[发明专利]一种高紫外光矿野用高能太阳能电池板及其制造方法

摘要

本发明公开了一种高紫外光矿野用高能太阳能电池板及其制造方法，该太阳能电池板由上层的热感应层和下层的光感应层组成，热感应层是以聚酰亚胺树脂、光热感应液及碲化铋粉末为原材料，将它们以质量比30：(32‑38):(30‑40)配比均匀后固化获得；光感应层是上衬层、上ITO玻璃、上吸收层、空穴传导层、下吸收层、下ITO玻璃、底衬层等七层结构构建的钙钛矿基光电转换材料。本发明集成光电转换与热电转换功能、总效率高、适用范围广、能吸收消化紫外线、适用于旷野地区。

主权项

1.一种高紫外光矿野用高能太阳能电池板的制造方法，其特征在于包括以下步骤：1)原材料准备①原材料准备：按重量份准备摩尔浓度52mol/L‑58mol/L的碘化氢乙醇溶液9份‑12份、氨基甲烷16份‑18份、足量碘化铅、钛酸四丁酯50份‑55份、二乙醇胺12份‑15份、聚‑3己基噻吩1份‑1.2份、足量70nm‑120nm厚的碳纳米管薄膜、金属钠6.5份‑7份、二甲基丙二酸二乙酯45份‑50份、2‑溴溴苄58份‑60份、氢氧化钠45份‑48份、氯化亚砜20份‑22份、足量铅粉、足量ITO玻璃、足量聚酰亚胺树脂、足量粒径100nm‑200nm的碲化铋粉末；②辅材准备：准备足量乙醇、足量乙酸乙酯，足量溶质质量分数20％的盐酸水溶液、足量饱和氯化钠水溶液、足量N,N‑二甲基甲酰胺、足量去离子水、溶质质量分数10％的硝酸水溶液、足量乙醚、足量氮气、足量二氯苯、足量异丙醇；2)光感应区制造方法①准备两块阶段1)步骤①准备的ITO玻璃，；②将阶段1)步骤①准备的钛酸四丁酯、二乙醇胺与按重量份计的150份‑160份乙醇混合均匀，以600rpm/min‑800rpm/min的速率搅拌1.5h‑2h，获得混液A；将按重量份计的15份‑17份去离子水与75份‑80份乙醇混配成醇水混溶液，即为混液B；将混液A和混液B混合并搅拌均匀后，获得混液C，将混液C在密闭环境内静置28h‑30h，混液C溶胶化，获得溶胶液C；③将步骤②获得的溶胶液C以1200rpm/min‑1300rpm/min的旋涂速率，每次45s‑50s的旋涂时间，旋涂两次，涂层干结后厚度150nm‑180nm的工艺，分别在步骤①获得的两块ITO玻璃的上下共计四个表面进行旋涂处理，获得旋涂上ITO玻璃和旋涂下ITO玻璃；④将步骤③获得的旋涂上ITO玻璃和旋涂下ITO玻璃置于电阻炉中，采用460℃‑480℃的温度烘烤80min‑100min，获得预制上ITO玻璃和预制下ITO玻璃⑤将阶段1)步骤①准备的按重量份计的碘化铅2份‑2.5份与5份‑6份的N,N二甲基二酰胺混合均匀，加热至75℃‑80℃至碘化铅完全溶解，获得混液D；⑥将阶段1)步骤①准备的碘化氢乙醇溶液和氨基甲烷混合均匀，然后在冰水浴0℃环境内持续搅拌45min‑50min，然后边搅拌边加热至55℃‑60℃直至完全烘干，将烘干产物与按重量份计250份‑280份的乙醚混合均匀，重结晶后抽滤，将抽滤获得的固体在真空下采用55℃‑60℃完全烘干，获得待用产物a；⑦将步骤⑥获得的待用产物a与阶段1)步骤②准备的异丙醇混配成固含物浓度9mg/ml‑12mg/ml的混液E；⑧在步骤④获得的预制上ITO玻璃的下表面和预制下ITO玻璃的上表面，以1500rpm/min‑1600rpm/min的旋涂速率，65s‑70s的旋涂时间均匀旋涂步骤⑤获得的全部混液D，然后将旋涂后的预制上ITO玻璃和预制下ITO玻璃置于真空环境内采用65℃‑70℃完全烘干，然后将烘干的上ITO玻璃和下ITO玻璃完全浸入步骤⑦获得的混液E中，保持25min‑30min，然后在阶段1)步骤②准备的足量氮气保护下，采用65℃‑70℃完全烘干然后炉冷至室温，获得终制上ITO玻璃和终制下ITO玻璃；⑨将阶段1)步骤①准备的聚‑3己基噻吩与阶段1)步骤②准备的二氯苯混配成质量浓度10mg/ml的混液F，将混液F以750rpm/min‑800rpm/min的旋涂速率、32s‑35s的旋涂时间分别旋涂在步骤⑧获得的终制上ITO玻璃的下表面和终制下ITO玻璃的上表面，然后将旋涂好的终制上ITO玻璃的下表面和终制下ITO玻璃的上表面在真空环境内紧密贴合，并在足量氮气保护下烘干35min‑40min，随炉冷至室温后取出，在取出物原终制下ITO玻璃的下表面紧密贴合固定阶段1)步骤①准备的碳纳米管薄膜，获得的复合结构即为所需光感应区；3)热感应液制造①将阶段1)步骤①准备的金属钠投入其质量30倍‑40倍的乙醇中，搅拌至全溶，获得混液A；②将阶段1)步骤①准备的二甲基丙二酸二乙酯与其体积1.2倍‑1.3倍的乙醇混配均匀，获得混液B；③将步骤②获得的混液B通过恒压漏斗缓慢滴加到步骤①获得的混液A中，搅拌12min‑15min，获得混液C；④在步骤③获得的混液C中缓慢加入阶段1)步骤①准备的2‑溴溴苄，升温至92℃‑95℃，稳定回流至反应完全，冷却至室温，获得内有固含物的混液D；⑤滤除步骤④获得的混液D中的固含物，将获得的溶液采用足量乙酸乙酯洗涤旋蒸萃取3次‑5次，得无色液体；⑥将步骤⑤获得的无色液体溶于其体积5倍‑8倍的乙醇中，将与无色液体体积相等的去离子水和阶段1)步骤①准备的氢氧化钠均匀加入无色液体与乙醇的混合液中，加热至沸腾，回流至反应完全后冷却至室温，旋蒸去除溶剂后，加入原无色液体体积10％的去离子水，然后采用阶段1)步骤②准备的盐酸水溶液调节PH至1‑1.5，在0℃‑5℃环境下保持18h‑20h，然后旋蒸至完全干燥，获白色固体；⑦将步骤⑥获得的白色固体溶于其质量2倍的N,N‑二甲基甲酰胺中，加热至135℃‑140℃，保持2.5h‑3h，旋蒸去除N,N‑二甲基甲酰胺，剩余物采用乙酸乙酯萃取，再采用阶段1)步骤②准备的饱和氯化钠水溶液洗涤至PH稳定，旋蒸干燥完全后滤除固含物，获得浅黄色油状液体；⑧在浅黄色油状液体中混入阶段1)步骤①准备的氯化亚砜，加热至42℃‑45℃，反应13h‑14h，对反应液进行减压蒸馏处理，截取蒸馏温度120℃‑124℃的组份，该组份是黄色液体，在获得的黄色液体中混入其质量22％‑25％的铅粉，然后搅拌均匀，该混合有铅粉的黄色液体即为所需热感应液；4)太阳能电池板制造①将阶段1)步骤①准备的聚酰亚胺树脂、阶段3)获得的热感应液及阶段1)步骤①准备的碲化铋粉末以质量比30：(32‑38):(30‑40)配比均匀，然后在真空环境内加热至聚酰亚胺树脂完全熔化，然后将三种成份搅拌均匀后，均匀涂布在阶段2)获得的复合结构原终制上ITO玻璃的外表面上，然后加热至80℃‑100℃至涂布膜完全固化后，再在真空环境下采用250℃‑300℃，保温40min‑50min进行退火处理，随炉冷却到室温后即获得所需高紫外光矿野用高能太阳能电池板。