上述制备方法制备得到的柔性太阳光热电器件。
19、本专利技术将聚偏氟乙烯-六氟丙烯颗粒在有机溶剂中溶解，利用静电纺丝技术制成大面积辐射制冷薄膜，具有良好的辐射制冷稳定性和耐久性，同时利用其孔隙率高、透气性好的特点，制备的辐射制冷薄膜具有良好的可穿戴性能。同时聚偏氟乙烯-六氟丙烯辐射制冷薄膜紧密地覆盖在碳管热电模块上，制备成太阳光热电器件。
20、本专利技术的技术方案相比现有技术具有以下优点：
21、(1)本专利技术将聚偏氟乙烯-六氟丙烯与静电纺丝技术联用，制备大型精确可控形貌纳米纤维基底，构建低成本、大面积负载光热材料的纳米纤维薄膜，具有制备简单、可大面积生产，产率较高，透气性好的特点。
22、(2)本专利技术选用碳纳米管材料构建热电模块，通过丝网印刷将热电材料附着在织物上制备高温度梯度的，柔性的热电模块，其制备与设计简单，为热电器件的发展提供新思路。
23、(3)本专利技术将制备的聚偏氟乙烯-六氟丙烯辐射制冷薄膜紧密地覆盖在碳管热电模块上，制备性能优异的太阳光热电器件，在自供能可穿戴设备的基础研究和实际运用上显现本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种柔性太阳光热电器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂选自乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺、丁醇、丙酮和四氢呋喃中的一种或两种；若所述有机溶剂为两种，则两种有机溶剂的质量比为6-8：4-2。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂与聚偏氟乙烯-六氟丙烯的质量比为5-10：2。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，聚偏氟乙烯-六氟丙烯的分散液中，聚偏氟乙烯-六氟丙烯的质量浓度为10-30％。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管浆料中，碳纳米管分散液和水性聚氨酯的质量比为5-10：1-5。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述印刷的方式为丝网印刷。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，浓缩干燥的温度为40-100℃，时间为6-12h；所述步骤S1和S2中，干燥的温度为40-80℃，时间为1-3h。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3
9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，聚偏氟乙烯-六氟丙烯辐射制冷薄膜于碳纳米管热电模块上的覆盖率为40-80％。
10.一种权利要求1-9中任一项所述制备方法制备得到的柔性太阳光热电器件。
...【技术特征摘要】
1.一种柔性太阳光热电器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂选自乙酸乙酯、n,n-二甲基甲酰胺、丁醇、丙酮和四氢呋喃中的一种或两种；若所述有机溶剂为两种，则两种有机溶剂的质量比为6-8：4-2。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂与聚偏氟乙烯-六氟丙烯的质量比为5-10：2。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，聚偏氟乙烯-六氟丙烯的分散液中，聚偏氟乙烯-六氟丙烯的质量浓度为10-30％。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管浆料中，碳纳米管分散液和水性聚氨酯的质量比为5-10：1-5。
6.如权利要求1所述...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。