一种用于光伏板的无机辐射制冷涂层及其制备方法与流程

本申请涉及一种用于光伏板的无机辐射制冷涂层及其制备方法，属于节能环保和新材料。

背景技术：

1、

2、光伏板可将太阳能转化为可用电能，是目前最普遍的利用太阳能的方式。目前硅基光伏在室温（25℃）下的转换效率约为20%，但其温度每升高1°c，效率大约下降0.45%。对于阳光直晒下的光伏板，温度升高可达40°c，相对效率下降约18%。这种温度效应导致的光电转化效率降低，会严重影响光伏板的实际产能。目前主流的光伏玻璃因折射率虚部数值较大会产生表面反射现象，在大气窗口（8-13 µm）处的发射率低于0.85。

3、要降低光伏板工作温度，可以在表面涂覆一层辐射制冷涂层，然而目前的辐射制冷涂层主要是在聚合物树脂基体有机涂层中分散的颗粒材料，虽然具有辐射制冷作用，但应用于光伏板时，会存在聚合物树脂基体层增加太阳光的反射并降低光伏板太阳光透过率的问题，反而会制约其转换效率。

技术实现思路

1、根据本申请的一个方面，提供了一种用于光伏板的无机辐射制冷涂层，通过改变光伏板太阳光透过率、增加大气窗口（8-13um）发射率、降低光伏板表面温度以实现光伏板光电转换效率的提升。

2、本申请采用如下技术方案：

3、一种用于光伏板的无机辐射制冷涂层，所述光伏板的上表面为光伏玻璃；

4、用于光伏板的无机辐射制冷涂层包括陶瓷颗粒层；

5、所述陶瓷颗粒层包括至少两种尺寸的无机纳米陶瓷颗粒；

6、所述至少两种尺寸的无机纳米陶瓷颗粒无序堆叠固定在所述光伏玻璃背离光伏板一侧的表面上，无机纳米陶瓷颗粒间形成空气缝隙。

7、可选地，所述无机纳米陶瓷颗粒的粒径为5~200nm。

8、可选地，所述无机纳米陶瓷颗粒的粒径选自5nm、10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、110nm、120nm、130nm、140nm、150nm、160nm、170nm、180nm、190nm、200nm中的任意值，或任意两者间的范围值。

9、可选地，所述用于光伏板的无机辐射制冷涂层包括：

10、粒径为l1的第一尺寸无机纳米陶瓷颗粒，l1＝xnm；

11、粒径为l2第二尺寸无机纳米陶瓷颗粒，xnm＜l2≤x+30nm；

12、粒径为l3第三尺寸无机纳米陶瓷颗粒，x+30nm＜l3≤x+60nm；

13、其中x为5~140。

14、可选地，所述陶瓷颗粒层的厚度为10~100μm。

15、可选地，所述陶瓷颗粒层的厚度选自10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、~100μm中的任意值，或任意两者间的范围值。

16、可选地，所述无机纳米陶瓷颗粒选自sio2、tio2、al2o3中的至少一种。

17、本申请所选用的无机纳米陶瓷材料在大气窗口（8-13 µm）处拥有较强的分子振动，可高效吸收中远红外光，本申请在光伏玻璃表面涂覆的一层无机纳米陶瓷颗粒且可见光透明的涂层，可抑制光伏玻璃在大气窗口波段的表面反射。纳米陶瓷颗粒的粒径远小于可见光波长（400-780nm），因此不会阻挡或散射可见光，可保持光伏玻璃的高透过性。多尺寸颗粒堆叠而成的陶瓷层，由于空气缝隙的存在，可降低此界面的等效折射率，使光伏玻璃表面折射率更接近于空气折射率，从而减少了太阳光反射，增加了太阳光透过，使光伏板可获得更多太阳能。

18、根据本申请的另一方面，还提供了一种上述用于光伏板的无机辐射制冷涂层的制备方法，包括如下步骤：

19、s1、将至少两种尺寸的无机纳米陶瓷颗粒加入乙醇中，搅拌i得到纳米陶瓷颗粒水溶胶；

20、s2、向步骤s1中的纳米陶瓷颗粒水溶胶中加入成膜助剂、流平剂，搅拌ii得到纳米陶瓷涂料；

21、s3、在光伏玻璃表面喷涂或刮涂步骤s2中的纳米陶瓷涂料，干燥后形成用于光伏板的无机辐射制冷涂层。

22、干燥过程溶剂挥发涂料固化形成涂层。

23、可选地，所述步骤s2中，在光伏玻璃表面喷涂或刮涂之前度光伏玻璃进行表面清洗后俊宇喷涂或刮涂助粘剂。

24、可选地，所述步骤s1中，无机纳米陶瓷颗粒与乙醇的重量比为1:3~9。

25、本申请中乙醇，可以使用无水乙醇。

26、可选地，所述步骤s2中，所述纳米陶瓷涂料中，成膜助剂的含量为1~2wt%，流平剂的含量为0.5~1wt%。

27、可选地，所述步骤s2中，所述纳米陶瓷涂料中，成膜助剂的含量选自1wt%、1.2wt%、1.4wt%、1.6wt%、1.8wt%、2wt%中的任意值，或任意两者间的范围值。

28、可选地，所述步骤s2中，所述纳米陶瓷涂料中，流平剂的含量为0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%、1wt%中的任意值，或任意两者间的范围值。

29、本申请中，成膜助剂、流平剂、助粘剂的具体选择范围不做特殊限定，本领域技术人员可根据需要进行选择和调整。

30、可选地，所述搅拌i的条件包括：搅拌速率为600~800r/min，搅拌时间为30~40min。

31、可选地，所述搅拌ii的条件包括：搅拌速率为600~800r/min，搅拌时间为30~40min。

32、可选地，所述步骤s3中，所述喷涂、刮涂的厚度独立地为20~60um。

33、本申请能产生的有益效果包括：

34、本申请提供的用于光伏板的无机辐射制冷涂层厚度薄、颜色透明，将其涂覆于光伏玻璃面板之上可使其表面的大气窗口（8-13 µm）发射率增加约10%，从而提高光伏板的辐射制冷功率，降低光伏板的工作温度；且该涂层可增大约5%的太阳光透过率，使得光伏电池获得更多光照，进一步提高光电转化率。

技术特征：

1.一种用于光伏板的无机辐射制冷涂层，其特征在于，所述光伏板的上表面为光伏玻璃；

2.根据权利要求1所述的用于光伏板的无机辐射制冷涂层，其特征在于，所述无机纳米陶瓷颗粒的粒径为5~200nm。

3.根据权利要求1所述的用于光伏板的无机辐射制冷涂层，其特征在于，所述用于光伏板的无机辐射制冷涂层包括：

4.根据权利要求1所述的用于光伏板的无机辐射制冷涂层，其特征在于，所述陶瓷颗粒层的厚度为10~100μm。

5.根据权利要求1所述的用于光伏板的无机辐射制冷涂层，其特征在于，所述无机纳米陶瓷颗粒选自sio2、tio2、al2o3中的至少一种。

6.权利要求1至5任一项所述用于光伏板的无机辐射制冷涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，无机纳米陶瓷颗粒与乙醇的重量比为1:3~9。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述纳米陶瓷涂料中，成膜助剂的含量为1~2wt%，流平剂的含量为0.5~1wt%。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌i的条件包括：搅拌速率为600~800r/min，搅拌时间为30~40min；

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中，所述喷涂、刮涂的厚度独立地为20~60um。

技术总结本申请公开了一种用于光伏板的无机辐射制冷涂层及其制备方法，属于节能环保和新材料技术领域。所述光伏板的上表面为光伏玻璃；用于光伏板的无机辐射制冷涂层包括陶瓷颗粒层；所述陶瓷颗粒层包括至少两种尺寸的无机纳米陶瓷颗粒；所述至少两种尺寸的无机纳米陶瓷颗粒无序堆叠固定在所述光伏玻璃背离光伏板一侧的表面上。本申请提供的无机辐射制冷涂层厚度薄、颜色透明，将其涂覆于光伏玻璃面板之上可使其表面的大气窗口（8‑13µm）发射率增加约10%，从而提高光伏板的辐射制冷功率，降低光伏板的工作温度；且该涂层可增大约5%的太阳光透过率，使得光伏电池获得更多光照，进一步提高光电转化率。技术研发人员：林崇佳,郑召平,汪晋北,朱叶茹,蔡昭阳,王灿受保护的技术使用者：重庆蔚蓝时代节能技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29