一种石墨烯光伏板、其制备方法及石墨烯智慧光能路灯与流程

本发明涉及光伏板及路灯
技术领域：
，具体涉及一种石墨烯光伏板、其制备方法及石墨烯智慧光能路灯。
背景技术：
：随着社会的发展，人类对能源的需求越来越大，然而，地球的非可再生能源数量有限，为降低非可再生能源的消耗及减少对环境的污染，太阳能发电作为一种新兴的可再生能源具有非常重大的意义，而随着相关技术的进步，太阳能电池的应用范围也越来越广泛。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能单体电池片，最常见的有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等，由一个或多个太阳能电池片组成的模块叫做太阳能电池板或太阳能光伏板，或简称光伏板。太阳能光伏板的发电效率很大程度上取决于其光电转换效率；然而受材料及结构的限制，当前太阳能电池的光电转换效率仍有待提高。以薄膜太阳能电池为例。薄膜太阳能电池的前电极采用的是透明导电氧化物(tco)玻璃，它的性能对于电池的转换效率有着至关重要的作用。目前研究最多的透明导电薄膜材料是zno基的tco薄膜材料，此材料对于氢离子是稳定的，同时比fto具有更好的光透过率。但是在实际应用中由于目前zno基透明导电薄膜与光电转化区薄膜的界面匹配工艺尚不完善，相对于fto导电膜对光电转换效率贡献没有明显的优势，为了将理论上应该存在的优势彻底的体现出来，有必要对tco薄膜的结构及其组成进行改进。中国专利文献cn102694066a公开了一种提高太阳能电池板光电转换效率的方法，其为解决由于zno基透明导电薄膜与光电转化区薄膜的界面匹配工艺尚不完善而影响光电转换效率的技术问题，设计了一种基于改进的tco薄膜层提高太阳能光伏板光电转换效率的方法。该方法通过将tco薄膜层设计为多层复合型结构、并将各个层的掺杂浓度进行合理控制、形成渐变梯度，大大提高了电池板的透光率和导电率，有效地提高太阳电池光电转化效率。但该方法工艺复杂、成本居高不下，且仅适用于zno基tco薄膜太阳能电池，并不适用于硅太阳能电池。另外中国专利文献cn105198230a公开了一种石墨烯涂料，其是在正面使用，且该石墨烯涂料是由石墨烯、氧化石墨烯分散在溶剂中配制而成的。但是该石墨烯涂料的粘结强度和稳定性很差，难以形成稳定的涂覆材料。技术实现要素：有鉴于此，为解决上述技术问题，本发明的目的在于提出一种石墨烯光伏板、其制备方法及石墨烯智慧光能路灯，该石墨烯光伏板提高太阳能电池板的光电转换效率。所采用的技术方案为：第一方面，本发明的一种石墨烯光伏板，其在光伏板的背光面涂覆有石墨烯涂层。进一步地，所述石墨烯涂层由如下重量份的组分组成：进一步地，所述粘结剂为聚丙烯酸。进一步地，所述分散剂为己烯基双硬脂酰胺。进一步地，所述表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠和双酰胺型磺基甜菜碱酯。进一步地，所述烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠和双酰胺型磺基甜菜碱酯的重量比为1:1。进一步地，所述溶剂为水、乙醇、乙二醇中的一种或几种。第二方面，上述方案所述的石墨烯光伏板的制备方法，包括如下步骤：s1.将石墨烯加入溶剂中，超声搅拌30-40min，得到石墨烯悬浮液；s2.向石墨烯悬浮液中，加入表面处理剂，超声搅拌30-40min；s3.向石墨烯悬浮液中，再加入分散剂，高速搅拌，搅拌速度为2000-3000r/min，搅拌60-80min；s4.向石墨烯悬浮液中，再加入粘结剂，高速搅拌，搅拌速度为2000-3000r/min，搅拌30-40min，制得石墨烯胶液；s5.在光伏板的背光面涂覆该石墨烯胶液，干燥后即得涂覆有石墨烯涂层的石墨烯光伏板。进一步地，s1中超声搅拌是在转速为500-1000r/min下超声搅拌。第三方面，一种石墨烯智慧光能路灯，含有上述方案所述的石墨烯光伏板。在上述技术方案中，表面活性剂用于对石墨烯表面进行改性，形成表面改性的石墨烯，简称改性石墨烯；改性石墨烯能够更好地被分散剂分散至溶剂内。改性石墨烯和粘结性也更容易相容，并相容地被分散剂分散至溶剂内。改性石墨烯和粘结剂可以提高石墨烯涂层的粘结强度和涂覆的稳定性。在制备方法中，在制备石墨烯胶液的过程中，每一个步骤都经过搅拌，高速搅拌能够使表面改性的石墨烯更好地被分散剂分散至溶剂内；高速搅拌能够使粘结剂更好地分散于石墨烯悬浮液中。本发明的有益效果在于：本发明通过在光伏板的背光面涂覆一层粘结强度高、稳定性强的石墨烯涂料，形成稳定的石墨烯涂层，能够起到保温隔热作用，进而稳定提高太阳能电池板的光电转换效率。在进一步制备成石墨烯智慧光能路灯后，能够在背光面的内部起到保温隔热的作用，具体可以实现双向调节，遇高温时降温，遇低温时保温，从而达到保温隔热的作用，又由于石墨烯涂层粘结强度高、稳定性强，从而能够稳定地起到了保温隔热作用，从而能够稳定地保证涂覆石墨烯涂料后，背光面温度的稳定，使太阳能光伏板光电转换性能稳定提高。这是因为，光伏板背光面内部温度的稳定，能够稳定提高光电转换效率。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为实施例1的石墨烯光伏板的结构示意图。图2为实施例4的石墨烯智慧光能路灯的结构示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明优选的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1参见图1所示，一种石墨烯光伏板，其在光伏板4的背光面涂覆有石墨烯涂层5。该石墨烯涂层5由如下重量份的组分组成：粘结剂为聚丙烯酸。分散剂为己烯基双硬脂酰胺。表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠和双酰胺型磺基甜菜碱酯。烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠和双酰胺型磺基甜菜碱酯的重量比为1:1。溶剂为水。该石墨烯光伏板的制备方法，包括如下步骤：s1.将石墨烯加入溶剂中，在转速为1000r/min下超声搅拌40min，得到石墨烯悬浮液；s2.向石墨烯悬浮液中，加入表面处理剂，超声搅拌40min；s3.向石墨烯悬浮液中，再加入分散剂，高速搅拌，搅拌速度为2500r/min，搅拌60min；s4.向石墨烯悬浮液中，再加入粘结剂，高速搅拌，搅拌速度为2500r/min，搅拌40min，制得石墨烯胶液；s5.在光伏板的背光面涂覆该石墨烯胶液，干燥后即得涂覆有石墨烯涂层的石墨烯光伏板。实施例2参照实施例1，与实施例1不同的是，本实施例的石墨烯涂层由如下重量份的组分组成：实施例3参照实施例1，与实施例1不同的是，本实施例的石墨烯涂层由如下重量份的组分组成：实施例4一种石墨烯智慧光能路灯，含有实施例1的石墨烯光伏板。具体到本实施例，参见图2所示，一种石墨烯智慧光能路灯，包括壳体1、灯杆衔接件2、led灯组件3、石墨光伏板和智能驱动系统(未图示)。其中，壳体1，其背面设有第一凹腔11和第二凹腔12。第一凹腔和第二凹腔可以设置通孔相通。这样第一凹腔的热量可以直接从通孔进入第二凹腔。壳体为铝合金压铸制成的，第二凹腔的四周外表面设有多条散热筋。该多条散热筋增加了散热面积，使壳体自身更好地具有散热的作用。灯杆衔接件2，其一端固定在壳体上，其另一端用于固定在灯杆上。该灯杆衔接件可设有用于衔接灯杆的螺纹孔。led灯组件3，其固定在壳体1的第一凹腔11内；led灯组件包括led灯珠、led灯电路板和灯罩，其中led灯珠电连接在led灯电路板上，所述灯罩盖于第二凹腔上。led灯组件可以为1组、2组、3组、4组或5组。本实施例led灯组件为2组。石墨烯光伏板，其固定在壳体1的正面上，其包括光伏板4和石墨烯涂层5。光伏板4的正面朝向光源。光伏板4的背光面涂覆该石墨烯涂层5。智能驱动系统，其固定在壳体的第二凹腔12内；所述智能驱动系统包括pcb板和与pcb板电性连接的蓄电池。作为一种具体实施方式，蓄电池可以包括主蓄电池和副蓄电池，pcb板可以包括太阳能最大功率点跟踪控制电路、锂电池保护电路、电池智能分配电路、双系统微处理器和led驱动模块，可以参照本申请人在cn106439720a公开的方案进一步设计pcb板和与pcb板电性连接的蓄电池。对比例1参照实施例1，与实施例1不同的是，，本对比例的石墨烯涂层由如下重量份的组分组成：实验测试1对实施例1-3制得的石墨烯光伏板与没有涂覆石墨烯涂层的太阳能光伏板的光电转换率进行测试，采用本领域常用的太阳能电池测试仪进行测试，结果如表1所示：表1实验测试2对实施例1-3与对比例1制得的石墨烯光伏板的石墨烯涂层的粘结强度进行测试，测试结果见表2：表2粘结强度/mpa实施例14.6实施例24.1实施例34.9对比例11.9上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12