一种新型自修复自清洁光伏组件的制作方法

本技术属于光伏发电，特别涉及一种基于超支化pdms复合超疏水涂层的新型自修复自清洁光伏组件。

背景技术：

1、近段时间，我国正在处于能源绿色低碳转型的窗口期，开发利用新能源，实现能源结构转型成为了必然的趋势。太阳能具有清洁，安全，易于开采等特点，因此得到了广泛推广与应用。光伏组件作为光伏发电中的核心部件，其表面的清洁度对光伏的发电效率有着重要影响。灰尘将遮挡光伏组件接受到阳光辐射的面积从而降低光伏组件的发电效益。若积灰严重，光伏组件将会出现热斑现象，从而烧坏光伏组件。因此，为了提高光伏组件的发电效率，保证光伏发电厂区安全运行，需要对光伏组件表面的灰尘进行清理。

2、目前，光伏组件表面灰尘清理方式主要分为三类：（1）、人工清除，人工清除灰尘是最为传统的方法，需要花费大量的人力物力，而且效率低下，人员频繁的进行高处作业，加大了安全事故发生的机率；（2）、利用除尘工具机械自动化清除灰尘，该方法需要在光伏组件周围安装除灰设备，并提供机械设备运行电源。该方法清洁效果一般，后期维护成本高，对于地势复杂的工程的适应性差；（3）、在光伏组件表面覆盖自清洁涂层。通过在光伏表面添加自清洁涂层，在雨天环境下便可完成光伏组件的清理。无需再投入额外的人工和机械成本，对复杂地形也具有良好的适应性。但大部分自清洁涂层在长期受到外界物理磨损和化学侵蚀后，容易失去其自清洁的能力，在一段时间后需要进行更换。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种新型自修复自清洁光伏组件，以在无需外界额外能源和机械，人工供给的条件下，依靠光伏组件自身工作温度达到修复表面超疏水涂层的效果。

2、为此，本实用新型的上述目的通过如下技术方案实现：

3、一种新型自修复自清洁光伏组件，所述新型自修复自清洁光伏组件包括金属外框，所述金属外框内自上而下依次设有钢化玻璃、聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物胶膜（eva胶膜）、光伏电池片、聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物胶膜以及背板膜，其特征在于：所述钢化玻璃上物理沉积超支化pdms复合自修复自清洁超疏水涂层。

4、超支化pdms涂层在受到阳光的照射和光伏组件工作自身产生的热量可以自我修复涂层表面上的裂纹，因为温度升高促进了超支化pdms分子链的运动使得损伤区域附近的超支化pdms聚合物倾向于向空洞区移动，断裂的氢键非定向重组从而修复微观缺陷。

5、超支化聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，pdms）复合自修复自清洁超疏水层。

6、在采用上述技术方案的同时，本实用新型还可以采用或者组合采用如下技术方案：

7、作为本实用新型的一种优选技术方案：所述背板膜添加反光剂。在背板膜中添加反光剂，增强背板对太阳光的反射作用，提高电池组件的转换效率，同时对红外线也有较强的反射作用，可以降低光伏组件的工作温度。

8、作为本实用新型的一种优选技术方案：所述金属外框为铝合金框、铁质框或者不锈钢框架中的一种。

9、作为本实用新型的一种优选技术方案：所述钢化玻璃上具有仿生结构，所述仿生结构为荷叶、玫瑰花、蝴蝶翅膀中一种或者多种的组合。

10、作为本实用新型的一种优选技术方案：所述钢化玻璃上的仿生结构由纳米量级的结构阵列所形成，单个结构为尖锥圆锥形、球状顶点圆锥形、圆台形或者三棱锥形中的一种或者多种的组合。

11、作为本实用新型的一种优选技术方案：所述仿生结构经飞秒激光技术在钢化玻璃上构建纳米量级的结构阵列。

12、作为本实用新型的一种优选技术方案：所述超支化pdms复合自修复自清洁超疏水涂层在物理沉积前添加直径为20~100 nm的sio2纳米颗粒，在涂层上构建微纳米结构，增加粗糙度，从而加强超支化pdms复合超疏水涂层的超疏水性。

13、本实用新型提供一种新型自修复自清洁光伏组件，利用物理沉积在钢化玻璃上的超支化pdms复合自修复自清洁超疏水涂层所具备的超疏水特性，可以充分利用外界水源实现光伏组件的自清洁，无需任何额外机械设备进行除尘操作；此外，还可以在超支化pdms复合自修复自清洁超疏水涂层额外添加直径为20~100 nm的sio2纳米颗粒，在涂层上构建微纳米结构，增加粗糙度，从而加强超支化pdms复合超疏水涂层的超疏水性；另外，超支化pdms涂层在受到阳光的照射和光伏组件工作自身产生的热量可以自我修复涂层表面上的裂纹，因为温度升高促进了超支化pdms分子链的运动使得损伤区域附近的超支化pdms聚合物倾向于向空洞区移动，断裂的氢键非定向重组从而修复微观缺陷，使得该超支化pdms复合自修复自清洁超疏水涂层具备自修复的能力，极大延长了超疏水涂层的使用寿命，降低传统光伏板的运营成本。

技术特征：

1.一种新型自修复自清洁光伏组件，所述新型自修复自清洁光伏组件包括金属外框，所述金属外框内自上而下依次设有钢化玻璃、聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物胶膜、光伏电池片、聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物胶膜以及背板膜，其特征在于：所述钢化玻璃上物理沉积超支化pdms复合自修复自清洁超疏水涂层。

2.根据权利要求1所述的新型自修复自清洁光伏组件，其特征在于：所述背板膜添加反光剂。

3.根据权利要求1所述的新型自修复自清洁光伏组件，其特征在于：所述金属外框为铝合金框、铁质框或者不锈钢框架中的一种。

4.根据权利要求1所述的新型自修复自清洁光伏组件，其特征在于：所述钢化玻璃上具有仿生结构，所述仿生结构为荷叶、玫瑰花、蝴蝶翅膀中一种或者多种的组合。

5.根据权利要求4所述的新型自修复自清洁光伏组件，其特征在于：所述钢化玻璃上的仿生结构由纳米量级的结构阵列所形成，单个结构为尖锥圆锥形、球状顶点圆锥形、圆台形或者三棱锥形中的一种或者多种的组合。

6.根据权利要求4或5所述的新型自修复自清洁光伏组件，其特征在于：所述仿生结构经飞秒激光技术在钢化玻璃上构建纳米量级的结构阵列。

7.根据权利要求1所述的新型自修复自清洁光伏组件，其特征在于：所述超支化pdms复合自修复自清洁超疏水涂层在物理沉积前添加直径为20~100 nm的sio2 纳米颗粒。

技术总结
本技术提供一种新型自修复自清洁光伏组件，包括金属外框，所述金属外框内自上而下依次设有钢化玻璃、聚乙烯‑聚醋酸乙烯酯共聚物胶膜、光伏电池片、聚乙烯‑聚醋酸乙烯酯共聚物胶膜以及背板膜，所述钢化玻璃上物理沉积超支化PDMS复合自修复自清洁超疏水涂层。本技术利用物理沉积在钢化玻璃上的超支化PDMS复合自修复自清洁超疏水涂层所具备的超疏水特性，可以充分利用外界水源实现光伏组件的自清洁，无需任何额外机械设备进行除尘操作；另外，超支化PDMS涂层在受到阳光的照射和光伏组件工作自身产生的热量可以自我修复涂层表面上的裂纹，极大延长了超疏水涂层的使用寿命，降低传统光伏板的运营成本。

技术研发人员：杨海龙,粟玉林,牛龙飞
受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日：20230317
技术公布日：2024/1/15