[发明专利]一种高效率高能光线光电转换材料及其制造方法

摘要

本发明公开了一种高效率高能光线光电转换材料及其制造方法，该光电转换材料包括玻璃盖板、上表面与玻璃盖板底部通过EVA紧密胶合的太阳能电池、固定玻璃盖板和太阳能电池的安装槽，所述玻璃盖板为双层玻璃，其中下层玻璃为以氧化铅、二氧化硅、碳酸钠、硝酸钾、氧化锶为原料制造的折射率nd值为1.80‑1.81的高光密玻璃，上层玻璃为折射率nd值为1.50‑1.53的低光密玻璃，其中低光密玻璃不与高光密玻璃接触的一面呈偏心凸透镜结构；安装槽与太阳能电池匹配的内部区域固定有隔音棉，安装槽与玻璃盖板和太阳能电池相匹配的外部区域设有导热硅脂密封结构。本发明适用于光能密度高区域、能量转换效率高、耐热、耐寒、抗风化。

主权项

1.一种高效率高能光线光电转换材料，包括玻璃盖板(1)、上表面与玻璃盖板(1)底部通过EVA紧密胶合的太阳能电池(2)、固定玻璃盖板(1)和太阳能电池(2)的安装槽(3)，其特征在于：所述玻璃盖板(1)为双层玻璃，其中下层玻璃为以氧化铅、二氧化硅、碳酸钠、硝酸钾、氧化锶为原料制造的折射率nd值为1.80‑1.81的高光密玻璃，上层玻璃为折射率nd值为1.50‑1.53的低光密玻璃，其中低光密玻璃不与高光密玻璃接触的一面呈偏心凸透镜结构；安装槽(3)与太阳能电池(2)匹配的内部区域固定有隔音棉(4)，安装槽(3)与玻璃盖板(1)和太阳能电池(2)相匹配的外部区域设有导热硅脂密封结构(5)；其中所述玻璃盖板的制造方法包括以下步骤：1)下层玻璃体制备①按重量计准备如下份数的原材料：氧化铅71份‑73份、二氧化硅26份‑28份、碳酸钠1.2份‑1.4份、硝酸钾2份‑2.2份、氧化锶0.3份‑0.4份，所有原材料均为分析纯；②以铁含量80ppm‑150ppm的高纯石英坩埚为熔炼容器，以步骤①准备的所有材料为原料，在1×10^‑2Pa‑1×10^‑3Pa的真空环境下，采用1185℃‑1190℃的熔炼温度，90min‑100min的熔炼时间进行初熔炼，将熔炼完成的玻璃熟料流体注入去离子水中冷却，获得预制玻璃熟料；③以铂金坩埚为熔炼容器，以步骤②获得的预制玻璃熟料为原料，在1×10^‑2Pa‑1×10^‑3Pa的真空环境下，采用1235℃‑1240℃的温度二次熔炼30min‑35min；二次熔炼完成后升温至1255℃‑1260℃，先保温3min‑5min后采用石墨搅拌器以50rpm/min‑55rpm/min的搅拌速率一次搅拌45min‑50min，然后降至8rpm/min‑10rpm/min的搅拌速率二次搅拌18min‑20min，最后自然澄清5min‑8min后获得澄清均化玻璃流体；④将步骤③获得的澄清均化玻璃流体按设计尺寸浇铸于已预热至400℃‑420℃的模具中预成型，再于400℃‑420℃的真空炉中保温2h‑2.5h，然后断电，随炉冷至180℃后出炉脱模，即获得所需下层玻璃体，将四面下层玻璃体的长边两两相接环绕起来形成长方体环形通道，将环形通道外设置相匹配的循环冷却水系统，获得玻璃通道；2)上层玻璃体的制备①按分子数量计准备如下份数的原材料：四氟化硅85‑92份、六氟化硫2‑3份、四氟化二碳2‑3份、氧化硼6‑8份，足量纯度不低于99.99％的高纯氧气、消泡剂0.2份‑0.3份；②准备如下设备：准备旋转玻璃车床，该旋转玻璃车床上设置有与阶段1)步骤④玻璃通道相匹配的内撑式夹持工装，该内撑式夹持工装远离夹持部位的一端设置有导流结构(6)；准备氢氧焰发生装置、烧瓶、气体输送管道、热电偶和气体质量流量计；③在烧瓶内盛装步骤①准备的四氟化硅、六氟化硫、四氟化二碳、氧化硼，进行蒸发处理，获得饱合蒸气；④以步骤①准备的高纯氧气为载气，混合步骤③获得的饱合蒸气，混入消泡剂，通过设置有气体质量流量计的气体输送管道输送至夹持在步骤①准备的旋转玻璃车床上的玻璃通道内，并使夹持工装的导流结构(6)外端面在玻璃通道内且与玻璃通道气体入口端面距离2cm‑2.5cm，开启旋转玻璃车床使玻璃通道在玻璃旋转车床上以30r/min‑40r/min的转速匀速旋转；⑤点燃氢氧焰发生装置，轴向移动玻璃通道，使氢氧焰发生装置可均匀加热玻璃通道管体，将热电偶固定在氢氧焰发生装置上方的玻璃通道内加热区域，监控该区域温度；⑥通过监控加热区域温度，当加热至1400℃‑1600℃时调整氢氧焰发生装置的火焰输出，保持温度稳定在1400℃‑1600℃区间内；⑦当玻璃通道内壁玻璃质最厚重处沉积到12mm‑15mm的厚度后，自然冷却至室温，采用氢氟酸水溶液雾化抛光沉积层玻璃的外表面至外表面呈镜面，即获得所需玻璃盖板。