CN101570689B - 具有带状聚合物发光转换涂层之硅太阳能电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种硅太阳能电池，其具有发光转换层聚合物，该发光转换层聚合物是由一填充有两种荧光粉粉末的聚合粘合剂而成，其特征在于：该发光转换层聚合物中之荧光粉强烈吸收短波及长波太阳辐射并将其转换为橙-黄、近红外线及中红外线光谱区域的辐射。

Description

具有带状聚合物发光转换涂层之硅太阳能电池

技术领域

本发明涉及一种单晶硅太阳能电池，具体而言，是指一种使用发光转换层以提升太阳能电池性能的具有带状聚合物发光转换层的硅太阳能电池。 

背景技术

太阳能电池广泛用于现代技术，如自备能源、通信器材、计算机、照明光源等。从太阳能电池的生产状况和发展前景来看，它是一种主要的新型替代性能源。专家预测未来几十年全世界所有国家，太阳能电池总功率约占全世界电力资源的5％。 

太阳能电池主要参数是它的有效作用系数，或效率。对于最大扩散类型的单晶硅太阳能电池，透过计算这个值为ζ＝24％。各个国家工业中所生产的太阳能电池，其效率值大致为12～14％到16～18％，且主要取决于所使用单晶硅片性能、太阳能电池构造和装配工艺。于巧科尔·克所着之“太阳能电池薄膜”(世界出版社，莫斯科1985年，378～379页)中已详细论述，单晶硅片中太阳光辐射产生电子-电洞对，使用单晶红玉Al₂O₃:Cr基础上的发光转换层可以提升电子-电洞对收集效率。发光转换层直接与硅电池接触，将部分太阳辐射转换成更长的长波光，其中单晶硅电池灵敏度比多晶硅电池更高。正 如已知的，这种材料光谱灵敏度最大值位于λ＝910～950nm区域，所以λ＝290nm以上大部分太阳辐射转换为热能并对太阳能电池硅片加热。太阳能电池对于第一级太阳辐射光谱转换的技术思想，很早就为人所知，在上述巧科尔·克所着之“太阳能电池薄膜”中已有论述。然而至今为止，我们还是不知道实现这种思想的现实技术途径。 

于本发明之发明人所申请之美国US2006/10083853专利申请案中已揭示了一个富有前景的思想，即创造具有第一级辐射光谱转换的工业太阳能电池，在此将予以采用作为本发明专利之原型。于该专利申请案中，具体揭示了一个富有前景的思想，即创造具有第一级辐射光谱转换的工业太阳能电池。适合于该专利申请案，太阳能电池由硅电池和薄的聚合涂层组成，其中涂层里面充满无机荧光粉粉末并与硅电池外表面接触。聚合涂层为太阳能电池覆盖硅酸盐玻璃与单芯片表面之间粘和剂，其中太阳能电池从涂层收集辐射。该专利申请案中提出了太阳能电池工作的物理原理，其中包括以下几个方面∶发光转换层，更精密的发光，以及聚合物涂层强烈吸收λ＝300～480nm第一级太阳辐射，并将它转换成λ＝560～760nm的光谱辐射。 

第二级辐射实质上近似于单晶硅所吸收的光谱曲线。由于无机发光材料中实际上没有发生光损耗(使用无机荧光粉的发光量子输出约为96％)，因而太阳能电池效率相对提升6～12％。

适合于上述专利案所使用之荧光粉是以钇-钆石榴石为基质，被Ce⁺³和/或Cr⁺³和/或Fe⁺³所激发的专业制造材料。 

现今，关于上述US2006/10083853专利申请案所创造之发光转换层的推行工作，正在广泛地进行。尽管这种太阳能电池具有自身的前瞻性，然而它还是存在缺陷，其中包括发光转换层对于第一级辐射的转换到λ＝750-780nm为止，也就是说单晶硅灵敏度的短波分支。于US2006/10083853专利申请案中所揭示的无机荧光粉辐射没有达到硅灵敏度光谱最大值(λ＝910～950nm)。这个缺陷使得太阳能电池效率不能达到理论上的24％，实际中可实现效率为14～16％。 

发明内容

为解决上述习知技术之缺点，本发明的主要目的是提供一种具有带状聚合物发光转换层之硅太阳能电池，其可创造具有发光转换层的太阳能电池，其中涂层对于光的转换完全适合于单晶硅灵敏度光谱最大值。 

为解决上述习知技术之缺点，本发明的另一目的是提供一种具有带状聚合物发光转换层之硅太阳能电池，其可于不使用昂贵的净化措施情况下，提升太阳能电池可实现有效作用系数并达到17～19％，同时对单晶硅进行改善。 

为解决上述习知技术之缺点，本发明的另一目 的是提供一种具有带状聚合物发光转换层之硅太阳能电池，其创造与光谱相关联的两组荧光粉，其作用为充满λ＝440～1060nm的光学次能带，以及转换第一级太阳能至单晶硅灵敏度的光谱最大值。 

为达上述的目的，本发明提供一种具有带状聚合物发光转换层之硅太阳能电池，其包括一单晶硅片及一发光转换层，该发光转换层是由一聚合粘合剂中填充有两种荧光粉粉末而成，其特征在于：该发光转换层强烈吸收短波及长波太阳辐射并透过具有光学联系的第一荧光粉及第二荧光粉将其转换为橙-黄、近红外线及中红外线光谱区域的辐射。 

其中，该第二荧光粉为无机荧光粉且为长波荧光粉，其辐射最大值位于近红外线和中红外线辐射区域，其波长为λ＝900～1060nm。 

其中，该发光转换层为含有氧热塑性聚合物基质聚合物之复合材料，且该聚合粘合剂之聚合物基质容积中至少含有该第一荧光粉及第二荧光粉两种荧光粉。 

其中，该第一荧光粉及第二荧光粉系以周期系统II、III、IV、V族元素含氧化合物为基质，粉末几何尺寸小于辐射于它的光波波长，在此情况下，该转换涂层中之第一荧光粉及第二荧光粉粉末重量百分比为0.01～5％。。 

其中，该第一荧光粉及第二荧光粉为一对短波及长波光学共轭无机荧光粉。 

该第一荧光粉之总化学公式为

(Y_xGd_yCe_zCr_pFe_q)₃(Al_mMg_nSi_n)₅O₁₂， 

其中 

x+y+z+p+q＝1，m+2n＝1，0＜x≤0.995，0≤y≤0.995，0.005≤z≤0.1，0≤p≤0.05，0≤q≤0.05，0.9≤m＜1，0＜n≤0.05。 

该第二荧光粉之总化学公式为 

Y_xGd_yLu_zLa_mEu_nEr_pYb_qNd_rVO₄， 

其中 

x+y+z+m+n+p+q+r＝1，0≤x≤0.95，0≤y≤0.95，0≤z≤0.95，0≤m≤0.95，0≤n≤0.1，0≤p≤0.1，0≤q≤0.1，0≤r≤0.1。 

其中，该第一荧光粉之辐射最大值为入＝560～580nm，从光学上符合该第二荧光粉之激发最大值λ＝570～590nm，该第二荧光粉之辐射最大值位于λ＝910～950nm区域。 

其中，该聚合粘合剂中该第一荧光粉及该第二荧光粉之间重量比为60∶40％～40∶60％，于此情况下该太阳能电池外表面获得黄-白光，且其第一级太阳辐射散射系数不超过5～8％。 

附图说明

图1为一示意图，其绘示本发明一较佳实施例之具有带状聚合物发光转换层之硅太阳能电池之结构示意图。 

图2为一示意图，其绘示本发明之长波第二荧光粉22发光光谱所具有的类型之示意图。 

图3显示本发明之第二级辐射实质上近似于单晶硅所吸收的光谱曲线。 

图4为本发明在太阳光的照射下的辐射光谱。 

图5为本发明中化学式为(Y_0.7Gd_0.25Ce_0.03Fe_0.02)₃(Al_0.98Mg_0.01Si_0.01)₅O₁₂的荧光粉，受465nm光激发下的光谱图。 

主要组件符号说明 

单晶硅片1     发光转换层2 

第一荧光粉21  第二荧光粉22 

具体实施方式

首先，本发明之目的在于消除上述硅太阳能电池的缺点。请参照图1，其绘示本发明一较佳实施例之具有带状聚合物发光转换层之硅太阳能电池之结构示意图。如图所示，为了达到这个目标，本发明之具有带状聚合物发光转换层之硅太阳能电池包括一单晶硅片1及一发光转换层2，该发光转换层2系由一聚合粘合剂中填充有两种荧光粉粉末而成，其特征在于：该发光转换层2强烈吸收短波及长波太阳辐射并透过具有光学联系之一第一荧光粉21及一第二荧光粉22将其转换为橙-黄、近红外线及中红外线光谱区域的辐射。 

其中，该第一荧光粉21例如但不限于为无机荧光粉且为短波荧光粉，其辐射最大值位于太阳辐射光谱最大值区域，其波长为λ＝473nm。其总化学公式为(Y_xGd_yCe_zCr_pFe_q)₃(Al_mMg_nSi_n)₅O₁₂，其中x+y+z+p+q＝1，m+2n＝1，0＜x≤0.995，0≤y≤0.995，0.005≤z≤0.1，0≤p≤0.05，0≤q≤0.05，0.9≤m＜1，0＜n≤0.05。 

其中，该第二荧光粉22为无机荧光粉且为长波荧光粉，其辐射最大值位于近红外线和中红外线辐射区域，其波长为λ＝900～1060nm。其总化学公式为Y_xGd_yLu_zLa_mEu_nEr_pYb_qNd_rVO₄，其中x+y+z+m+n+p+q+r＝1，0≤x≤0.95，0≤y≤0.95，0≤z≤0.95，0≤m≤0.95，0≤n≤0.1，0≤p≤0.1，0≤q≤0.1，0≤r≤0.1。此外，该第一荧光粉21及第二荧光粉22为一对短波及长波光学共轭无机荧光粉。 

该第一荧光粉21及第二荧光粉22系以周期系统II、III、IV、V族元素含氧化合物为基质，粉末几何尺寸小于辐射于它的光波波长，在此情况下，该转换涂层中之第一荧光粉及第二荧光粉粉末重量百分比为0.01～5％容积。 

下面简单阐释本发明所提出硅太阳能电池中所发生的光学-物理学过程。在太阳光的照射下，全部辐射光谱(请参照附图4)落在电池表面，辐射光谱最大值位于λ＝470～475nm蓝色区域。这种透过太阳能电池覆盖玻璃的太阳光，没有发生实质上的光损耗，并开始与第一荧光粉21及第二荧光粉22粉末相互作用，其中该第一荧光粉21及第二荧光粉22粉末分布在该发光转换层2中。短波第一荧光粉21激发带正好位于蓝色光谱区域。该第一荧光粉21粉末具有中位线尺寸d₅₀≤0.55μm，因而第一荧光粉21中第一级光散射为低能级，并且不大于它的初始能级的5％。短波无机材料光致发光类型，请参照附图5。光谱辐射具有高斯曲线类型，其最大值位于λ＝560～580nm区域，并取决于短波第一荧光粉21之具体组成。第二荧光粉22激发带正好位于橙-黄光谱区域(λ＝570～588nm)，第二荧光粉22粉末强烈吸收第一级太阳橙色辐射，以及短波第一荧光粉21之第二级辐射。当长波第二荧光粉22光致发光被短波第一荧光粉21发光所激发时，发生了所谓的“串联”光学激发。如此，两种荧光粉相混合且彼此间距不大，于是，从短波第一荧光粉21向长波第二荧光粉22的能量传输进程中，没有显着的光学损耗。 

请参照图2，其绘示本发明之长波第二荧光粉22发光光谱所具有的类型之示意图。如图所示，其提供了长波第二荧光粉22发光光谱所具有的类型。从图2中可以得出结论，因加入长波第二荧光粉22组成中的具体激发剂而定，长波第二荧光粉22可以在以下光谱区域辐射，红色光谱区域(Eu⁺³，λ＝627nm及/或Er⁺³，λ＝678nm)，近红外线(Yb⁺³，λ＝885nm)及/或中红外线电磁波谱区域(Nd⁺³，λ＝1040～1060nm)。 

两种无机荧光粉21、22之粉末分布在聚合物发光转换层2中，对于太阳能电池中太阳能转换，它 们创造了异乎寻常的条件。 

我们注意到，短波第一荧光粉21发光辐射在第一级太阳辐射λ＝550～580nm橙-黄色区域进行补充迭加。统计太阳能电池硅片灵敏度的光谱曲线，可以确认，这种双重黄光效应能够将效率值提升Δζ_K＝30/800×2×0.24×100×0.5＝0.9％。 

以下阐释我们所援引的计算数据：Δλ＝30nm-短波第一荧光粉21辐射的光谱次能带，ΔL＝800nm-太阳能电池灵敏度的全频带。 

---2-次能带中太阳能电池上光效应相重性指数； 

---0.24或24％-极值(太阳能电池理论有效作用系数)； 

---100-用于换算百分率的因子； 

---0.5-上述橙-黄光谱次能带中太阳能电池的相对光谱灵敏度。 

所获得的资料值指出，太阳能电池效率足够的实质性增加，其原因在于发光转换层2中，所调匀的短波辐射体的作用。 

然而，正如以上所发现的，本发明所提出的技术处理的特点在于使用了一对激发转换辐射体，其作用为促进太阳能电池之长波及短波灵敏度分支。这种第二级长波转换辐射体吸收部分第一级太阳辐射并发光，其中第一级太阳辐射位于λ＝580～590nm区域，辐射体发光位于前面已提及的红色区域(Δλ＝30nm)，近红外线次能带(Δλ＝70nm)及中红外线次能带(Δλ＝60nm)。透过以上表述，对 于由长波转换辐射体效应所产生的太阳能电池增大效率，我们可进行计算并得出Δζ_r＝160/800×2×0.24×100×0.75＝7.2％。本发明所提出的发光转换层2组成中两种转换辐射体，其效应所产生的显着的增大效率总值为Δζ＝Δζ_K+Δζ_r＝0.9％+7.2％＝8.1％，为绝对值。 

根据所获得的资料，单晶硅太阳能电池理论效率极值可提升了1/3。无疑地，所援引的计算并非完全考虑太阳能电池工作的光谱特点，如没有指出转换辐射中可能的光学损耗，正如没有深入研究增大光学效率的其它途径，譬如，由于太阳短波辐射作用下太阳能电池硅片1的过热消除。然而，源于发明说明书中所援引篇章的总的结论为，使用双组分光谱发光转换层2从物理学和光学上被证明是正确的。 

本发明所提出太阳能电池的这种优越性，其特征在于：发光转换层2是含氧热塑性塑料聚合物基质的聚合复合材料，其中聚合物源于聚乙酸乙烯酯及/或聚碳酸酯和/或聚烯烃，第一荧光粉21及第二荧光粉22粉末位于聚合物容积中，其中该第一荧光粉21及第二荧光粉22粉末系以周期系统II、III、IV和V族元素含氧化合物为基质，粉末几何尺寸小于辐射于它的光波波长，这时，转换涂层2聚合粘合剂中上述荧光粉21、22粉末重量百分比为0.01～5％。 

以下简短阐释本发明之发光转换层2中所提出 的变化。首先，这种转换涂层2基体为含氧热塑性塑料聚合物，这种聚合物主要源于以下化合物：带有醋酸盐官能团CH₃CO的乙基乙酸乙烯酯族，带有-C-O-C-官能团的聚碳酸酯族，带有周期性重复-(CH₂)-基的聚烯烃族。这些聚合物在温度作用下发生软化，然而当温度超过了所谓的玻璃化温度(

)，聚合物重新具有高强度和硬度。此外，在可见和近红外线光谱次能带聚合物具有很高的光学透明度，这也正是选择这类聚合物组作为发光转换层2基体的原因。 

本发明所提出光谱转换涂层2最重要物理特性是它的异相性，也就是说转换涂层2由连续聚合相和无机第一荧光粉21及第二荧光粉22粉末组成，荧光粉粉末具有特殊性质并分散于聚合物中。这一极其重要的光学特性包括发光转换层2构造异相性，以及光学透明性所决定的物理效应，即作用于发光转换层2的第一级辐射的光散射。根据著名的瑞利定律可以计算出光散射值，这个值与第一荧光粉21及第二荧光粉22粉末直径的平方成比例，为了消除这个高的光散射值，本发明所提出在发光转换层2中使用无机第一荧光粉21及第二荧光粉22，其尺寸小于射到粉末上的光波波长。在这种情况下光散射从属于瑞利定律之规律性，且其损耗值可以实质性小于大颗粒粉末光散射时的损耗值。显然，只有确定无机荧光粉的化学成分，才能有效地将第一级太阳辐射转换为必要波长的光。

透过对上述US2006/10083853专利申请案进行统计，我们可确定，对于本发明所提出的发光转换层2，其最佳发光组成是周期系统II、III、IV和V族元素含氧化合物基体的合成。组成中加入以下元素：Mg、Al、Y、Gd、Ce、Si、V、Yb、Nd、Eu。补充激发元素可以使用Cr和Fe。 

本发明亦将指出制造用于太阳能电池的已提出发光转换层2的补充条件。加入发光转换层2的无机第一荧光粉21及第二荧光粉22。第一荧光粉21及第二荧光粉22的这种特点使得它能够在相对低温下进行合成，温度范围为1100～1400℃。因而上述材料适宜于不具有高光散射的超细散粉末的合成。填充于聚合发光转换层2容积中的无机第一荧光粉21及第二荧光粉22重量百分比为0.01～5％。本发明指出，当填充物重量百分比最小值0.01～0.05％，光学转换涂层2作用最小，其原因在于发光转换层2中辐射粉末含量不够。当重量百分比为0.05～0.85％，光学转换增大，且应当引起太阳能电池效率提升。上述重量百分比使太阳第一级辐射损耗最小，因而发光转换层2工作状态最合适。本发明指出，填料适合于发光转换层2中无机第一荧光粉21及第二荧光粉22粉末重量百分比，平均为0.5～5％(第一荧光粉21及第二荧光粉22粉末密度通常平均为ρ＝5g/cm³)，在上述重量百分比的填充情况下，转换涂层2聚合薄层光密度增大1～10％，对于发光转换层2可靠的工作性能，这是一个附加 条件。 

当第一级太阳辐射转换系数很高时，发光转换层2所保持的高光学透明度也相应达到并适配，此时实际情况为：加入发光转换层2中的具有实质性区别的一对荧光粉21、22，实际上具有光学上的“共轭性”(相配性)。这个所导入概念其意义为，长波第二荧光粉22激发光谱最大值位于短波第一荧光粉21辐射区域，在这种情况下，对于短波第一荧光粉之总化学公式为 

(Y_xGd_yCe_zCr_pFe_q)₃(Al_mMg_nSi_n)₅O₁₂，其中x+y+z+p+q＝1，m+2n＝1，0＜x≤0.995，0≤y≤0.995，0.005≤z≤0.1，0≤p≤0.05，0≤q≤0.05，0.9≤m＜1，0＜n≤0.05，这时第二荧光粉22具有之总化学公式为Y_xGd_yLu_zLa_mEu_nEr_pYb_qNd_rVO₄，其中x+y+z+m+n+p+q+r＝1，0≤x≤0.95，0≤y≤0.95，0≤z≤0.95，0≤m≤0.95，0≤n≤0.1，0≤p≤0.1，0≤q≤0.1，0≤r≤0.1。 

现举出第一荧光粉之一实施例及其制备方法如下： 

先秤取如下原物料 

Y₂O₃ ：23.73g    Al(OH)₃：38.22g 

Gd₂O₃：13.6g     MgO    ：0.2g 

CeO₂ ：1.55g     SiO₂   ：0.3g 

Fe₂(SO₄)₃.XH₂O：1.2g 

将以上原物料充分混和后放入300ml的氧化铝坩埚中，将坩埚放入炉中，以5℃/分钟的升温速度升温至1150℃保持1～2小时，然后再以5℃/分钟的升温速度升温至1530℃保持2～4小时，炉内全程用CO:N₂＝1:99的弱还原气体保护，然后自然冷却至室温，取出产品研磨至粉末状，用0.1M的HNO₃强酸中加工，并在荧光粉粉末表面涂上50nm的硅酸锌ZnO.SiO₂薄膜。 

所形成荧光粉的化学式为(Y_0.7Gd_0.25Ce_0.03Fe_0.02)₃(Al_0.98Mg_0.01Si_0.01)₅O₁₂，其受465nm光激发下的光谱图如附图5所示。 

现举出第二荧光粉之一实施例及其制备方法如下： 

先秤取如下原物料 

Y₂O₃    :  28.25g        Er₂O₃  :  0.96g 

La₂O₃   :  40.75g        Yb₂O₃   :  1.97g 

NH₄VO₃:  58.5g 

将以上原物料充分混和后放入300ml的氧化铝坩埚中，将坩埚放入炉中，以5℃/分钟的升温速度升温至1050℃保持1～2小时，然后再以5℃/分钟的升温速度升温至1250℃保持3～6小时，然后自然冷却至室温，取出产品研磨至粉末状，用热水加工，并在荧光粉粉末表面涂上50nm的硅酸锌ZnO.SiO₂薄膜。 

所形成荧光粉的化学式为Y_0.4925La_0.4925Er_0.005Yb_0.01VO₄，其受588nm光激发下的光谱图如图2所示。 

一对光学共轭荧光粉21、22之间的区别开辟了创造新型太阳能电池之极大可能性。同以下光谱转 换一样，就是说运用“斯托克”定理(光量子能小于激发量子能)，能够使用其它型式发光。于是，对于宇宙飞行器的太阳能电池，其发光转换层2中可以适合于目的加入双量子荧光粉21、22。这些名义之下材料被解释为，其发光量子输出高于被高能光量子所激发的单体材料。常常它们的量子输出为ζ＝2，也就是说一个激发光量子“诞生”两个发光量子。通常这个所激发的紫外线量子和两个红光量子波长为λ≧600nm。在含氟和含铝化合物或含氟和含镧化合物基础上，譬如LiYF₄·Eu或KLaF₄·Eu，将上述荧光粉合成。光学共轭发光转换层2还有一个非常重要的应用在于，涂层2中使用了所谓的反斯托克荧光粉。这种材料中发生了第一级低激发量子能向荧光粉转换，其中荧光粉具有更高辐射量子能。譬如，有些λ＝0.94μm的红外线热量子引起λ＝0.687μm红色光谱区域发光。这些材料能够实现太阳能电池的“光学冷却”，于是在冷光激发下产生了大量红外线量子。 

这些优越性表现下已提出太阳能电池变化型式中，其特征在于：加入发光转换层2聚合物粘合剂组成中的短波无机荧光粉21和长波无机荧光粉22之间的重量比为60:40～40:60，在这种情况下，太阳能电池外表面获得黄白光，其第一级太阳辐射散射系数不超过5～8％。 

本发明将阐释，改变发光转换层2聚合粘合剂组成中的短波第一荧光粉21和长波第二荧光粉22 重量比，能够很灵活地成功地控制荧光粉强度，还能大幅提升太阳能电池效率。已运用的发光转换层2为淡黄色，这是它的一个重要特点，与之相关的是发光转换层中使用了染色无机短波荧光粉(荧光粉染色的存在与它的激发材料Ce₂O₃和Fe₂O₃有关)。发光聚合物材料光散射比值为小于5～8％，这与无机荧光粉21、22粉末超细散尺寸有关(d₅₀≤0.5μm)，也就是发光转换层2聚合粘合剂容积中这些无机荧光粉21、22粉末的最佳含量。 

光线直射情况下测定填充聚合带透光系数。如果对于标准透光聚合物，譬如乙基乙酸乙烯酯，透明度为92～92.5％，从两种薄膜表面反射损耗为7.5～8％，那么对于填充了荧光粉21、22的薄膜布，其光学透明性降低到3～5％。根据本发明所出产的有些聚合发光转换层2组在光学透明度方面具有创记录的指针，其值为89.5～90.5％。这时这些发光聚合转光涂层2中实际上使用了奈米级荧光粉，荧光粉粉末尺寸小于0.5μm。发光转换层2薄膜布密度根据我们的数据为0.92～0.93g/cm³。 

太阳能电池中聚合发光转换层2还有一个重要作用在于，薄膜能将所有相互接续的单芯片1彼此连接在一起并在另一面与无机玻璃接合。透过热压缩法，在相应温度和外部加压组装条件下，将硅电池和太阳能电池与覆盖玻璃进行接合。 

请参照图3，其显示本发明之第二级辐射实质上近似于单晶硅所吸收的光谱曲线。由于无机发光 材料中实际上没有发生光损耗(使用无机荧光粉的发光量子输出约为96％)，因而太阳能电池效率相对提升6～12％。 

综上所述，本发明之具有带状聚合物发光转换层之硅太阳能电池，其具有1.可创造具有发光转换层的太阳能电池，其中涂层对于光的转换完全适合于单晶硅灵敏度光谱最大值；2.可于不使用昂贵的净化措施情况下，提升太阳能电池可实现有效作用系数并达到17～19％，同时对单晶硅进行改善；以及3.创造与光谱相关联的两组荧光粉，其作用为充满λ＝440～1060nm的光学次能带，以及转换第一级太阳能至单晶硅灵敏度的光谱最大值等优点，因此，确可改善习知硅太阳能电池之缺点。 

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作少许之更动与润饰，因此本发明之保护范围当视后附之申请专利范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种带状聚合物发光转换层，该发光转换涂层是由一聚合粘合剂中填充有第一荧光粉及第二荧光粉粉末而成，其特征在于：

所述第一荧光粉的化学式为(Y_xGd_yCe_zCr_pFe_q)₃(Al_mMg_nSi_n)₅O₁₂，其中x+y+z+p+q＝1，m+2n＝1，0＜x≤0.995，0≤y≤0.995，0.005≤z≤0.1，0≤p≤0.05，0≤q≤0.05，0.9≤m＜1，0＜n≤0.05，

所述第二荧光粉的化学式为Y_xGd_yLu_zLa_mEu_nEr_pYb_qNd_rVO₄，其中x+y+z+m+n+p+q+r＝1，0≤x≤0.95，0≤y≤0.95，0≤z≤0.95，0≤m≤0.95，0≤n≤0.1，0≤p≤0.1，0≤q≤0.1，0≤r≤0.1，

且所述发光转换层吸收太阳辐射，所述第一荧光粉的激发带位于蓝色光谱区域，所述第二荧光粉的激发带位于橙-黄光谱区域并吸收太阳橙色辐射和所述第一荧光粉的辐射，从而将所吸收的太阳辐射转换为橙-黄、近红外线及中红外线光谱区域的辐射。

2.如权利要求1所述的带状聚合物发光转换层在太阳能电池中的用途。

3.如权利要求2所述的带状聚合物发光转换层在硅太阳能电池中的用途，其中所述硅太阳能电池是单晶硅太阳能电池。

4.如权利要求1所述的带状聚合物发光转换层，其中所述发光转换层为含有氧热塑性聚合物基质的复合材料，且所述第一荧光粉及第二荧光粉位于所述聚合物容积中。

5.如权利要求1所述的带状聚合物发光转换层，其中该第一荧光粉及第二荧光粉系以周期系统II、III、IV、V族元素含氧化合物为基质，粉末几何尺寸小于辐射于它的光波波长，在此情况下，该转换涂层中的第一荧光粉及第二荧光粉粉末占所述发光转换涂层的重量百分比为0.01-5％。

6.如权利要求1所述的带状聚合物发光转换层，其中该第一荧光粉为无机荧光粉且为短波荧光粉，其激发最大值位于太阳辐射光谱最大值区域，其波长为λ＝450～490nm，其辐射最大值为λ＝560～580nm。

7.如权利要求1所述的带状聚合物发光转换层，其激发最大值为λ＝570～590nm，其辐射最大值为λ＝900～950nm。

8.如权利要求1所述的带状聚合物发光转换层，其中该第一荧光粉之辐射最大值为λ＝560～580nm，从光学上符合该第二荧光粉之激发最大值λ＝570～590nm，该第二荧光粉之辐射最大值位于λ＝910～950nm区域。

9.如权利要求1所述的带状聚合物发光转换层，其中该第一荧光粉及第二荧光粉为一对短波及长波光学共轭无机荧光粉。

10.如权利要求1所述的带状聚合物发光转换层，其中该聚合粘合剂中该第一荧光粉及该第二荧光粉之间重量比为60∶40～40∶60，于此情况下该太阳能电池外表面获得黄-白光，且其第一级太阳辐射散射系数不超过5～8％。

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