CN102185019A - 一种下转换材料应用于晶硅光伏电池的方法 - Google Patents

一种下转换材料应用于晶硅光伏电池的方法 Download PDF

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张青红
郭明星
王海风
李耀刚
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Abstract

本发明涉及一种下转换材料应用于晶硅光伏电池的方法，包括：(1)制备下转换材料；(2)将上述下转换材料在电池组件封装用的乙烯-醋酸乙烯脂共聚物或聚乙烯醇缩丁醛材料合成和成型工艺过程中进行掺杂，掺杂量为聚合物材料总重量的0-20％。本发明工艺简单，成本低，简化了复杂的下转换光谱材料的应用工艺，加入下转换材料后有效增加了晶硅光伏电池光的吸收，从而提高晶硅光伏电池的光电转换效率，具有良好的应用前景。

Description

一种下转换材料应用于晶硅光伏电池的方法
技术领域
本发明涉及晶硅光伏电池领域，特别是涉及一种下转换材料应用于晶硅光伏电池的方法。
背景技术
目前所广泛使用的晶硅太阳能电池，其光电转换效率理论最大值约30％，实际转换效率约20％。通常情况下，到达地面的太阳能光谱(AM1.5)其能量约1000W/m2，波长覆盖200-2500nm。然而晶硅电池因扩散制备PN后其表面缺陷增多，表面载流子复合严重，对近紫外光区域吸收利用很低，导致蓝光响应很低。如何更充分、更合理的吸收太阳光，提高晶硅太阳能电池的光电转换效率是当前广泛关注的焦点问题之一。
为了能够更充分、更合理的吸收太阳光，提高晶硅太阳能电池的光电转换效率，较多研究所与高校研究人员做了大量研究，澳大利亚新南威尔士大学研究小组在理论上提出，利用理想附加下转换发光层，硅基太阳能电池的最大光电转换效率有望高达38.6％。但由于应用工艺十分复杂，导致一直无法应用。该光谱下转换材料可以以溶胶形式涂覆在太阳能电池组件封装用超白玻璃表面，但由于该下转换材料成分复杂，要求苛刻，很难以薄膜的形式涂覆于玻璃表面，另外在玻璃表面的附着力与抗老化性能更是关键的技术难点，热处理过程可能将会大大降低下转换效率；目前国内高校与研究所的研究人员通过研究制备大块下转换光谱功能的电池组件封装玻璃，利用特种玻璃的光谱转换功能实现近紫外光的下转换，从而提高硅电池的光电转换效率，玻璃的高温熔融制备很难保证其光谱转换效率的稳定；另外在玻璃的后道表面钢化加工过程中，因其温度的影响，更难保证其光谱效率的可靠性；还有一些研究人员将下转换层以喷涂或者沉积的方式涂覆在晶硅电池表面的抗反射层氮化硅表面，因工艺相当复杂，不具有大批量生产的可能性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种下转换材料应用于晶硅光伏电池的方法，该方法工艺简单，成本低，简化了复杂的下转换光谱材料的应用工艺，加入下转换材料后有效增加了晶硅光伏电池光的吸收，从而提高晶硅光伏电池的光电转换效率，具有良好的应用前景。
本发明的一种下转换材料应用于晶硅光伏电池的方法，包括：
将下转换材料(市售)在电池组件封装用的乙烯-醋酸乙烯脂共聚物或聚乙烯醇缩丁醛材料合成和成型工艺过程中进行共混掺杂，掺杂量为聚合物材料总重量的0-20％。
所述下转换材料为无机含氟化合物、稀土金属卤化物、稀土金属氧化物、稀土金属硫化物之中的一种或几种，粉体状。
所述下转换材料掺杂时在聚合物材料中均匀分散，无气泡、团聚。
在太阳能电池组件封装用的乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物(EVA)或聚乙烯醇缩丁醛(PVB)材料中掺杂下转换光谱材料，在组件制造过程中，因热工艺过程不会导致下转换材料的功能缺失或大幅降低。而该乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物(EVA)或聚乙烯醇缩丁醛(PVB)材料掺杂含有光谱下转换无机粒子，当太阳光从表层超白玻璃透过进入乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物(EVA)或聚乙烯醇缩丁醛(PVB)材料时，能够将近红外光转换成可见光，以增加太阳能光伏电池光的吸收，从而提高光电转换效率，而且将会大大简化复杂的下转换光谱材料的应用工艺。
有益效果
本发明工艺简单，成本低，简化了复杂的下转换光谱材料的应用工艺，加入下转换材料后有效增加了晶硅光伏电池光的吸收，从而提高晶硅光伏电池的光电转换效率，具有良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
本实施例中的下转换材料采用含氟化合物，将该化合物应用于晶硅电池中的方法，具体为：
将重量比为1％的含氟化合物掺杂于乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物(EVA)材料中，均匀分散，无气泡。
实施例2
本实施例中的下转换材料采用稀土金属卤化物，将该化合物应用于晶硅电池中的方法，具体为：
将重量比为6％的稀土金属卤化物掺杂于乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物(EVA)材料中，均匀分散，无气泡。
实施例3
本实施例中的下转换材料采用稀土金属氧化物，将该化合物应用于晶硅电池中的方法，具体为：
将重量比为15％的稀土金属氧化物掺杂于乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物(EVA)材料中，均匀分散，无气泡。
实施例4
本实施例中的下转换材料采用稀土金属硫化物，将该化合物应用于晶硅电池中的方法，具体为：
将重量比为20％的稀土金属硫化物掺杂于乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物(EVA)材料中，均匀分散，无气泡。

Claims (3)

1.一种下转换材料应用于晶硅光伏电池的方法，包括：
将下转换材料在电池组件封装用的乙烯-醋酸乙烯脂共聚物或聚乙烯醇缩丁醛材料合成和成型工艺过程中进行共混掺杂，掺杂量为聚合物材料总重量的0-20％。
2.根据权利要求1所述的一种下转换材料应用于晶硅光伏电池的方法，其特征在于：所述下转换材料为无机含氟化合物、稀土金属卤化物、稀土金属氧化物、稀土金属硫化物之中的一种或几种，粉体状。
3.根据权利要求1所述的一种下转换材料应用于晶硅光伏电池的方法，其特征在于：所述下转换材料掺杂时在聚合物材料中均匀分散，无气泡、团聚。
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