CN102386271A - 上转换材料应用于晶硅电池中的方法 - Google Patents

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熊胜虎
孔慧
周世斌
何涛
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Abstract

本发明涉及一种上转换材料应用于晶硅电池中的方法，在所述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)中，掺杂上转换材料，且掺杂的该材料的重量百分比为0-20wt％。掺杂有上述的上转换材料，在电池组件制造过程中，因热工艺过程不会导致上转换材料的功能缺失或大幅降低。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，以增加太阳能电池光的吸收，从而提高太阳能电池的光电转换效率。而且将会大大简化复杂的上转换光谱材料的应用工艺。

Description

上转换材料应用于晶硅电池中的方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池技术，特别是涉及将一种上转换材料应用于晶硅电池中的方法。
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。然而仅能量大于硅太阳能电池能隙Eg＞1.12eV，λ＜1100nm的太阳光才能被吸收(载流子热能化也将降低硅电池的效率)，而λ＞1100nm则不能被吸收利用。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，利用理想附加上转换发光层，硅基太阳能电池的最大光电转换效率有望高达47.6％，并且试图用掺稀土氟化物上转换发光材料来提高硅基太阳能电池响应。法国研究人员利用掺稀土微晶玻璃将GaAs基太阳电池效率提高2.5％。但由于应用工艺十分复杂，导致一直无法应用。该光谱上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，但由于该上转换材料成分复杂，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上转换效率。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的技术问题，提供一种上转换材料应用于晶硅电池中的方法，利用光谱上转换材料，将近红外波段转换为可见光，以便晶硅电池进一步吸收，从而提高晶硅电池的光电转换效率。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种上转换材料应用于晶硅电池中的方法，在所述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)中，掺杂上转换材料，且掺杂的该材料的重量百分比为0-20wt％。
所述上转换材料是在乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物(EVA)或聚乙烯醇缩丁醛(PVB)材料合成和成型工艺过程中进行掺杂。
所述上转换材料为含氟化合物、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数种。
所述上转换材料为粉体状。
所述上转换材料在酸乙烯脂的共聚物(EVA)或聚乙烯醇缩丁醛(PVB)中均匀分散，无明显团聚，气泡。
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)材料中掺杂上转换光谱材料，在组件制造过程中，因热工艺过程不会导致上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)材料掺杂含有光谱上转换无机粒子，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，以增加太阳能电池光的吸收，从而提高太阳能电池的光电转换效率。而且将会大大简化复杂的上转换光谱材料的应用工艺。
具体实施方式
实施例1
本实施例中的上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：
1制备含氟化合物上转换光谱材料；
2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；
3含氟化合物在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
本实施例中的上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：
1制备稀土金属卤化物上转换光谱材料；
2将重量比为1％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；
3稀土金属卤化物在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
本实施例中的上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：
1制备稀土金属氧化物上转换光谱材料；
2将重量比为1％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；
3稀土金属氧化物在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
本实施例中的上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：
1制备稀土金属硫化物上转换光谱材料；
2将重量比为1％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；
3稀土金属硫化物在乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物(EVA)材料中均匀分散，无气泡。
上述掺杂有含氟化合物、稀土金属卤化物、稀土金属氧化物或稀土金属硫化物的乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物(EVA)，在电池组件制造过程中，因热工艺过程均不会导致上转换材料的功能缺失或大幅降低。
上述掺杂的上转换光谱材料，也可以是上述四种中的数种的混合。

Claims (5)

1.一种上转换材料应用于晶硅电池中的方法，其特征在于：在所述电池组件封装用的乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物或聚乙烯醇缩丁醛中，掺杂上转换材料，且掺杂的该材料的重量百分比为0-20wt％。
2.根据权利要求1所述的上转换材料应用于晶硅电池中的方法，其特征在于：所述上转换材料的掺杂是在乙烯与醋酸乙烯脂的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。
3.根据权利要求1所述的上转换材料应用于晶硅电池中的方法，其特征在于：所述上转换材料为含氟化合物、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数种。
4.根据权利要求1述的上转换材料应用于晶硅电池中的方法，其特征在于：所述上转换材料为粉体状。
5.根据权利要求1至4中任一所述的上转换材料应用于晶硅电池中的方法，其特征在于：所述上转换材料在酸乙烯脂的共聚物或聚乙烯醇缩丁醛中均匀分散，无明显团聚，气泡。
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PB01 Publication
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