本发明涉及光伏,具体是一种加强型抗冲击光伏组件及其制备方法。
背景技术:
1、光伏组件是一种能够将太阳能转化为电能的设备。近些年来,随着全球环保意识的增强和能源需求的不断增长,光伏组件在现代能源领域中的价值愈发凸显。光伏组件在现代社会中的价值主要表现在以下几个方面:(1)光伏组件具有环保、清洁、可再生能源等特点,使用光伏组件所产生的电能不会排放任何污染物,也不会对大气、水源等环境造成破坏,因此光伏组件被广泛应用于城市照明、交通信号灯、通讯基站以及偏远地区的电力供应等领域。(2)光伏组件具有分布式发电的优点,可以有效降低电网建设和运营成本,同时增强能源供应的灵活性和可靠性。(3)光伏组件在降低能源消耗、减少能源依赖、实现可持续发展等方面具有重大意义,能够促进人类社会的可持续发展。但是,光伏组件在目前的技术发展中,仍存在一些技术痛点:如光伏组件的连接方式存在一定的脆性,容易在机械撞击、剧烈震动的作用下发生断裂或接触不良,导致发电效率下降或故障。此外,光伏组件的性能容易受到温度、湿度、表面污染物等各种因素的影响而衰减,导致发电效率下降甚至失效。
2、为了克服现有技术的缺陷,本发明提供了一种加强型抗冲击光伏组件及其制备方法。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种加强型抗冲击光伏组件及其制备方法,以解决现有技术中的问题。
2、为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:
3、一种加强型抗冲击光伏组件的制备方法,包括以下步骤:
4、步骤一:将n-乙酰半胱氨酸和活性巯基聚硅氧烷溶解于乙醇中,得到溶液1;将乙烯基硅油和2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮溶解于四氢呋喃中,得到溶液2;将溶液1和溶液2混合,在紫外光照下搅拌反应2~3h,再旋蒸除去乙醇和四氢呋喃,制备得到胶粘剂前驱体;将胶粘剂前驱体和硅酸四乙酯混合,充分搅拌30~40min,再添加二月桂酸二丁基锡,混合均匀后抽真空,得到胶粘剂;
5、步骤二:将三苯甲烷三异氰酸酯、端羟基聚二甲基硅氧烷和二月桂酸二丁基锡混合,90~100℃反应3.5~4.5h;再将反应体系降温至70~80℃,添加抑制剂、双季戊四醇六丙烯酸酯和溶剂继续反应3~4h,冷却至室温得到预聚体;将预聚体和光引发剂充分混合,再加入丙酮超声20~30min,得到涂料;
6、步骤三:将玻璃进行乙醇清洗、去离子水冲洗,再经氢氧化钠溶液蚀刻、去离子水冲洗、干燥,得到预处理玻璃;将涂料涂覆至预处理玻璃的a面,经uv固化得到成品玻璃;
7、步骤四:按顺序依次铺设成品玻璃、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、电池片、导电胶、导电背板,铺设完成后使用胶粘剂进行封边,再经过层压、装框、接线、包装,制备得到光伏组件。
8、较为优化地,步骤一中,活性巯基聚硅氧烷的制备方法为:将3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷和二苯基二甲氧基硅烷溶解于去离子水中,再添加盐酸催化剂,75~85℃反应6~8h,将反应产物经洗涤、干燥,得到活性巯基聚硅氧烷。
9、较为优化地,活性巯基聚硅氧烷各组分含量为:以质量份数计,85~90份3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、15~20份二苯基二甲氧基硅烷、30~40份去离子水、2~3份盐酸;其中盐酸的浓度为1.5~2.5wt%。
10、较为优化地,步骤一中,胶粘剂各组分含量为:以质量份数计,1.0~2.0份n-乙酰半胱氨酸、1.0~2.0份活性巯基聚硅氧烷、2~4份乙醇、3~5份乙烯基硅油、0.07~0.09份2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、4~6份四氢呋喃、0.3~0.5份硅酸四乙酯、0.03~0.05份二月桂酸二丁基锡。
11、较为优化地,步骤一中,紫外光的波长为365~380nm。
12、较为优化地,步骤二中,涂料各组分含量为:以质量份数计,4~6份三苯甲烷三异氰酸酯、7.5~8.0份端羟基聚二甲基硅氧烷、0.05~0.07份二月桂酸二丁基锡、0.02~0.03份抑制剂、6.5~7.0份双季戊四醇六丙烯酸酯、6~8份溶剂、0.2~0.4份光引发剂、30~40份丙酮;其中抑制剂为对苯二酚单甲醚,溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯,光引发剂为2-羟基-2-甲基苯丙酮。
13、较为优化地,步骤三中,预处理玻璃分为a面和b面,a面为面向太阳光照的一面,b面为和各种光伏组件连接的一面。
14、较为优化地,步骤三中,氢氧化钠溶液的浓度为0.15~0.2mol/l。
15、较为优化地,步骤三中,uv固化参数:365~380nm紫外光照90~100s;涂层厚度为40~50μm。
16、较为优化地,步骤四中,层压工艺参数:层压温度为130~140℃,层压时间为10~14min。
17、本发明的有益效果:
18、本发明通过添加n-乙酰半胱氨酸、活性巯基聚硅氧烷、乙醇、乙烯基硅油、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、四氢呋喃、硅酸四乙酯和二月桂酸二丁基锡,制备得到胶粘剂。本发明通过添加三苯甲烷三异氰酸酯、端羟基聚二甲基硅氧烷、二月桂酸二丁基锡、抑制剂、双季戊四醇六丙烯酸酯、溶剂、光引发剂和丙酮,制备得到涂料。然后在经过清洗和碱液蚀刻的玻璃表面上涂覆制备得到的涂料,得到成品玻璃。再按顺序依次铺设成品玻璃、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、电池片、导电胶、导电背板,铺设完成后使用胶粘剂进行封边,再经过层压、装框、接线、包装,制备得到光伏组件。
19、本发明的特点在于,步骤一中,以n-乙酰半胱氨酸、活性巯基聚硅氧烷、乙烯基硅油、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮和硅酸四乙酯为主原料,制备得到胶粘剂。n-乙酰半胱氨酸和活性巯基聚硅氧烷中含有巯基,可以和乙烯基硅油发生巯基-烯点击化学反应。一方面通过该反应可以将含有极性基团的n-乙酰半胱氨酸引入有机硅胶粘剂中,提升有机硅胶粘剂对金属的粘结性能;同时有机硅胶粘剂具有良好的柔韧性、吸能、可压缩的特性,可以分散和吸收光伏组件受到的冲击能量,从而有效提高光伏组件的抗冲击性能;另一方面n-乙酰半胱氨酸和活性巯基聚硅氧烷中均含有硫元素,因此与乙烯基硅油发生反应生成生成交联网络涂层还具有良好的抗菌效果。
20、步骤二中,通过添加三苯甲烷三异氰酸酯、端羟基聚二甲基硅氧烷、双季戊四醇六丙烯酸酯和光引发剂等物质,制备得到涂料。其中端羟基聚二甲基硅氧烷具有良好的疏水性和稳定性,因此可以在很大程度上有效地提高成品玻璃表面的性能。它不仅可以保持表面的清洁,还可以防止灰尘等污染物的附着。另外,通过在端羟基聚二甲基硅氧烷中加入三苯甲烷三异氰酸酯和双季戊四醇六丙烯酸酯,可以引入碳碳双键;再通过添加光引发剂等物质,并经过uv固化,可以获得与玻璃表面具有良好稳定性和附着性的涂层,有效避免脱落的情况发生。
1.一种加强型抗冲击光伏组件的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种加强型抗冲击光伏组件的制备方法,其特征在于:步骤一中,活性巯基聚硅氧烷的制备方法为:将3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷和二苯基二甲氧基硅烷溶解于去离子水中,再添加盐酸催化剂,75~85℃反应6~8h,将反应产物经洗涤、干燥,得到活性巯基聚硅氧烷。
3.根据权利要求2所述的一种加强型抗冲击光伏组件的制备方法,其特征在于:活性巯基聚硅氧烷各组分含量为:以质量份数计,85~90份3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、15~20份二苯基二甲氧基硅烷、30~40份去离子水、2~3份盐酸;其中盐酸的浓度为1.5~2.5wt%。
4.根据权利要求1所述的一种加强型抗冲击光伏组件的制备方法,其特征在于:步骤一中,胶粘剂各组分含量为:以质量份数计,1.0~2.0份n-乙酰半胱氨酸、1.0~2.0份活性巯基聚硅氧烷、2~4份乙醇、3~5份乙烯基硅油、0.07~0.09份2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、4~6份四氢呋喃、0.3~0.5份硅酸四乙酯、0.03~0.05份二月桂酸二丁基锡。
5.根据权利要求1所述的一种加强型抗冲击光伏组件的制备方法,其特征在于:步骤一中,紫外光的波长为365~380nm。
6.根据权利要求1所述的一种加强型抗冲击光伏组件的制备方法,其特征在于:步骤二中,涂料各组分含量为:以质量份数计,4~6份三苯甲烷三异氰酸酯、7.5~8.0份端羟基聚二甲基硅氧烷、0.05~0.07份二月桂酸二丁基锡、0.02~0.03份抑制剂、6.5~7.0份双季戊四醇六丙烯酸酯、6~8份溶剂、0.2~0.4份光引发剂、30~40份丙酮;其中抑制剂为对苯二酚单甲醚,溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯,光引发剂为2-羟基-2-甲基苯丙酮。
7.根据权利要求1所述的一种加强型抗冲击光伏组件的制备方法,其特征在于:步骤三中,预处理玻璃分为a面和b面,a面为面向太阳光照的一面,b面为和各种光伏组件连接的一面。
8.根据权利要求1所述的一种加强型抗冲击光伏组件的制备方法,其特征在于:步骤三中,氢氧化钠溶液的浓度为0.15~0.2mol/l。
9.根据权利要求1所述的一种加强型抗冲击光伏组件的制备方法,其特征在于:步骤三中,uv固化参数:365~380nm紫外光照90~100s;涂层厚度为40~50μm。
10.根据权利要求1所述的一种加强型抗冲击光伏组件的制备方法,其特征在于:步骤四中,层压工艺参数:层压温度为130~140℃,层压时间为10~14min。