本發明專利技術公開了具有空氣凈化功能的PVT系統及該系統中的光催化劑TiO2涂層的制備方法，所述PVT系統包括透明蓋板，設置于透明蓋板下方的空氣流道，設置于空氣流道下方的高透玻璃，設置于高透玻璃下方的若干個光伏電池，設置于光伏電池下方的背板，設置于背板下表面的保溫層，設置于保溫層頂部緊貼背板底面的若干根排管，設置于透明蓋板與空氣流道之間的光催化劑TiO2涂層。通過太陽光中紫外光部分驅動TiO2光催化氧化反應，PVT模塊吸收可見光譜和近紅外光譜用于產電能的同時獲得的熱能用于加熱水和空氣。除此之外，過濾掉紫外光能有效保護PV模塊老化延長模塊壽命。
PVT system with air purification function and preparation method of photocatalyst titanium dioxide coating in the system
【技術實現步驟摘要】
具有空氣凈化功能的PVT系統及該系統中的光催化劑TiO2涂層的制備方法
本專利技術涉及太陽能空氣凈化領域，更具體地說，是涉及具有空氣凈化功能的PVT系統及該系統中的光催化劑TiO2涂層的制備方法。
技術介紹
背景一：眾所周知，對于PV模塊，太陽光譜中的紫外光、可見光和近紅外光是主要的有效光譜部分。然而，對于PV模塊而言，利用全太陽光光譜是很困難的。一方面，PV模塊不能利用太陽光譜中的遠紅外部分，且遠紅外光譜將會導致PV模塊溫度升高從而導致電效率降低。而PVT技術將遠紅外光譜的能量用于加熱制冷工質水或者空氣，從而有效的解決這個問題。另一方面，對于晶體硅太陽能電池，在紫外光照射下，每個光子有三倍晶體硅的間隙能，而PV模塊在每個光子激發下只能利用一個電子-空穴對，其余的能量以熱能散失，這表明PV模塊在紫外光部分有較低的光子利用率。背景二：由于現代建筑優異的密閉性和室內污染源的不斷釋放，人們現在越來越關注居民建筑和公共建筑的室內空氣質量問題，根據數據統計，人類在室內度過的時間至少占70％或者以上，對于久居城市的居民，在室內的時間更是達到90％以上。然而，一方面由于傳統化石能源的大規模應用導致室外污染愈發越嚴重，進而加劇室內污染問題，另一方面室內裝潢材料和高檔家具大規模使用也使室內釋放的污染物濃度越來越高室內環境污染問題現如今越來越受到人們的關注。TiO2光催化氧化技術是一種先進的環境凈化技術，其在太陽光譜中的響應區間是正好是紫外光。在紫外光照射下，會產生高活性的羥基自由基，能與有機污染物反應。然而現有技術開發的PVT系統無法同時兼有既能使用太陽光進行發電制熱和空氣凈化的功能，對全太陽光光譜利用率低。
技術實現思路
為克服現有技術中的上述缺陷，本專利技術提供具有空氣凈化功能的PVT系統及該系統中的光催化劑TiO2涂層的制備方法。為實現上述目的，本專利技術一方面提供具有空氣凈化功能的PVT系統，包括透明蓋板，設置于透明蓋板下方的空氣流道，設置于空氣流道下方的高透玻璃，設置于高透玻璃下方的若干個光伏電池，設置于光伏電池下方的背板，設置于背板下表面的保溫層，設置于保溫層頂部緊貼背板底面的若干根排管，設置于透明蓋板與空氣流道之間的光催化劑TiO2涂層。作為優選的，所述透明蓋板為鵬硅酸鹽玻璃，所述鵬硅酸鹽玻璃在100nm-400nm的紫外光波段的透過率為83％，所述鵬硅酸鹽玻璃的全太陽光譜波段透過率為91％。作為優選的，所述透明蓋板與光催化劑TiO2涂層結合后的全光譜透過率為75％-80％，紫外光吸收率為90％-92％。作為優選的，還包括EVA，所述EVA設置于光伏電池的頂面與底面。作為優選的，所述光伏電池板為厚度0.4mm-0.9mm的晶體硅電池，光伏電池在背板上的覆蓋率為0.6-0.9。作為優選的，所述光伏電池之間空隙處的背板上設有涂層，涂層材料為黑色鉻涂層或選擇性吸收涂層，黑色鉻涂層或選擇性吸收涂層的吸收率為0.90-0.95，發射率為0.1-0.9。作為優選的，所述若干根排管的相鄰兩根排管之間的間距為80mm-150mm。作為優選的，所述保溫層由玻璃纖維、聚氨酯或者酚醛樹脂制成，所述保溫層的厚度為30mm-60mm。作為優選的，所述空氣流道的厚度為100mm-300mm。本專利技術另一方面提供具有空氣凈化功能的PVT系統的光催化劑TiO2涂層的制備方法，該方法包括以下步驟：(1)使用硅酸鈉作為粘結劑，將商用的TiO2粉末和九水硅酸鈉Na2SiO3·9H2O按摩爾比為50:1的量配比后一起添加到去離子水中攪拌一定時間至得到白色的均勻混合液；(2)將懸濁液噴涂在提前清洗干凈的硼硅酸鹽玻璃基體上，放在干燥箱中干燥，干燥溫度為80℃，干燥時間為1小時，如此噴涂-干燥循環幾次直到催化劑附著量達到預先設定的值；(3)將制備好的光催化玻璃放在干燥箱中100℃干燥一定時間去除所有的水分；(4)放在馬弗爐中400℃中燒結1小時，升溫速率為2℃/min，光催化涂層制備完成，TiO2負載量為1.855g/m2。與現有技術相比，本專利技術的有益效果在于：1、將傳統PVT系統中的作為蓋板的普通玻璃更換成硼硅酸鹽玻璃，硼硅酸鹽玻璃在10nm-400nm的紫外光波段透過率83％，太陽能全波段透過率為91％，而帶有光催化層的硼硅酸鹽玻璃與光催化劑TiO2涂層結合后的全光譜透過率約為78％，紫外光吸收率為91％，這樣太陽光中的紫外光能有效TiO2層吸收，用于光催化材料降解室內污染物；同時余下的可見光和紅外光被PV/T模塊吸收實現發電合集熱。2、傳統PV模塊在紫外光部分有較低的光子利用率，通過分光譜利用的方法，紫外光部分被光催化劑TiO2涂層利用，而余下部分被PVT模塊應用，根據材料光譜特性在不同的光譜區間利用不同的材料，能使太陽光具有最大潛能的利用。3、太陽輻射下，光催化劑TiO2涂層在紫外光作用下能實現對空氣流道中的空氣進行殺菌，并能實現對透明蓋板的自清潔功能，可以減小維護費用。綜上所述，本專利技術所述的太陽能凈化技術和光伏光熱技術綜合應用的建筑屋頂，具有很好的市場推廣價值。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本專利技術實施例提供的具有空氣凈化功能的PVT系統的結構圖；圖2是本專利技術實施例提供的具有空氣凈化功能的PVT系統應用于室內的示意圖。具體實施方式為使本專利技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。本專利技術的實施例提供具有空氣凈化功能的PVT系統。請參考圖1，本專利技術一方面提供具有空氣凈化功能的PVT系統，包括透明蓋板1，設置于透明蓋板1下方的空氣流道3，設置于空氣流道3下方的高透玻璃4，設置于高透玻璃4下方的若干個光伏電池6，設置于光伏電池6下方的背板7，設置于背板7下表面的保溫層9，設置于保溫層9頂部緊貼背板7底面的若干根排管8，設置于透明蓋板1與空氣流道3之間的光催化劑TiO2涂層2，所述光伏電池6的頂面與底面設置有EVA5，所述TiO2為商用的P25型，背板7的材料為鋁。所述透明蓋板1為鵬硅酸鹽玻璃，所述鵬硅酸鹽玻璃在100nm-400nm的紫外光波段的透過率為83％，所述鵬硅酸鹽玻璃的全太陽光譜波段透過率為91％。所述透明蓋板1與光催化劑TiO2涂層2結合后的全光譜透過率為75％-80％，紫外光吸收率為90％-92％。所述光伏電池板6為厚度0.4mm-0.9mm的晶體硅電池，光伏電池在背板7上的覆蓋率為0.6-0.9。所述光伏電池6之間空隙處的背板7上設有涂層，涂層材料為黑色鉻涂層，所述黑色鉻涂層或選擇性吸收涂層的吸收率為0.90，發射率為0.9。當然，也可以使用其他或選擇性吸收涂層作為涂層。所述黑色鉻涂層或選擇性吸收涂層的吸收率也可以為0.90-0.95中的任意值，發射率也可以本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.具有空氣凈化功能的PVT系統，其特征在于：包括透明蓋板(1)，設置于透明蓋板(1)下方的空氣流道(3)，設置于空氣流道(3)下方的高透玻璃(4)，設置于高透玻璃(4)下方的若干個光伏電池(6)，設置于光伏電池(6)下方的背板(7)，設置于背板(7)下表面的保溫層(9)，設置于保溫層(9)頂部緊貼背板(7)底面的若干根排管(8)，設置于透明蓋板(1)與空氣流道(3)之間的光催化劑TiO2涂層(2)。
【技術特征摘要】
1.具有空氣凈化功能的PVT系統，其特征在于：包括透明蓋板(1)，設置于透明蓋板(1)下方的空氣流道(3)，設置于空氣流道(3)下方的高透玻璃(4)，設置于高透玻璃(4)下方的若干個光伏電池(6)，設置于光伏電池(6)下方的背板(7)，設置于背板(7)下表面的保溫層(9)，設置于保溫層(9)頂部緊貼背板(7)底面的若干根排管(8)，設置于透明蓋板(1)與空氣流道(3)之間的光催化劑TiO2涂層(2)。2.根據權利要求1所述的具有空氣凈化功能的PVT系統，其特征在于：所述透明蓋板(1)為鵬硅酸鹽玻璃，所述鵬硅酸鹽玻璃在100nm-400nm的紫外光波段的透過率為83％，所述鵬硅酸鹽玻璃的全太陽光譜波段透過率為91％。3.根據權利要求2所述的具有空氣凈化功能的PVT系統，其特征在于：所述透明蓋板(1)與光催化劑TiO2涂層(2)結合后的全光譜透過率為75％-80％，紫外光吸收率為90％-92％。4.根據權利要求1所述的具有空氣凈化功能的PVT系統，其特征在于：還包括EVA(5)，所述EVA(5)設置于光伏電池(6)的頂面與底面。5.根據權利要求1所述的具有空氣凈化功能的PVT系統，其特征在于：所述光伏電池板(6)為厚度0.4mm-0.9mm的晶體硅電池，光伏電池在背板(7)上的覆蓋率為0.6-0.9。6.根據權利要求1所述的具有空氣凈化功能的PVT系統，其特征在于：所述光伏電池(6)之間空隙處...
【專利技術屬性】
技術研發人員：季杰，余本東，何偉，唐文學，
申請(專利權)人：廣東五星太陽能股份有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44
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