[发明专利]一种彩色涂层和具有该彩色涂层的光伏组件及其制备方法

说明书

本发明涉及一种彩色涂层，将含有彩色颜料的前驱体溶液涂敷或沉积在附着物上，再经过退火后得到的涂层，在所述前驱体溶液中含有溶剂、彩色纳米颗粒和添加剂。本发明还公开使用该彩色涂层的光伏组件及其制备方法。本发明在光伏组件的结构层面上形成稳定的彩色涂层，改变光伏组件的固有颜色，既满足光伏组件美观要求，又具有较高的光稳定性、耐腐蚀性、耐磨性和热稳定性，同时还能提高了光伏效率。

技术领域

本发明属于太阳能光伏电池制备技术领域，特别涉及一种彩色涂层和具有该彩色涂层的光伏组件及其制备方法。

背景技术

随着近年来光伏行业的快速发展，对建筑光伏一体化的美学的要求也更高。制备彩色太阳能光伏组件也在近年来得到了广泛的关注。常见的制备彩色太阳能电池的方法大多基于先制备彩色太阳能电池，再进行封装。适用于光伏建筑一体化的材质大多为玻璃基底，由于它具有户外耐久性，质轻的特点。但玻璃大多为透明的，无色的，因此要想改变彩色太阳能电池的外观，需要将电池本身的颜色制备为彩色。传统的太阳能电池如晶硅电池和薄膜太阳能电池（碲化镉、铜铟镓硒），颜色大多为偏深蓝色或黑色。有机或聚合物太阳能电池，虽然可制备成彩色的，但需要改变光吸收层的结构，并且对电池各功能层的能级进行合理的匹配，但普遍能量转化效率偏低，光吸收层的合成工艺耗时长，提纯难，因此这一类彩色太阳能电池的商业化道路还很长。一些通过使用光栅结构或双棱镜结构等薄膜太阳能电池，虽然也可以得到彩色带图案的太阳电池组件，但由于制备工艺比较复杂，如果需要制备带图案的太阳能组件还需要激光刻画的辅助，制备的彩色太阳能电池能量转化效率普遍偏低。在封装好的三玻太阳能电池组件表面敷设带图案的聚合物膜（如彩色聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚氯乙烯膜、聚碳酸酯膜和聚苯乙烯膜等），或用UV打印法、3D打印法等方法制备彩色膜层，在户外长期使用后，经过光照、雨淋后聚合物会发生降解，并且其表面的染料、颜料等物质也会发生分解，释放到环境中造成污染，并且彩色太阳能组件会发生退色，影响美观。因此，如何用简单可行的工艺改变光伏组件固有的颜色是当今的研究难点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种彩色涂层和具有该彩色涂层的光伏组件及其制备方法，使用含有彩色颜料的前驱体溶液涂敷或沉积在太阳能光伏组件的结构层面上，经过退火处理后在结构层面上形成稳定的彩色涂层，改变光伏组件的固有颜色，既满足光伏组件美观要求，又具有较高的光稳定性、耐腐蚀性、耐磨性和热稳定性，同时还能提高了光伏效率。

本发明是这样实现的，提供一种彩色涂层，所述彩色涂层是将含有彩色颜料的前驱体溶液涂敷或沉积在附着物上，再经过退火后得到的涂层，在所述前驱体溶液中含有溶剂、彩色纳米颗粒和添加剂，其中，所述溶剂为是水、聚磷酸盐、甲酸、聚丙烯酸酯、正己烷、甲醇、乙醇、异丙醇、吡啶、正丁醇、氯仿、甲苯、氯苯、二氯甲烷、四氢呋喃中至少一种，所述彩色纳米颗粒为含有锆基颜料、钛基颜料、铁基颜料、铜基颜料、锌基颜料、铬基颜料、铋基颜料、钴基颜料、铝基颜料、锰基颜料、镍基颜料、锡基颜料、铅基颜料、镁基颜料中至少一种，使得含彩色颜料的前驱体溶液具有颜色属性，所述添加剂包括稳定剂、粘合剂、催化剂和紫外吸收剂中的至少一种，所述稳定剂包括含有硅的聚合物、聚烯烃、含卤素聚合物、含氮聚合物中任意一种，所述粘合剂包括硅酸盐和磷酸盐中至少一种，所述催化剂包括季胺盐、季鏻盐、咪唑及其衍生物、有机金属络合物、酸以及胺封闭磺酸中任意一种，所述紫外吸收剂包括受阻胺光稳定剂、苯并苯酮、苯并唑、羟基苯基三嗪中任意一种。

本发明是这样实现的，提供一种如前所述的彩色涂层的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、将彩色纳米颗粒溶解在含有添加剂的溶剂里，配成含有彩色颜料的前驱体溶液；

步骤二、将前驱体溶液涂敷或沉积在附着物表面上；

步骤三、再将表面涂敷或沉积有前驱体溶液的附着物进行退火，在附着物表面得到彩色涂层。

本发明是这样实现的，提供一种如前所述的彩色涂层的制备方法，包括如下步骤：