[发明专利]一种太阳能电池用的改性碳纳米管薄膜

说明书

本发明公开了一种太阳能电池用的改性碳纳米管薄膜，其制备方法包括：步骤1，将碳纳米管粉末和强氧化性酸进行混合反应；步骤2，自然冷却后将反应液放置高压反应釜中，加入酸性双氧水溶液高压高温反应；步骤3，反应结束后，加入分散剂、改性剂与引发剂，进行密封反应；步骤4，采用碱溶液中和反应后的反应液，洗涤后得到改性碳纳米管；步骤5，将改性碳纳米管与分散剂、成膜剂配置成镀膜液，然后在基材上涂抹后采用蒸发固化成膜法得到改性碳纳米管薄膜。本发明提供的制备方法简单方便，通过引发改性的曝气反应，大大提高了改性效果，使其具备了优良的导电性能和导热性能。

技术领域

本发明属于太阳能技术领域，具体涉及一种太阳能电池用的改性碳纳米管薄膜。

背景技术

世界上有很多研究小组都在研发结构紧凑、效率更高的电脑，而随着集成电集成度的不断提高，芯片散热的问题也就显得愈加突出。研究人员测算发现，纳米管的导热性能与已知的最佳热导体钻石几近，甚至纳米管的导热性能最终能达到钻石的两倍。摆在电脑设计人员面前的另一个问题是电路体积的缩小。研究人员发现采用硅芯片的容量最终将受制于物理障碍。那么，采用分子技术则是势在必然。如果说越小越好，那么纳米管理所当然是最好的材料。纳米管的管壁可以薄到只有一个原子，呈六角形排列的碳原子所构成的中空管直径比一根人发还要细1万倍。纳米管的长度可以达到其厚度的数千倍，这使它们具备了多种功用。

碳纳米管的电学性能包括导电性能和超导特性两个部分，其中前一部分研究得最多。理论与实验均证实碳纳米管的导电性质与其微结构有着密切的关系。早期的实验发现，一些碳纳米管应是金属或窄能隙的半导体。碳纳米管最令人瞩目的热学性能是导热系数。理论预测碳纳米管的导热系数很可能大于金刚石而成为世界上导热率高的材料。不过，测量单根碳纳米管的导热系数是一件很困难的事情，2014年还没有获得突破。将电弧法制备的单壁碳纳米管轧成相对密度为70％，尺寸为5mm×2mm×2mm的方块，Hone测得了室温下未经处理的碳纳米管块材的导热率为35W/(M·K)，该值远小于理论预测值。

由于碳纳米管纤维由大量碳纳米管组成，具有大的比表面积和高的表面反应能力；因此，通过表面改性和反应处理，使碳纳米管纤维具有高模量、高强度的同时，还可具有导电、导热、抗辐射、感应温度和湿度等功能，将成为一种理想的多功能纳米纤维材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种太阳能电池用的改性碳纳米管薄膜，本发明提供的制备方法简单方便，通过引发改性的曝气反应，大大提高了改性效果，使其具备了优良的导电性能和导热性能。

一种太阳能电池用的改性碳纳米管薄膜，其制备方法包括：

步骤1，将碳纳米管粉末和强氧化性酸进行混合，然后微沸蒸煮；

步骤2，自然冷却后将反应液放置高压反应釜中，加入酸性双氧水溶液，然后在保护气下高压高温反应；

步骤3，反应结束后，加入分散剂、改性剂与引发剂，然后采用回流曝气方法进行密封反应；

步骤4，采用碱溶液中和反应后的反应液，采用蒸馏水清洗后进行分离干燥，即可得到改性碳纳米管；

步骤5，将改性碳纳米管与分散剂、成膜剂配置成镀膜液，然后在基材上涂抹后采用蒸发固化成膜法得到改性碳纳米管薄膜。

所述步骤1中的强氧化性酸采用浓硝酸与浓硫酸的混合液，所述浓硝酸与浓硫酸的配比为3:1-1.3。

所述步骤1中的碳纳米管与强氧化性酸的比例为1:1.4-1.9。

所述步骤1中的混合采用搅拌方式，所述微沸温度为90-104℃，所述微沸蒸煮时间为20-45min。

所述步骤2中的酸性双氧水溶液采用双氧水含量为30-50％的硫酸溶液，所述硫酸溶液的浓度为0.1-0.3mol/L。