[发明专利]一种类陶土板染料敏化电池光伏建筑构件

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑构件，尤其是一种方便用于建筑外立面铺设的光伏建筑构件、在接受光线照射后能够将光能转化为电能的一种类陶土板染料敏化电池光伏建筑构件。

背景技术

光伏技术是太阳能利用的最主要形式，且因太阳能具有储量丰富、清洁、覆盖面广等特点，所以太阳能也被认为是最具潜力的新能源形式。

现代化社会中，人们对舒适的建筑环境的追求越来越高，导致建筑采暖和空调的能耗日益增长。在发达国家，建筑用能已占全国总能耗的30%—40%，对经济发展形成了一定的制约作用。随之提出BIPV即光伏建筑一体化技术，将太阳能发电（光伏）产品集成到建筑上的技术。这样光伏产品既是一种建筑材料，又能够起到隔热、光伏发电等技能环保的功能，是建筑行业、光伏行业未来发展的方向之一。

染料敏化电池是第三代光伏电池，主要是模仿光合作用原理，研制出来的一种新型太阳电池。其特点是原材料丰富、成本低、同时所有原材料和生产工艺都是无毒、无污染的，部分材料可以得到充分的回收，对保护人类环境具有重要的意义。而且其弱光效益比晶硅电池要优异，非常适合在BIPV中应用。但其问题是单体面积小，且其受光面为导电玻璃，非钢化玻璃，不适合直接用于BIPV。

发明内容

本发明的目的，就是为了解决上述现有技术存在的弊端，而提供一种类陶土板染料敏化电池光伏建筑构件，可以类似陶土板的安装方法固定于建筑的外立面上；其拥有弱光性能好的染料敏化电池，用于将光能转化为电能，即使在阴天也可以发电；同时，通过低温EVA和含氟背板封装，保证该光伏建筑构件寿命能够达到25年以上。

本发明是通过以下的技术方案来实现的：

一种类陶土板染料敏化电池光伏建筑构件，其结构主要由：单体染料敏化电池、高透光钢化玻璃、层压件、含氟背板、接线盒、铝合金边框，其中通过涂锡铜带将单体染料敏化电池串联为一个整体，将高透光钢化玻璃、低温EVA、含氟背板封装层压为一体，再将铝合金边框安装固定在层压件四周，并安装光伏接线盒，最终形成类陶土板染料敏化电池光伏建筑构件。

所述的单体染料敏化电池是第三代光伏电池，结构由纳米多孔半导体薄膜、染料敏化剂、氧化还原电解质、对电极和导电基底组成，其中纳米多孔半导体薄膜为金属氧化物，聚集在有透明导电膜的玻璃板上，设置为单体染料敏化电池的负极；对电极作为还原催化剂，通常在带有透明导电膜的玻璃上镀上铂；染料敏化剂吸附于纳米多孔半导体薄膜的膜面上；正负极间填充有氧化还原电解质，电解质为I₃ˉ、I^-的混合物。

进一步地，所述的金属氧化物为TiO₂、SnO₂、ZnO中的一种或其混合。

所述的低温EVA，其通过调节EVA颗粒、固化剂比例，将其固化温度降低，再通过对组件的层压，有效避免了染料敏化电池受高温影响导致结构损坏、效率降低、寿命减短等问题出现。

所述的含氟背板，其在PET薄膜两面分别贴覆含氟材料PVDF膜，较普通背板拥有更好的水汽阻隔率、耐UV性能、耐候性能、更长的寿命，保证了光伏建筑构件拥有25年的寿命。

进一步地，所述的PVDF膜，其采用偏氟乙烯均聚物、偏氟乙烯或其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，兼具氟树脂和通用树脂的特性，除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能外，还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能。

所述的铝合金边框，其为类陶土板的边缘镶嵌结构，其横截面经过特殊设计，不仅保持了常规光伏铝合金边框的特点，类似陶土板的安装结构，陶土板幕墙的等压雨幕原理、导水板系统及封闭竖缝的安装方法构成了幕墙完善的排水系统，并可以阻止幕墙表面沉积物的形成，进而保持幕墙表面的美观。

本发明的通过技术改进及工艺研究，将单体染料敏化电池封装成一块整体，并加入类似陶土板结构的铝合金型材，最终形成一种类陶土板染料敏化电池光伏建筑构件。建筑构件通过铝合金边框的特殊设计和安装，形成了陶土板幕墙相同功能的光伏建筑构件。

由于采用了以上技术，本发明较现有技术或产品相比，具有的有益效果如下：

1）弱光性能优异的太阳能供电：即使在阴天，也能将光能转化为电能。

2） 类陶土板的安装结构：将光伏建筑构件像陶土板一样，非常方便、可靠、快捷的安装在建筑的外立面上，甚至可以与陶土板交替安装。

3）长寿命、高耐候性：使用低温EVA和含氟背板将数十片染料敏化电池单体封装为一个整体，有效提升了染料敏化电池的寿命和耐候性能。

附图说明