[发明专利]一种具有抗反射、高透过率的太阳能聚光器及其制备方法

说明书

本发明为一种具有抗反射、高透过率的太阳能聚光器及其制备方法。该聚光器组成由下至上依次为基体、发光薄膜和二氧化硅抗反射减反涂层；所述的发光薄膜包括含有发光稀土配合物Eu(2mCND)₄Na和聚甲基丙烯酸甲酯；制备方法中，将Eu(2mCND)₄Na、聚甲基丙烯酸甲酯溶解在DMF中，涂覆在亚克力玻璃上，再将减反液涂覆在太阳能聚光器表面，得到具有抗反射、高透过率的的太阳能聚光器。本发明制备的稀土配合物荧光强度肉眼可见，光稳定性好，溶于DMF溶液后红光没有猝灭，在聚光器表面涂覆有酸碱混合的减反液后，红光依旧稳定。

技术领域

本发明隶属稀土发光材料领域，涉及一种发光透明薄膜和抗反射薄膜，具体为一种具有抗反射、高透过率的太阳能聚光器的制备。

背景技术

随着人类节能减排意识的增强，建筑集成光伏发电(BIPV)已广泛应用于屋面。然而，当集中在高层建筑时，集成的屋顶系统并不适合提供屋顶区域的总能耗。因此，探索一种兼具节能和节省空间功能的BIPV系统是非常需要的。荧光太阳能聚光器(LSC)是一种具有产生是一种将具有产生荧光效应的光活性物质分散于透明基质而构成的光学器件，其中透明基质可以是有机玻璃、塑料或玻璃，荧光活性物质可以是有机荧光染料、稀土元素或量子点等发光物质。LSCs可以将各个方向的太阳光聚集到安装在侧面的太阳能电池表面，使太阳光密度提高，减小太阳能电池的面积。LSCs是一种非跟踪型集光装置，可以吸收直接照射或是漫反射的光而使整个系统对光源的要求降低，并且LSCs对强度较弱的光也具有很好的响应，因此与传统的追踪式太阳能聚光器相比提高了装置对光的利用率；再者荧光太阳能集光器显著减少了太阳能电池的使用数量和面积，利用较少面积的光伏材料可以获得与较大面积太阳能电池所获得的相同的光电转换效率，因此也进一步降低了整个光电转换装置的成本，是极具性价比的太阳能利用方式。另外LSCs可以和光伏建筑一体化紧密地结合在一起，具有非常好的应用前景。

在荧光太阳能聚光器中表面或者嵌入的发光材料的浓度和发光薄膜的厚度会对太阳能聚光器的透过率产生一定的影响，另外发光材料被暴露在空气中的时候容易发生降解，同时聚光器表面会发生菲涅尔反射，造成太阳能聚光器的透过率下降，限制了太阳能聚光器的使用。因此，制备一种抗反射、高透过太阳能聚光器是非常有必要的。我们拟在太阳能聚光器表面涂覆一层抗反射纳米涂层，这样就可有效地解决因菲涅耳反射而造成的光透射损耗问题，它们能够大幅度降低电池表面太阳光的反射,增加进入到电池内部的光通量,提高太阳能聚光器对光的利用率，从而增强光电转换效率。

近年来，有关稀土配合物作为发光物质去制备太阳能聚光器的研究逐渐增多，在发光材料领域的研究成果也有见诸报端，但是将发光太阳能聚光器和抗反射薄膜相结合的研究还相对较少，所做的聚光器的研究更侧重的是提高它的光电转换效率，所涉及的成本和测试方法比较复杂。

发明内容

本发明的目的是针对当前技术中存在的不足，提供一种具有抗反射、高透过率的太阳能聚光器及其制备方法。该聚光器侧重的是把荧光效果高、热稳定性好的稀土配合物Eu(2mCND)₄Na和抗反射薄膜应用到太阳能聚光器上，使聚光器更好的应用到光伏发电一体化和太阳能窗户。制备方法中首先利用离子交换的方法制备出荧光强度高，热稳定性好的Eu(2mCND)₄Na，然后将Eu(2mCND)₄Na、聚甲基丙烯酸甲酯溶解在DMF中，涂覆在亚克力玻璃上，得到太阳能聚光器。其次利用利用法制备了二氧化硅碱性减反液，与传统的法不同的是，为了提高抗反射薄膜的机械稳定性，引入了一定量的酸催化的减反液，并探究了最合适的碱性减反液与酸性减反液的比例(创新点)。将其制备的机械稳定性好的减反液涂覆在太阳能聚光器表面，得到具有抗反射、高透过率的的太阳能聚光器。

本发明的技术方案为：