1.本发明涉及高分子功能材料技术领域，尤其涉及一种用于光伏面板玻璃表面的透明导电复合薄膜的制备方法及清洁方法和使用方法。
背景技术：
[0002][0003][0004]
太阳能光伏发电系统运行过程中，会受到其所处环境灰尘的影响。光伏电池的光电转换效率与太阳辐射强度有关，灰尘积累在光伏面板表面，会使前盖玻璃透光率下降，透光率下降会导致电池的输出性能下降，沉积浓度越大，透光率越低，面板吸收的辐射量越低，其输出性能下降越大。据统计资料，在干燥少雨地区，由积尘引起的组件输出功率的年损失可达15％，面板表面污垢灰尘造成的年平均发电效率损失高达6％，积尘对光伏发电系统发电效率影响很大，造成的功率损失很严里，有时能达到30％左右。
[0005]
光伏面板积灰主要来源于大气灰尘。大气灰尘是一种悬浮在大气中的颗粒物，来源于大气沉降，城市交通，建筑，工业，表土等所产生的地表颗粒，包括自然来源和人为来源。灰尘颗粒直径一般在百分之一毫米到几百分之一毫米之间，为人眼所不可见，其化学成分主要是氧化物，如sio2，al2o3，fe2o3， na2o，cao，mgo，tio2，k2o等，其中sio2，al2o3含量最高，分别为68％～ 76％和10％～15％。而且大气灰尘的来源和组成因所处的地理位置，气候条件，季节和人类活动等不同而差异较大。
[0006]
目前，国内对光伏面板的除尘方法主要有如下四种：
[0007]
1.人工清洗，一些小型光伏电站采用，一般用拖把橡胶刮条或柔软的抹布进行清洗，该方法缺点是在清洗过程中不可避免地会对玻璃面板产生划痕，磨伤玻璃表面，部分工作需两人配合作业，工作效率较低，优点是简单，费用低。
[0008]
2.机械清洗，大中型光伏电站，采用高压水枪清洗，水经过加压后形成水汽混合物，将光伏面板表面的尘土冲洗干凈，清洁效果较好。缺点是对水电需求较大，会形成大量污水，污染环境。
[0009]
3.清洗车清洗，对面板几乎没有损伤，效率较高；缺点是用水量较大，需空间宽阔平坦的地区，成本较高。
[0010]
4智能机器人清扫.采用智能机器人清扫，优点是效率高，自动化强，节省人力，缺点是投入成本较高，机器人会被安装不平整组件的边框卡住，无法正常归位。
[0011]
目前，小型光伏电站的清洗，一般至少每月一次，大中型光伏电站的清洗，一般每季度一次，每年清洗3～4次。
技术实现要素：
[0012]
有鉴于此，本发明提供了一种在光伏电池玻璃表面形成一层透明导电薄膜，降低
面板产生积灰的量，提高光伏面板的透明度，同时该薄膜具有自清洁功能及作用。
[0013]
本发明一种用于光伏面板玻璃表面的透明导电复合薄膜的制备方法，包括以下步骤制备而成：
[0014]
1)在二甲苯中加入十二烷基苯磺酸钠和浓度为36％的盐酸溶液，其中 100ml二甲苯中加入十二烷基苯磺酸钠8.7g，盐酸溶液2.58g，充分搅拌溶解，得到溶液一；
[0015]
2)将溶液一降温至0
‑
3℃，然后加入苯胺，其中每100ml溶液一中苯胺的加入量为2.3g，搅拌10
‑
50min至分散均匀，得到溶液二；
[0016]
3)在溶液二中滴加浓度为10～20％的过硫酸铵水溶液，每100ml溶液二中所述过硫酸铵水溶液的加入量为31ml，滴加速率为1
‑
5g/min，滴加结束后，并充分混合，得到溶液三；
[0017]
4)调整溶液三的ph为0
‑
1，然后进行掺杂聚合反应，控制溶液的ph＝0.6～ 1.4，温度
‑
5℃～1℃，聚合反应8h左右；
[0018]
5)聚合反应结束后，利用二氯甲烷对反应溶液进行破乳处理，并对反应溶液进行透析，再利用二氯甲烷对透析后的混合液进行萃取，最后对萃取液进行过滤得到聚苯胺/二氯甲烷溶液；
[0019]
6)在聚苯胺/二氯甲烷溶液中加入成膜剂，充分搅拌均匀，制成粘稠状混合液，并将粘稠状混合液涂覆在光伏面板玻璃表面，自然干燥后得到透明导电复合薄膜。
[0020]
优选地，步骤5)所述聚苯胺/二氯甲烷溶液中聚苯胺的浓度为5～10％。
[0021]
优选地，步骤6)所述的成膜剂为聚乙烯吡咯烷酮/二氯甲烷溶液，其中聚乙烯吡咯烷酮的浓度为1～2％。
[0022]
优选地，每100ml聚苯胺/二氯甲烷溶液中加入1.5g成膜剂。
[0023]
本发明还提供了一种对光伏面板玻璃进行清洁的方法，其特征在于，所述清洁方法是本发明所获得的透明导电复合薄膜进行清洁，具体清洁步骤如下：
[0024]
先用清洗剂对光伏面板玻璃表面进行清洁；然后用蒸馏水或去离子水冲洗干净，自然干燥。
[0025]
本发明还提供了一种用于光伏面板玻璃表面的透明导电复合薄膜的使用方法，即对本发明所获得的透明导电复合薄膜，其使用过程中需要保持正电势。其方法为因地制宜，选用光伏电站现有设施的安全电压24v或12v，从光伏控制器或光伏逆变器的正电极上引出正极电源，采用金属导线与薄膜连接，控制开关控制。正常运行时，开关开启，导电薄膜就保持正电势。
[0026]
经测试：聚苯胺溶液的电导率可达到5.23s/cm，透明导电复合薄膜的方电阻为2.5x106ω左右，在可见光450
‑
700nm范围内平均透光率在80％以上，薄膜的厚度为80～100nm。
[0027]
灰尘是空气中浮动的颗粒，因空气中存在气溶胶，容易发生吸附，所以，空气中的灰尘通常带有正电荷。根据同性相斥的原理，当带有正电荷的灰尘降落在光伏面板玻璃表面时，碰到带正电荷的薄膜，就无法在面板上沉积；由于光伏面板通常是倾斜设置的(根据纬度的倾斜角)，灰尘无法在光伏面板表面沉积的情形下，在重力作用下，大部分灰尘沿着光伏面板玻璃表面从边缘跌落。特别是在我国西北干燥﹑少雨﹑多风的地区，光伏面板表面的灰尘更不容易积攒，且容易被风吹走；南方多雨地区，当室外下雨时，光伏面板玻璃表面
的灰尘容易被雨水冲洗掉，从而达到光优面板表面保持透明洁净的效果。透明导电复合薄膜起到核心关键性的自清洁作用。
[0028]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0029]
本发明采用聚乙烯吡咯烷酮作为成膜剂与聚苯胺复合制得透明导电复合薄膜。本发明的透明导电复合薄膜用于光伏面板积尘的清洁，提供了一种光伏面板清洁且有自清洁作用的新方法。该方法操作简单，效果明显，如果复合薄膜没有破损，光伏设备没有损坏，可以长期﹑有效的使用。克服了目前国内光伏电站清洗方法的缺点，从而缓解了积尘对光伏发电系统的影响，能够长期保持光伏面板玻璃不积尘，透明洁净，从而增强太阳辐射强度，提高光电转换效率，减少了光伏面板表面因积尘引起的组件输出功率的损失。经测算，该新方法使用后，光伏列阵，日均发电量可提高5％左右，以10mw光伏电站为例，全年可增加发电量约50万kwh，有显著的经济效益和社会效益。聚乙烯吡咯烷酮不仅价格便宜，而且具有优良的溶解性，成膜性，粘结性，其薄膜无色透明，硬而光亮，从而增加复合薄膜的透明度。
具体实施方式
[0030]
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0031]
实施例1
[0032]
一种透明导电复合薄膜的制备方法，步骤如下：
[0033]
1)将十二烷基苯磺酸钠8.7g和36％盐酸2.58g，加入到100ml二甲苯中，充分搅拌使其完全溶解，得到溶液一；
[0034]
2)将溶液一，降温至1℃，加苯胺2.3g，搅拌30min，至分散均匀，得到溶液二；
[0035]
3)将15％的过硫酸铵水溶液31ml(5.7g)，缓慢滴加至溶液二中，滴加速率为1.5ml/min，边加边搅拌，滴加结束，混合均匀，得到溶液三；
[0036]
4)将溶液三的ph调整至1.0，控制温度在1℃，进行掺杂聚合反应8h；
[0037]
5)聚合反应结束后，将200ml二氯甲烷对反应溶液进行破乳处理，并对反应液进行透析，再利用二氯甲烷对透析后的混合液进行萃取，最后对萃取液进行过滤，得到聚苯胺/二氯甲烷溶液；
[0038]
6)将1.5g成膜剂聚乙烯吡咯烷酮溶解于100ml二氯甲烷中，搅拌分散均匀后，加入聚苯胺/二氯甲烷溶液中，充分搅拌均匀，制成粘稠状混合液；
[0039]
7)采用流延的手法，将粘稠状混合液涂敷在光伏面板玻璃表面，经自然干燥，得到透明导电复合薄膜，测得导电率σ＝0.567s/cm。
[0040]
实施例2
[0041]
一种透明导电复合薄膜的制备方法，步骤如下:
[0042]
1)将十二烷基苯磺酸钠6.5g和36％盐酸1.94g，加入到100ml二甲苯中，充分搅拌使其完全溶解，得到溶液一；
[0043]
2)将溶液一，降温至+1℃，加苯胺2.3g，搅拌10
‑
50min，至分散均匀，得到溶液二；
[0044]
3)将20％的过硫酸铵水溶液23ml(4.3g)，缓慢滴加至溶液二中，滴加速率为2ml/min，边加边搅拌，滴加结束，混合均匀，得到溶液三；
[0045]
4)将溶液三的ph调整至0.8，控制温度在
‑
1℃，进行掺杂聚合反应8h；
[0046]
5)聚合反应结束后，将200ml二氯甲烷对反应溶液进行破乳处理，并对反应液进行
透析，再利用二氯甲烷对透析后的混合液进行萃取，最后对萃取液进行过滤，得到聚苯胺/二氯甲烷溶液；
[0047]
6)将1.5g成膜剂聚乙烯吡咯烷酮溶解于100ml二氯甲烷中，搅拌分散均匀后，加入聚苯胺/二氯甲烷溶液中，充分搅拌均匀，制成粘稠状混合液；
[0048]
7)采用流延的手法，将粘稠状混合液涂敷在光伏面板玻璃表面，经自然干燥，得到透明导电复合薄膜。测得导电率σ＝0.560s/cm。
[0049]
实施例3
[0050]
一种透明导电复合薄膜的制备方法，步骤如下：
[0051]
1)将十二烷基苯磺酸钠4.35g和36％盐酸1.29g，加入到100ml二甲苯中，充分搅拌使其完全溶解，得到溶液一；
[0052]
2)将溶液一，降温至+1℃，加苯胺2.3g，搅拌10
‑
50min，至分散均匀，得到溶液二；
[0053]
3)将10％的过硫酸铵水溶液46.2ml(8.55g)，缓慢滴加至溶液二中，滴加速率为1ml/min，边加边搅拌，滴加结束，混合均匀，得到溶液三；
[0054]
4)将溶液三的ph调整至0.6，控制温度在
‑
2℃，进行掺杂聚合反应10h；
[0055]
5)聚合反应结束后，将200ml二氯甲烷对反应溶液进行破乳处理，并对反应液进行透析，再利用二氯甲烷对透析后的混合液进行萃取，最后对萃取液进行过滤，得到聚苯胺/二氯甲烷溶液；
[0056]
6)将1.5g成膜剂聚乙烯吡咯烷酮溶解于100ml二氯甲烷中，搅拌分散均匀后，加入聚苯胺/二氯甲烷溶液中，充分搅拌均匀，制成粘稠状混合液；
[0057]
7)采用流延的手法，将粘稠状混合液涂敷在光伏面板玻璃表面，经自然干燥，得到透明导电复合薄膜。测得导电率σ＝0.52s/cm。
[0058]
对本发明实施例1
‑
3制备的透明导电复合薄膜进行清洁，具体清洁步骤如下：
[0059]
先用清洗剂对光伏面板玻璃表面进行清洁；然后用蒸馏水或去离子水冲洗干净，自然干燥。该清洁方法简单，且清洗效果佳。
[0060]
同时本发明实施例1
‑
3制备的透明导电复合薄膜在使用过程中需要保持正电荷，避免了灰尘的附着，提高了其使用寿命。同时，复合薄膜在没有受到损伤情况下，可以持续的﹑长期的﹑高效的﹑起到自清洁的特别功能作用。
[0061]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。