专利名称：一种建筑用光伏发电保温材料及制作工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种预制的块状建筑材料，特别是一种建筑用光伏发电保温材料及制作工艺。
背景技术：
现有的块状建筑材料种类较多，有各种砌块、水泥预制块、花岗岩切割块、大理石切割块等，它们在使用中存在的共同不足是功能单一，仅仅作为一种建筑砌体，起筑砌墙体和各种建筑体的功能；而另一方面是，太阳长期照射在建筑物外表，太阳能未能得到利用而白白浪费，尤且在夏天时还增加室内温度，使人难于忍受或开设空调消耗能量；在现在能源非常紧张的年代，却看到大量照在建筑物上的太阳能随之流失，这极不利于人类的可持续发展，为此，本申请人在前申请了名称为“设有非晶硅薄膜电池的砌块”专利申请，它与现有技术相比是一个大的进步，但在使用中，它仍存一定的不足1、它的砌块是常规砌块，保温效果不是很好；2、其中的非晶硅薄膜电池仅是公布了一个初步的技术方案，还并不完善，不能达到很好的实施效果；3、砌块未涉及用什么原料制作，而现在，不少的工业废渣没有得到很好的利用。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有块状建筑材料在使用中存在的功能单一，不能很好的利用太阳能及工业废渣的不足，而提出一种多功能，可充分利用照射在建筑物上的太阳能及工业废渣的建筑用光伏发电保温材料及制作工艺。通过下述技术方案可实现本发明的目的，一种建筑用光伏发电保温材料，其特征在于，它由块状建筑体和设在块状建筑体表面的高性能太阳能复合电池组成；块状建筑体由以下组分按百分比构成废旧塑料20 40%、植物纤维20 40%、粉煤灰10 20%、钙石粉3 8%、早强粉I 5%、不燃耐热性聚酯树脂2 6%、抗老化剂UV-91 3%;高性能太阳能复合电池由八层薄膜层叠组成，它们分别是铝膜、磷烷和硅烷混合膜、砷化镓膜、铋膜、锗膜、乙硼烷和硅烷混合膜、银丝网膜、二氧化锡膜；其中铝膜为电池负极，二氧化锡膜为电池正极。各个膜层的厚度分别是铝膜的膜厚为250 500nm ;磷烷和硅烷混合膜的膜厚为200 500nm ;砷化镓膜的膜厚为I. 5 3 μ m ;铋膜的膜厚为250 500nm ;锗膜的膜厚为10 20 μ m ;乙硼烷和硅烷混合膜的膜厚为200 450nm ;银丝网膜的膜厚为常规厚度；二氧化锡膜的膜厚为250 500nm。为有效的保护设在块状建筑体表面的高性能太阳能复合电池，在电池外表设有一由透明耐磨涂料构成的密封层，密封层厚度为O. I O. 5_。上述建筑用光伏发电保温材料通过如下制作工艺步骤制成一、块状建筑体的制作，其原材料组分和各组分所占百分比是废旧塑料20 40%、植物纤维20 40%、粉煤灰10 20%、钙石粉3 8%、早强粉I 5%、不燃耐热性聚酯树脂2 6%、抗老化剂UV-9 I 3% ;将以上原料粉碎后进行混合搅拌，在挤塑机中经熔融后挤塑成型，自然冷却养护。二、高性能太阳能复合电池的制作，以第一步骤制成的工件为基体，将其放在真空蒸发镀膜机设备内的工件架上，对准蒸发源，再把铝细丝放在蒸发源上，在压强10_8Pa(帕)，工件温度180 220°C的条件下，加热蒸发源使金属铝蒸发，铝分子落在工件表面上形成薄膜，膜厚250 500nm，该层为电池负极。三、以第二步骤制成的工件为基体，将其放在真空镀膜机设备工件架上，垂直对准射频靶，相距60mm，在射频功率lw/cm2，工件温度160 200°C，工件压强10_2Pa(帕)的条件下，通入掺有3 7%磷烷(PH3)的硅烷(SiH4)气体，流量为每分钟20ml/min，沉积率为4A/s (埃 / 秒)，膜厚 200 500nm。四、以第三步骤制成的工件为基体，将工件放在真空设备内工件架上，上下对准射频靶，相距40mm，在射频电源RF13. 56MHz，功率O. 2w/cm2,工件压强267Pa (帕)，工件温度180 220°C的条件下，通入已用氢稀释好的氯化氢与氯化稼和砷化三氢混合气体，它们之间的容积比为3 4 I 2 2 3，流量每分钟IOOml，沉积率每秒种5A (埃)，膜厚为1.5 311111，该膜为砷化镓膜。五、以第四步骤制成的工件为基体，将工件放在真空磁控溅射镀膜机设备工件架上，用铋(Bi)做磁控溅射靶材，垂直对准工件，距离50mm，在功率3KW，电压700V (DC)，工件 压强10^8(帕)，工件温度160 200°C的条件下对工件镀膜，膜厚250 500nm。六、以第五步骤制成的工件为基体，将工件放在真空溅射设备内工件架上，把锗(Ge)做成靶材，冲入氩气，在工作室压强KT8Pa (帕)，溅射功率5KW、电压900V (DC)的条件下对工件镀膜，膜厚10 20 μ m。七、以第六步骤制成的工件为基体，将工件放在PECVD真空设备内工件托架上，垂直对准射频靶，相距20mm，功率lOw/cm2，压强IOOPa (帕)，工件温度170 190°C，通入掺有3 7%乙硼烷(B2H6)的硅烷(SiH4)气体，流量每分钟50ml，沉积膜厚200 450nm。八、以第七步骤制成的工件为基体，在工件表面做一层银丝网印刷膜。九、以第八步骤制成的工件为基体，将工件放在加温设备内，工件温度150_180°C，压强I I. 5个大气压，用乙醇与四氯化锡(按乙醇20ml，四氯化锡5g比例)溶解的液体，用喷具向工件喷涂，膜厚250 500nm时，停止喷涂，待工件温度降到25°C，即可取出，该层为电池正极，高性能太阳能复合电池制作完成。十、以第九步骤制成的工件为基体，在电池正极和电池负极上分别焊上引出线，然后对高性能太阳能复合电池外表喷上透明耐磨涂料，厚度O. I O. 5mm。本发明的效果在于1、可为现有建筑提供一种可充分将照射在建筑物上的阳光转化成电能，并具有良好的保温功能的建筑材料，这在于本材料表面设有高性能太阳能复合电池，它可将照在其上的太阳光转化成电能，而块状建筑体是由废旧塑料、植物纤维、粉煤灰等材料组成，其材料组分之间的配比使得其有良好的保温性能；2、高性能太阳能复合电池有非常好的光电转化效果，经测定其光电转化率可达20%左右，这在于复合电池是由多层不同材料的薄膜组成，它们可吸收太阳光谱中的红外线、可见光、紫外线、X射线，宇宙射线的太阳光波，并把这些波谱中的光分子能量在I. 7 1200000eV的低、中、高能光分子都直接转换成电能，特别是高能光分子，能几次打出电子空穴对，转换成电能；3、可充分利用工业废渣，这在于块状建筑体中大量使用了废旧塑料、植物纤维、粉煤灰等工业废渣，这既利于环境保护，又利于人类可持续发展。下面结合实施例对本发明进一步阐述
具体实施例方式
实施例I、一种建筑用光伏发电保温材料，它由块状建筑体和设在块状建筑体表面的高性能太阳能复合电池组成；块状建筑体由以下组分按百分比构成废旧塑料33%、植物纤维34%、粉煤灰17.5%、钙石粉6%、早强粉4%、不燃耐热性聚酯树脂4%、抗老化剂UV-91. 5% ;高性能太阳能复合电池由八层薄膜层叠组成，它们分别是铝膜、磷烷和硅烷混合膜、砷化镓膜、铋膜、锗膜、乙硼烷和硅烷混合膜、银丝网膜、二氧化锡膜；其中铝膜为电池负极，二氧化锡膜为电池正极。各个膜层的厚度分别是铝膜的膜厚为350nm;磷烷和硅烷混合膜的膜厚为400nm ;砷化镓膜的膜厚为2 μ m ;铋膜的膜厚为320nm ;锗膜的膜厚为15 μ m ;乙硼烷和硅烷混合膜的膜厚为300nm ;银丝网膜的膜厚为常规厚度；二氧化锡膜的膜厚为370nm。为有效的保护设在块状建筑体表面的高性能太阳能复合电池，在电池外表设有一由透明耐磨涂料构成的密封层，密封层厚度为O. 3mm。上述建筑用光伏发电保温材料通过如下制作工艺步骤制成
、
一、块状建筑体的制作，其原材料组分和各组分所占百分比是废旧塑料33%、植物纤维34 %、粉煤灰17.5%、钙石粉6 %、早强粉4 %、不燃耐热性聚酯树脂4 %、抗老化剂UV-91.5% ;将以上原料粉碎后进行混合搅拌，在挤塑机中经熔融后挤塑成型，自然冷却养护。二、高性能太阳能复合电池的制作，以第一步骤制成的工件为基体，将其放在真空蒸发镀膜机设备内的工件架上，对准蒸发源，再把铝细丝放在蒸发源上，在压强10_8Pa(帕)，工件温度190°C的条件下，加热蒸发源使金属铝蒸发，铝分子落在工件表面上形成薄膜，膜厚350nm,该层为电池负极。三、以第二步骤制成的工件为基体，将其放在真空镀膜机设备工件架上，垂直对准射频靶，相距60mm，在射频功率lw/cm2，工件温度180°C，工件压强KT2Pa (帕)的条件下，通入掺有5%磷烷(PH3)的硅烷(SiH4)气体，流量为每分钟20ml/min，沉积率为4A/S (埃/秒)，膜厚370nm。四、以第三步骤制成的工件为基体，将工件放在真空设备内工件架上，上下对准射频靶，相距40mm，在射频电源RF13. 56MHz，功率O. 2w/cm2,工件压强267Pa (帕)，工件温度200°C的条件下，通入已用氢稀释好的氯化氢与氯化稼和砷化三氢混合气体，它们之间的容积比为3. 2 : I. 3 : 2. 2，流量每分钟IOOml，沉积率每秒种5A (埃)，膜厚为2. 2 μ m，该膜为砷化镓膜。五、以第四步骤制成的工件为基体，将工件放在真空磁控溅射镀膜机设备工件架上，用铋(Bi)做磁控溅射靶材，垂直对准工件，距离50mm，在功率3KW，电压700V (DC)，工件压强10呻&(帕)，工件温度185°C的条件下对工件镀膜，膜厚410nm。六、以第五步骤制成的工件为基体，将工件放在真空溅射设备内工件架上，把锗(Ge)做成靶材，冲入氩气，在工作室压强KT8Pa (帕)，溅射功率5KW、电压900V (DC)的条件下对工件镀膜，膜厚16 μ m。七、以第六步骤制成的工件为基体，将工件放在PECVD真空设备内工件托架上，垂直对准射频靶，相距20mm，功率lOw/cm2，压强IOOPa (帕)，工件温度180°C，通入掺有5%乙硼烷(B2H6)的硅烷(SiH4)气体，流量每分钟50ml，沉积膜厚320nm。八、以第七步骤制成的工件为基体，在工件表面做一层银丝网印刷膜。
九、以第八步骤制成的工件为基体，将工件放在加温设备内，工件温度165°C，压强I. 2个大气压，用乙醇与四氯化锡(按乙醇20ml，四氯化锡5g比例)溶解的液体，用喷具向工件喷涂，膜厚360nm时，停止喷涂，待工件温度降到25°C，即可取出，该层为电池正极，高性能太阳能复合电池制作完成。十、以第九步骤制成的工件为基体，在电池正极和电池负极上分别焊上引出线，然后对高性能太阳能复合电池外表喷上透明耐磨涂料，厚度O. 3mm。制作好的块状建筑用光伏发电保温材料在使用中，块与块之间可通过串联或并联的方式电连接，连接后可以接用电器、电网或蓄电池。实施例2、一种建筑用光伏发电保温材料，它由块状建筑体和设在块状建筑体表 面的高性能太阳能复合电池组成；块状建筑体由以下组分按百分比构成废旧塑料36%、植物纤维32 %、粉煤灰19 %、钙石粉5 %、早强粉3 %、不燃耐热性聚酯树脂3 %、抗老化剂UV-92% ;高性能太阳能复合电池由八层薄膜层叠组成，它们分别是铝膜、磷烷和硅烷混合膜、砷化镓膜、铋膜、锗膜、乙硼烷和硅烷混合膜、银丝网膜、二氧化锡膜；其中铝膜为电池负极，二氧化锡膜为电池正极。各个膜层的厚度分别是铝膜的膜厚为300nm;磷烷和硅烷混合膜的膜厚为350nm ;砷化镓膜的膜厚为2. 2 μ m ;铋膜的膜厚为400nm ;锗膜的膜厚为17 μ m ;乙硼烷和硅烷混合膜的膜厚为380nm ;银丝网膜的膜厚为常规厚度；二氧化锡膜的膜厚为400nm。为有效的保护设在块状建筑体表面的高性能太阳能复合电池，在电池外表设有一由透明耐磨涂料构成的密封层，密封层厚度为O. 25mm。上述建筑用光伏发电保温材料通过如下制作工艺步骤制成一、块状建筑体的制作，其原材料组分和各组分所占百分比是废旧塑料36%、植物纤维32%、粉煤灰19%、钙石粉5%、早强粉3%、不燃耐热性聚酯树脂3%、抗老化剂UV-92% ;将以上原料粉碎后进行混合搅拌，在挤塑机中经熔融后挤塑成型，自然冷却养护。二、高性能太阳能复合电池的制作，以第一步骤制成的工件为基体，将其放在真空蒸发镀膜机设备内的工件架上，对准蒸发源，再把铝细丝放在蒸发源上，在压强10_8Pa(帕)，工件温度200°C的条件下，加热蒸发源使金属铝蒸发，铝分子落在工件表面上形成薄膜，膜厚370nm，该层为电池负极。三、以第二步骤制成的工件为基体，将其放在真空镀膜机设备工件架上，垂直对准射频靶，相距60mm，在射频功率lw/cm2，工件温度185°C，工件压强KT2Pa (帕)的条件下，通入掺有4%磷烷(PH3)的硅烷(SiH4)气体，流量为每分钟20ml/min，沉积率为4A/S (埃/秒)，膜厚400nm。四、以第三步骤制成的工件为基体，将工件放在真空设备内工件架上，上下对准射频靶，相距40mm，在射频电源RF13. 56MHz，功率O. 2w/cm2,工件压强267Pa (帕)，工件温度210°C的条件下，通入已用氢稀释好的氯化氢与氯化稼和砷化三氢混合气体，它们之间的容积比为3. 5 : I. 5 : 2. 5，流量每分钟IOOml，沉积率每秒种5 A (埃)，膜厚为2. O μ m，该膜为砷化镓膜。五、以第四步骤制成的工件为基体，将工件放在真空磁控溅射镀膜机设备工件架上，用铋(Bi)做磁控溅射靶材，垂直对准工件，距离50mm，在功率3KW，电压700V (DC)，工件压强10呻&(帕)，工件温度190°C的条件下对工件镀膜，膜厚430nm。
六、以第五步骤制成的工件为基体，将工件放在真空溅射设备内工件架上，把锗(Ge)做成靶材，冲入氩气，在工作室压强KT8Pa (帕)，溅射功率5KW、电压900V (DC)的条件下对工件镀膜，膜厚17 μ m。七、以第六步骤制成的工件为基体，将工件放在PECVD真空设备内工件托架上，垂直对准射频靶，相距20mm，功率lOw/cm2，压强IOOPa (帕)，工件温度190°C，通入掺有4%乙硼烷(B2H6)的硅烷(SiH4)气体，流量每分钟50ml，沉积膜厚350nm。八、以第七步骤制成的工件为基体，在工件表面做一层银丝网印刷膜。九、以第八步骤制成的工件为基体，将工件放在加温设备内，工件温度170°C，压强I. 2个大气压，用乙醇与四氯化锡(按乙醇20ml，四氯化锡5g比例)溶解的液体，用喷具向工件喷涂，膜厚370nm时，停止喷涂，待工件温度降到25°C，即可取出，该层为电池正极，高性能太阳能复合电池制作完成。
十、以第九步骤制成的工件为基体，在电池正极和电池负极上分别焊上引出线，然后对高性能太阳能复合电池外表喷上透明耐磨涂料，厚度O. 35mm。制作好的块状建筑用光伏发电保温材料在使用中，块与块之间可通过串联或并联的方式电连接，连接后可以接用电器、电网或蓄电池。
权利要求
1.一种建筑用光伏发电保温材料，其特征在于，它由块状建筑体和设在块状建筑体表面的高性能太阳能复合电池组成；块状建筑体由以下组分按重量百分比构成废旧塑料20 40 %、植物纤维20 40 %、粉煤灰10 20 %、钙石粉3 8 %、早强粉I 5 %、不燃耐热性聚酯树脂2 6%、抗老化剂UV-91 3% ;高性能太阳能复合电池由八层薄膜层叠组成，它们分别是铝膜、磷烷和硅烷混合膜、砷化镓膜、铋膜、锗膜、乙硼烷和硅烷混合膜、银丝网膜、二氧化锡膜；其中铝膜为电池负极，二氧化锡膜为电池正极。
2.按权利要求I所述的建筑用光伏发电保温材料，其特征在于，各个膜层的厚度分别是铝膜的膜厚为250 500nm ;磷烷和硅烷混合膜的膜厚为200 500nm ;砷化镓膜的膜厚为I. 5 3 μ m ;铋膜的膜厚为250 500nm ;锗膜的膜厚为10 20 μ m ;乙硼烷和硅烷混合膜的膜厚为200 450nm ;银丝网膜的膜厚为常规厚度；二氧化锡膜的膜厚为250 500nm。
3.按权利要求I或2所述的建筑用光伏发电保温材料，其特征在于，高性能太阳能复合电池外表设有一由透明耐磨涂料构成的密封层，密封层厚度为O. I O. 5_。
4.一种按权利要求I所述的建筑用光伏发电保温材料的制作工艺由以下步骤组成 一、块状建筑体的制作，其原材料组分和各组分所占重量百分比是废旧塑料20 40%、植物纤维20 40%、粉煤灰10 20%、钙石粉3 8%、早强粉I 5%、不燃耐热性聚酯树脂2 6%、抗老化剂UV-91 3%;将以上原料粉碎后进行混合搅拌，在挤塑机中经熔融后挤塑成型，自然冷却养护。
二、高性能太阳能复合电池的制作，以第一步骤制成的工件为基体，将其放在真空蒸发镀膜机设备内的工件架上，对准蒸发源，再把铝细丝放在蒸发源上，在压强10_8Pa(帕)，工件温度180 220°C的条件下，加热蒸发源使金属铝蒸发，铝分子落在工件表面上形成薄膜，膜厚250 500nm，该层为电池负极。
三、以第二步骤制成的工件为基体，将其放在真空镀膜机设备工件架上，垂直对准射频革巴，相距60mm，在射频功率lw/cm2，工件温度160 200°C，工件压强10_2Pa (帕)的条件下，通入掺有3 7%磷烷(PH3)的硅烷(SiH4)气体，流量为每分钟20ml/min，沉积率为4人/s(埃/秒)，膜厚2OO 500nm。
四、以第三步骤制成的工件为基体，将工件放在真空设备内工件架上，上下对准射频靶，相距40mm，在射频电源RF13. 56MHz，功率O. 2w/cm2,工件压强267Pa(帕)，工件温度180 220°C的条件下，通入已用氢稀释好的氯化氢与氯化稼和砷化三氢混合气体，它们之间的容积比为3 4 I 2 2 3，流量每分钟IOOml，沉积率每秒种5A (埃)，膜厚为1.5 311111，该膜为砷化镓膜。
五、以第四步骤制成的工件为基体，将工件放在真空磁控溅射镀膜机设备工件架上，用铋(Bi)做磁控溅射靶材，垂直对准工件，距离50mm，在功率3KW，电压700V(DC)，工件压强KT1Pa (帕)，工件温度160 200°C的条件下对工件镀膜，膜厚250 500nm。
六、以第五步骤制成的工件为基体，将工件放在真空溅射设备内工件架上，把锗(Ge)做成靶材，冲入氩气，在工作室压强10_8Pa (帕)，溅射功率5KW、电压900V (DC)的条件下对工件镀膜，膜厚10 20 μ m。
七、以第六步骤制成的工件为基体，将工件放在PECVD真空设备内工件托架上，垂直对准射频靶，相距20_，功率lOw/cm2，压强IOOPa (帕)，工件温度170 190°C，通入掺有3 7%乙硼烷(B2H6)的硅烷(SiH4)气体，流量每分钟50ml，沉积膜厚200 450nm。八、以第七步骤制成的工件为基体，在工件表面做一层银丝网印刷膜。
九、以第八步骤制成的工件为基体，将工件放在加温设备内，工件温度150-180°C，压强1 1. 5个大气压，用乙醇与四氯化锡(按乙醇20ml，四氯化锡5g比例)溶解的液体，用喷具向工件喷涂，膜厚250 500nm时，停止喷涂，待工件温度降到25°C，即可取出，该层为电池正极，高性能太阳能复合电池制作完成。
十、以第九步骤制成的工件为基体，在电池正极和电池负极上分别焊上引出线，然后对高性能太阳能复合电池外表喷上透明耐磨涂料，厚度O. 1 O. 5_。
全文摘要
本发明提供一种建筑用光伏发电保温材料及制作工艺。它由块状建筑体和设在块状建筑体表面的高性能太阳能复合电池组成；块状建筑体由废旧塑料、植物纤维、粉煤灰等组分经粉碎、熔融挤塑成型；高性能太阳能复合电池由铝膜、磷烷和硅烷混合膜、砷化镓膜、铋膜、锗膜、乙硼烷和硅烷混合膜、银丝网膜、二氧化锡膜构成。它的效果是1、可为现有建筑提供一种可充分将照射在建筑物上的阳光转化成电能，并具有良好的保温功能的建筑材料；2、高性能太阳能复合电池有非常好的光电转化效果，经测定其光电转化率可达20％左右；3、可充分利用工业废渣，利于环境保护和人类可持续发展方针。
文档编号H01L31/048GK102976664SQ20121055645
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者陆明, 李建明, 陆翔宇, 陆滢羽, 李晶, 彭小刚, 徐峰, 李宇坤, 项健 申请人:陆明