CN103214183B - 一种下转换玻璃基片及其制备方法和在CdTe太阳能电池中的应用 - Google Patents

一种下转换玻璃基片及其制备方法和在CdTe太阳能电池中的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN103214183B
CN103214183B CN201310105642.3A CN201310105642A CN103214183B CN 103214183 B CN103214183 B CN 103214183B CN 201310105642 A CN201310105642 A CN 201310105642A CN 103214183 B CN103214183 B CN 103214183B
Authority
CN
China
Prior art keywords
glass substrate
solaode
cdte
lower conversion
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310105642.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103214183A (zh
Inventor
李杨
董国平
邱建荣
马志军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN201310105642.3A priority Critical patent/CN103214183B/zh
Publication of CN103214183A publication Critical patent/CN103214183A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103214183B publication Critical patent/CN103214183B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

本发明公开了一种下转换玻璃基片,包含Bi2+和Tm3+，由以下氧化物按以下摩尔比组成:65‑85%的GeO2、0‑15%的MgO、0‑15%的Al2O3、0‑2%的Bi2O3和0‑3%的Tm2O3。本发明还公开了上述下转换玻璃基片的制备方法和应用。本发明下转换玻璃基片，能够吸收450nm‑750nm的光，进而发出800nm的光，很好的响应CdTe太阳能电池，将本发明的下转换玻璃基片应用于CdTe太阳能电池，可以同时代替现有CdTe太阳能电池的下转换层和玻璃衬底，提高了太阳能电池的转换效率、提高了封装效率。

Description

一种下转换玻璃基片及其制备方法和在CdTe太阳能电池中的 应用
技术领域
本发明涉及一种玻璃制备领域，特别涉及一种Bi2+和Tm3+共掺的下转换玻璃基片及其制备方法和在CdTe太阳能电池中的应用。
背景技术
CdTe太阳能电池因为其优秀的转换效率，被认为是新一代太阳能电池材料。但是其转换效率虽然比Si基的太阳能电池要大，但是仍然不能满足满足工业化生产的要求，因为太阳光谱的响应峰值在500nm附近，而现在所有的太阳能电池都没有能够完全符合太阳光谱的，CdTe太阳能电池的有效吸收峰位于800nm附近。因此有人提出了使用一层下转换层将可见光转换成为近红外光，在CdTe太阳能电池的玻璃基板上再加一层下转换层，结构如图1所示，包括太阳能电池11、玻璃基板12、连接层13和下转换层14。但是这样的结构，同时增加了寄生吸收，使得转化出来的近红外光有一部分被吸收、散射或者逃逸掉了，从而降低了太阳能电池的转换效率。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的之一在于提供一种下转换玻璃基片，能够吸收450nm-750nm的光，进而发出800nm的光，很好的响应CdTe太阳能电池。
本发明的目的之二在于提供上述下转换玻璃基片的制备方法。
本发明的目的之三在于提供上述下转换玻璃基片在CdTe太阳能电池中的应用，减少了CdTe太阳能电池的组成层数，从而有效地提高太阳能电池的转换效率。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种下转换玻璃基片,包含Bi2+和Tm3+，由以下氧化物按以下摩尔百分比组成:
上述下转换玻璃基片的制备方法，包括以下步骤：
（1）按各氧化物组分的摩尔百分比称取原料；
（2）将步骤（1）中称量好的原料经过球磨混匀后在坩埚中压实，在温度为1450-1650℃下熔制1～5小时；
（3）将步骤（2）熔制得到的玻璃液浇注到模具上，冷却后，经退火去除残余应力，得到下转换玻璃基片。
上述下转换玻璃基片在CdTe太阳能电池中的应用，所述下转换玻璃基片同时作为CdTe太阳能电池的下转换层和衬底。
本发明的Bi2+和Tm3+共掺的下转换玻璃基片，Bi2+能够吸收位于480nm-680nm的光，发光峰位于740nm，而Tm3+的吸收峰位于440nm-480nm和630nm-750nm，两种离子共掺后Bi2+能够将吸收的能量通过能量传递传递给Tm3+，从而发出Tm3+的800nm的红外光。Bi2+和Tm3+共掺后能够吸收450nm-750nm的光，进而发出800nm的光，很好的响应CdTe太阳能电池。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
（1）本发明的Bi2+和Tm3+共掺的下转换玻璃基片，在玻璃中能够吸收450nm-750nm（Bi2+和Tm3+的吸收光谱的叠合）的光，进而发出800nm的光，很好的响应CdTe太阳能电池。
（2）本发明的Bi2+和Tm3+共掺的下转换玻璃基片的制备方法，备工艺简单，易于大面积推广。
（3）将本发明的Bi2+和Tm3+共掺的下转换玻璃基片应用于CdTe太阳能电池，可以同时代替现有CdTe太阳能电池的下转换层和玻璃衬底，减少了寄生吸收，提高了太阳能电池的转换效率；同时由于去除了下转换层，因此大大简化了封装程序，提高了封装效率。
附图说明
图1为现有的CdTe太阳能电池的封装示意图。
图2为实施例1制备的Bi2+和Tm3+共掺的下转换玻璃基片的发射光谱及激发光谱，AM1.5太阳光谱以及CdTe太阳能电池响应曲线。
图3为实施例1制备的Bi2+单掺和Tm3+单掺的玻璃中，Bi2+的激发光谱和发射光谱，Tm3+的发射光谱和激发光谱。
图4为实施例1制备的Bi2+和Tm3+共掺的下转换玻璃基片与CdTe太阳能电池的封装示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
分别称取氧化锗、氧化镁、氧化铝、氧化铋、氧化铥、按照比例73.5GeO2-14MgO-11Al2O3-0.5Bi2O-1Tm2O3，将称量好的原料经过球磨混匀后在坩埚中压实，在温度为1550℃下熔制1.5小时，期间搅拌均匀，将熔制的玻璃液浇注到铜板模具上，冷却后，经退火去除残余应力，得到下转换玻璃基片。
图2为实施例1制备的Bi2+和Tm3+共掺的下转换玻璃基片的发射光谱及激发光谱，AM1.5太阳光谱以及CdTe太阳能电池响应曲线。由图可知，本实施例制备的玻璃基片可以将450nm-750nm的光转变成为800nm的光。
图3为实施例1制备的Bi2+单掺和Tm3+单掺的玻璃中，Bi2+的激发光谱和发射光谱，Tm3+的发射光谱和激发光谱。Bi2+能够吸收位于480nm-680nm的光，发光峰位于740nm，而Tm3+的吸收峰位于440nm-480nm和630nm-750nm，两种离子共掺后Bi2+能够将吸收的能量通过能量传递传递给Tm3+，从而发出Tm3+的800nm的红外光。Bi2+和Tm3+共掺后能够吸收450nm-750nm的光，进而发出800nm的光，
图4为本实施例制备的下转换玻璃基片22与CdTe太阳能电池21的封装示意图，本实施例制备的下转换玻璃基片作为CdTe太阳能电池的生长基板，从而简化封装，由于去除了下转换层，减少了寄生吸收，提高了太阳能电池的转换效率。
实施例2
分别称取氧化锗、氧化镁、氧化铝、氧化铋、氧化铥，按照比例65GeO2-15MgO-15Al2O3-2Bi2O-3Tm2O3，将称量好的原料经过球磨混匀后在坩埚中压实，在温度为1450℃下熔制5小时，期间搅拌均匀，将熔制的玻璃液浇注到铜板模具上，冷却后，经退火去除残余应力，得到下转换玻璃基片。
实施例3
分别称取氧化锗、氧化镁、氧化铝、氧化铋、氧化铥，按照比例75GeO2-15MgO-7Al2O3-3Tm2O3，将称量好的原料经过球磨混匀后在坩埚中压实，在温度为1650℃下熔制1小时，期间搅拌均匀，将熔制的玻璃液浇注到铜板模具上，冷却后，经退火去除残余应力，得到下转换玻璃基片。
实施例4
分别称取氧化锗、氧化镁、氧化铝、氧化铋、氧化铥，按照比例85GeO2-5MgO-8Al2O3-2Bi2O，将称量好的原料经过球磨混匀后在坩埚中压实，在温度为1650℃下熔制1小时，期间搅拌均匀，将熔制的玻璃液浇注到铜板模具上，冷却后，经退火去除残余应力，得到下转换玻璃基片。
实施例5
分别称取氧化锗、氧化镁、氧化铝、氧化铋、氧化铥，按照比例85GeO2-10MgO-2Bi2O-3Tm2O3，将称量好的原料经过球磨混匀后在坩埚中压实，在温度为1450℃下熔制5小时，期间搅拌均匀，将熔制的玻璃液浇注到铜板模具上，冷却后，经退火去除残余应力，得到下转换玻璃基片。
实施例6
分别称取氧化锗、氧化镁、氧化铝、氧化铋、氧化铥，按照比例85GeO2-10Al2O3-2Bi2O-3Tm2O3，将称量好的原料经过球磨混匀后在坩埚中压实，在温度为1450℃下熔制5小时，期间搅拌均匀，将熔制的玻璃液浇注到铜板模具上，冷却后，经退火去除残余应力，得到下转换玻璃基片。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种下转换玻璃基片，其特征在于，包含Bi2+和Tm3+，由以下氧化物按以下摩尔百分比组成：
2.权利要求1所述下转换玻璃基片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按各氧化物组分的摩尔百分比称取原料；
(2)将步骤(1)中称量好的原料经过球磨混匀后在坩埚中压实，在温度为1450-1650℃下熔制1～5小时；
(3)将步骤(2)熔制得到的玻璃液浇注到模具上，冷却后，经退火去除残余应力，得到下转换玻璃基片。
3.权利要求1所述下转换玻璃基片在CdTe太阳能电池中的应用，其特征在于，所述下转换玻璃基片同时作为CdTe太阳能电池的下转换层和衬底。
CN201310105642.3A 2013-03-28 2013-03-28 一种下转换玻璃基片及其制备方法和在CdTe太阳能电池中的应用 Active CN103214183B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310105642.3A CN103214183B (zh) 2013-03-28 2013-03-28 一种下转换玻璃基片及其制备方法和在CdTe太阳能电池中的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310105642.3A CN103214183B (zh) 2013-03-28 2013-03-28 一种下转换玻璃基片及其制备方法和在CdTe太阳能电池中的应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103214183A CN103214183A (zh) 2013-07-24
CN103214183B true CN103214183B (zh) 2016-12-28

Family

ID=48812406

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310105642.3A Active CN103214183B (zh) 2013-03-28 2013-03-28 一种下转换玻璃基片及其制备方法和在CdTe太阳能电池中的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103214183B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1261332A (zh) * 1997-06-23 2000-07-26 康宁股份有限公司 用于光学波导制品的组合物和连续包层纤维长丝的制造方法
CN1807310A (zh) * 2006-02-10 2006-07-26 华南理工大学 掺杂稀土的镓锗铋铅发光玻璃材料及其制备方法和应用
CN102674690A (zh) * 2012-05-31 2012-09-19 中国科学院上海光学精密机械研究所 3μm掺稀土离子的铋锗酸盐激光玻璃及其制备方法
CN102826753A (zh) * 2012-09-28 2012-12-19 井冈山大学 富含Gd2O3硼锗酸盐闪烁玻璃及其制备方法与应用

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7282295B2 (en) * 2004-02-06 2007-10-16 Polyplus Battery Company Protected active metal electrode and battery cell structures with non-aqueous interlayer architecture
CN1269755C (zh) * 2004-09-02 2006-08-16 中国科学院上海光学精密机械研究所 掺铋锗基光学玻璃及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1261332A (zh) * 1997-06-23 2000-07-26 康宁股份有限公司 用于光学波导制品的组合物和连续包层纤维长丝的制造方法
CN1807310A (zh) * 2006-02-10 2006-07-26 华南理工大学 掺杂稀土的镓锗铋铅发光玻璃材料及其制备方法和应用
CN102674690A (zh) * 2012-05-31 2012-09-19 中国科学院上海光学精密机械研究所 3μm掺稀土离子的铋锗酸盐激光玻璃及其制备方法
CN102826753A (zh) * 2012-09-28 2012-12-19 井冈山大学 富含Gd2O3硼锗酸盐闪烁玻璃及其制备方法与应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN103214183A (zh) 2013-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107721183B (zh) 一种双面perc太阳电池背面电极浆料用玻璃粉及其制备方法
CN103762249B (zh) 晶硅太阳能电池背场钝化铝导电浆料及制备方法
CN104193166B (zh) 玻璃料及其制备方法
CN103601369B (zh) 太阳能电池背铝浆料用无铅电子玻璃粉的制备方法
CN104118992A (zh) 用于太阳能高方阻浆料的玻璃粉及其制备方法
CN105000806A (zh) 一种硅基太阳电池背面银浆用无铅玻璃粉及其制备方法
CN104844004A (zh) 用于太阳能高方阻浆料的无铅玻璃粉及其制备方法
CN105174728A (zh) 一种晶体硅太阳能电池正银浆料用玻璃粉及其制备方法
CN103508669B (zh) 一种抗紫外线超白光伏玻璃及其应用
CN102360585B (zh) 一种能提高太阳能电池转换效率的铝浆及制备方法
CN102515550B (zh) 近红外量子剪裁下转换发光透明玻璃陶瓷及其制备方法
CN109659068A (zh) 全铝背场晶体硅太阳能电池用低温固化型背面银浆
CN103214183B (zh) 一种下转换玻璃基片及其制备方法和在CdTe太阳能电池中的应用
CN103121797B (zh) 低熔点玻璃粉及其制备方法
CN103387340B (zh) 用于太阳能电池铝浆的无铅玻璃粉及其制备方法
CN105084766A (zh) 用于晶硅太阳能电池正面银浆的低熔点玻璃粉及制备方法
CN104355545A (zh) 具有吸收和转换双频光能力的透明玻璃陶瓷及其制备方法
CN102655040B (zh) 一种晶体硅太阳能电池背电场银浆的制备方法
CN105448382A (zh) 一种稀土掺杂高效晶体硅太阳能电池铝浆
CN102992630A (zh) 具有上/下转换发光特性的纳米结构玻璃陶瓷及其制备方法
CN103194231B (zh) 一种稀土/金属离子掺杂下转换发光增强材料及其制备方法
CN107767986A (zh) 一种背钝化太阳能铝浆
CN108238723A (zh) 太阳能晶硅电池背银浆料用无铅电子玻璃粉及其制备方法
CN105967512B (zh) 一种光转换光伏玻璃及其应用
CN103865540B (zh) 一种碲酸盐玻璃基质下转换材料及制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant