[发明专利]一种提高光吸收效率的太阳能涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于涂料领域，具体涉及一种提高光吸收效率的太阳能涂料及其制备方法。

背景技术

光伏发电是利用半导体材料的光生伏特效应，直接把太阳能转变为电能的一种技术。太阳能是现在及未来最清洁、安全和可靠的能源之一。随着世界范围内石油、煤炭等传统能源供应的持续紧张，太阳能的高效利用显得极为重要。我国光照资源充沛，相关应用技术比较成熟，很大程度地满足了现在以及未来的能源需求。

当前，我国太阳能产品的年产量约占全球45％左右，是世界上最大的太阳能产品生产国及出口国，产品主要包括高纯多晶硅、太阳能电池、太阳能电池组件等。但同时，出现了太阳能电池板表面积尘和其他污染物影响透光率现象，尤其在北方地区，影响发电效率平均达6％以上。并且灰尘难以清洗或需要频繁清洗，导致管理成本上升、工作难度加大、设计性能难以充分发挥、发电效率下降等实际问题。

CN106810975A公开了用于平板真空玻璃太阳能热水器的吸光涂料及制备方法，所述吸光涂料包括：丙烯酸树脂，水性环氧树脂，二氧化钛粉，二氧化硅粉，三氧化二铁粉及硅烷偶联剂；制备的用于平板真空玻璃太阳能热水器的吸光涂料较传统的单一的吸光涂料制备的太阳能吸热涂料性能更优异，可以提高吸光率2～3个百分点，但是其吸光率提升并不高；而本发明中提供了一种提高光吸收效率的太阳能涂料及其制备方法，以钛酸丁酯为前驱体，加入乙烯基改性SiO₂溶胶，制得纳米复合涂料，锐钛型的纳米氧化钛赋予涂料良好的光催化性、而纳米氧化硅赋予涂料良好的亲水性，同时由于乙烯基三乙氧基硅烷带有-CH-CH₂基团，因此乙烯基三乙氧基硅烷自身缩合的产物的亲水性较差，会在纳米SiO₂的杂化网络结构中析出而形成微小晶体独立相，从而较大地影响涂膜的透光率，有效提高光吸收效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高光吸收效率的太阳能涂料及其制备方法，以钛酸丁酯为前驱体，加入乙烯基改性SiO₂溶胶，制得纳米复合涂料，锐钛型的纳米氧化钛赋予涂料良好的光催化性、而纳米氧化硅赋予涂料良好的亲水性，该涂料利用乙烯基三乙氧基硅烷自身缩合有效提高光吸收效率。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种提高光吸收效率的太阳能涂料，包括以下重量份材料：

其中，乙烯基改性SiO₂溶胶的制备方法如下：

取40-45份摩尔比为1:1的正硅酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷混合，加入重量份为15-20份去离子水与20-25份乙醇，用0.5mol/L稀盐酸调节体系pH为2-3，在温度为50℃下水浴恒温冷凝回流，搅拌至完全均质透明，即得到乙烯基改性SiO₂溶胶；

其中，助剂包括成膜助剂、增稠剂和消泡剂，重量份比为1:2:1。

这种提高光吸收效率的太阳能涂料的制备方法，其特征在于，步骤包括：

1)钛溶胶的制备：在无水乙醇中加入钛酸丁酯和乙酰丙酮，并用盐酸调节溶液的pH值至2.0，搅拌10min后加入蒸馏水，搅拌30min得到钛溶胶；

2)将乙烯基改性SiO₂溶胶稀释后缓慢加入钛溶胶中，搅拌40-80min得到无色透明的硅钛溶胶，加入助剂搅即得亲水性纳米自清洁增效太阳能涂料。

优选地，所述成膜助剂为十二碳醇酯，所述增稠剂为聚氨酯增稠剂，所述消泡剂为聚醚类消泡剂。

本发明的有益效果是：

1.由于乙烯基三乙氧基硅烷带有─CH═CH₂基团，因此乙烯基三乙氧基硅烷自身缩合的产物的亲水性较差，会在纳米SiO₂的杂化网络结构中析出而形成微小晶体独立相，从而较大地影响涂膜的透光率。

2.正硅酸乙酯和乙烯基三乙氧基硅烷两者的水解反应速率都较慢，容易形成较长的Si─O长链及交联度较大的网络结构，从而致使涂膜耐水性变好，而且阻止了亲水性较差的微晶相的生成，使得涂膜的透光率和亲水性逐渐变好。

具体实施方式

下面结合具体实施例方式对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1：