CN104150769A - 一种太阳能电池 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光电材料领域，公开了一种太阳能电池，其包括上层玻璃板、太阳能电池元件以及下层保护基板，所述上层玻璃板由如下重量份的原料制备而成：石英砂40-50份，氧化镁10-15份，方解石8-9份，氧化铝7-8份，芒硝5-6份，高岭土3-4份，碳酸锶0.3-0.4份，氧化钇0.1-0.2份。该玻璃板具备较好的透光性，并且不易破碎以及热稳定好等优点，适用于太阳能电池。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池材料制造领域，具体涉及一种太阳能电池。
背景技术
太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。它只要被光照到，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。在物理学上称为太阳能光伏（Photovoltaic，photo光，voltaics伏特，缩写为PV），简称光伏。太阳能电池一般用上部透明玻璃材料和下部基体来保护硅、镓-砷、铜-铟-硒等的太阳能电池元件，再用密封材料固定太阳能电池元件和保护材料，将其组装起来。
随着太阳能电池的发展，对玻璃性能的要求越来越高，太阳能盖板玻璃市场潜力很大，开发新的太阳能电池封装盖板玻璃成分更有利于促进我国光电技术和太阳热能的广泛应用。 我国在2000年以前所用的太阳能封装玻璃几乎全部为普通平板超白玻璃。普通平板超白玻璃(厚度为3.2mm)可见光透射比<90％，对太阳光接受率低；紫外线透射比>86％，易脆易碎，严重影响了太阳能电池光电转换效率和使用寿命。
中国专利CN2006100175660公开了一种太阳能电池的密封玻璃，该密封玻璃成本低廉，制备工艺简单，但是存在透光度低的缺陷，不能适合太阳能电池领域对玻璃性能的要求。中国专利200610038200公开了一种太阳能用高透过率玻璃，该玻璃具有较好的透明度，但是容易破碎，清洁性能较差。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中太阳能电池上层玻璃板的诸多缺陷，经过大量试验和探索，改变现有的原料组成及制备工艺，提供一种太阳能电池上层玻璃板，该玻璃板具备较好的透光性，并且不易破碎以及热稳定好等优点；本发明还提供了一种用于太阳能电池的玻璃板。
为了实现上述目的，本发明的技术方案通过如下方式来实现的：
一种太阳能电池，其包括上层玻璃板、太阳能电池元件以及下层保护基板，其特征在于，所述上层玻璃板由如下重量份的原料制备而成：石英砂40-50份，氧化镁10-15份，方解石8-9份，氧化铝7-8份，芒硝5-6份，高岭土3-4份，碳酸锶0.3-0.4份，氧化钇0.1-0.2份。
所述上层玻璃板按照如下方法制备而成：
步骤1）将正硅酸乙酯和无水乙醇按照1∶20的体积比例混合均匀，陈化5-8天，然后在N2保护下升温至80℃，随后依次添加丙烯酸、邻苯二甲酸二烯丙酯以及乙酸丁酯，搅拌至完全均质透明，即得涂料；
步骤2）将刚玉坩埚置于硅钼棒炉中，以20℃/min的速度升温至1300℃，然后将原料依次添加到刚玉坩埚中，保温反应60min，然后以10℃/min的速度升温至1500℃，保温30min，将熔化好的玻璃液浇铸到石墨模具内，成形后立即转入箱式电阻炉中退火，退火温度600℃，然后降温自然冷却，得到初级玻璃；
步骤3）将涂料均喷洒到初级玻璃表面，使初级玻璃表面形成均匀的液膜，液膜厚度保持在0.2mm，然后放入80℃的烘箱中干燥至乙醇完全挥发，随后将温度提高到140℃，保温30min，取出，在室温条件下静置12小时，即得上层玻璃板。
优选地，上述步骤1）中，丙烯酸、邻苯二甲酸二烯丙酯以及乙酸丁酯分别占无水乙醇体积的1/5，1/10以及1/10；
优选地，上层玻璃板的厚度为3.2mm。
本发明取得有益效果主要包括：
本发明原料选择合理，制备方法简单，适合大规模生产；本发明制备的玻璃板提高了太阳光透射比和可见光透射比，降低了紫外线透射比，大大提高太阳能电池的光电转换效率；本发明制备的玻璃板热稳定性能耗，机械强度高，不易破碎；本发明玻璃板使用寿命长，通过表面涂层增加了耐腐蚀性能，也使使玻璃得到了有效的保护，从而也降低了使用成本。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种太阳能电池，其包括上层玻璃板、太阳能电池元件以及下层保护基板，所述上层玻璃板由如下重量份的原料制备而成：石英砂40份，氧化镁10-份，方解石8份，氧化铝7份，芒硝5份，高岭土3份，碳酸锶0.3份，氧化钇0.1份。
所述上层玻璃板按照如下方法制备而成：
步骤1）将正硅酸乙酯和无水乙醇按照1∶20的体积比例混合均匀，陈化5天，然后在N2保护下升温至80℃，随后依次添加丙烯酸、邻苯二甲酸二烯丙酯以及乙酸丁酯，搅拌至完全均质透明，即得涂料；上述步骤1）中，丙烯酸、邻苯二甲酸二烯丙酯以及乙酸丁酯分别占无水乙醇体积的1/5，1/10以及1/10；
步骤2）首先将刚玉坩埚置于硅钼棒炉中，以20℃/min的速度升温至1300℃，然后将原料依次添加到刚玉坩埚中，保温反应60min，然后以10℃/min的速度升温至1500℃，保温30min，将熔化好的玻璃液浇铸到石墨模具内，成形后立即转入中温箱式电阻炉中退火，退火温度600℃，然后降温自然冷却，得到初级玻璃；
步骤3）将涂料均喷洒到初级玻璃表面，使初级玻璃表面形成均匀的液膜，液膜厚度保持在0.2mm，然后放入80℃的烘箱中干燥至乙醇完全挥发，随后将温度提高到140℃，保温30min，取出，在室温条件下静置12小时，即得上层玻璃板。
实施例2
一种太阳能电池，其包括上层玻璃板、太阳能电池元件以及下层保护基板，所述上层玻璃板由如下重量份的原料制备而成：石英砂50份，氧化镁15份，方解石9份，氧化铝8份，芒硝6份，高岭土4份，碳酸锶0.4份，氧化钇0.2份。
所述上层玻璃板按照如下方法制备而成：
步骤1）将正硅酸乙酯和无水乙醇按照1∶20的体积比例混合均匀，陈化8天，然后在N2保护下升温至80℃，随后依次添加丙烯酸、邻苯二甲酸二烯丙酯以及乙酸丁酯，搅拌至完全均质透明，即得涂料；上述步骤1）中，丙烯酸、邻苯二甲酸二烯丙酯以及乙酸丁酯分别占无水乙醇体积的1/5，1/10以及1/10；
步骤2）首先将刚玉坩埚置于硅钼棒炉中，以20℃/min的速度升温至1300℃，然后将原料依次添加到刚玉坩埚中，保温反应60min，然后以10℃/min的速度升温至1500℃，保温30min，将熔化好的玻璃液浇铸到石墨模具内，成形后立即转入中温箱式电阻炉中退火，退火温度600℃，然后降温自然冷却，得到初级玻璃；
步骤3）将涂料均喷洒到初级玻璃表面，使初级玻璃表面形成均匀的液膜，液膜厚度保持在0.2mm，然后放入80℃的烘箱中干燥至乙醇完全挥发，随后将温度提高到140℃，保温30min，取出，在室温条件下静置12小时，即得上层玻璃板。
实施例3
本发明实施例1和实施例2制备的玻璃板的性能测试：
热膨胀系数是显示样品对原长度的相对膨胀率的值，根据DIN51045；抗折强度采用陶瓷试验机测定；显微维氏硬度采用数显显微硬度仪，利用维氏压头，载荷为100g，时间为30s。具体见表1：
表1
| 组别 | 维氏硬度（HV 0.1/30） | 热膨胀系数(×10-7/K) | 抗折强度Gpa |
| 实施例1 | 527 | 78.7 | 87.1 |
| 实施例2 | 532 | 76.9 | 86.3 |
二、以3.2mm样品为例，经Cary500型分光光度计测试结果如下表2：
表2
| 组别 | 可见光透射比% | 太阳能透射比% | 紫外线透射比% |
| 实施例1 | 94.9 | 96.0 | 73.4 |
| 实施例2 | 95.2 | 96.3 | 75.1 |
上面结合具体实施例对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种太阳能电池，包括上层玻璃板、太阳能电池元件以及下层保护基板，其特征在于，所述上层玻璃板由如下重量份的原料制备而成：石英砂40-50份，氧化镁10-15份，方解石8-9份，氧化铝7-8份，芒硝5-6份，高岭土3-4份，碳酸锶0.3-0.4份，氧化钇0.1-0.2份。
2.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述上层玻璃板按照如下方法制备而成：
步骤1）：将正硅酸乙酯和无水乙醇按照1∶20的体积比例混合均匀，陈化5-8天，然后在N2保护下升温至80℃，随后依次添加丙烯酸、邻苯二甲酸二烯丙酯以及乙酸丁酯，搅拌至完全均质透明，即得涂料；
步骤2）：将刚玉坩埚置于硅钼棒炉中，以20℃/min的速度升温至1300℃，然后将原料依次添加到刚玉坩埚中，保温反应60min，然后以10℃/min的速度升温至1500℃，保温30min，将熔化好的玻璃液浇铸到石墨模具内，成形后立即转入箱式电阻炉中退火，退火温度600℃，然后降温自然冷却，得到初级玻璃；
步骤3）：将步骤1）所得涂料均喷洒到初级玻璃表面，使初级玻璃表面形成均匀的液膜，液膜厚度保持在0.2mm，然后放入80℃的烘箱中干燥至乙醇完全挥发，随后将温度提高到140℃，保温30min，取出，在室温条件下静置12小时，即得上层玻璃板。
3.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述步骤1）中，丙烯酸、邻苯二甲酸二烯丙酯以及乙酸丁酯分别占无水乙醇体积的1/5，1/10以及1/10。
4.一种用于太阳能电池的玻璃板，其特征在于，所述玻璃板由如下重量份的原料制备而成：石英砂40-50份，氧化镁10-15份，方解石8-9份，氧化铝7-8份，芒硝5-6份，高岭土3-4份，碳酸锶0.3-0.4份，氧化钇0.1-0.2份；
所述玻璃板按照如下方法制备而成：
步骤1）：将正硅酸乙酯和无水乙醇按照1∶20的体积比例混合均匀，陈化5-8天，然后在N2保护下升温至80℃，随后依次添加丙烯酸、邻苯二甲酸二烯丙酯以及乙酸丁酯，搅拌至完全均质透明，即得涂料；其中，丙烯酸、邻苯二甲酸二烯丙酯以及乙酸丁酯分别占无水乙醇体积的1/5，1/10以及1/10；
步骤2）：首先将刚玉坩埚置于硅钼棒炉中，以20℃/min的速度升温至1300℃，然后将原料依次添加到刚玉坩埚中，保温反应60min，然后以10℃/min的速度升温至1500℃，保温30min，将熔化好的玻璃液浇铸到石墨模具内，成形后立即转入中温箱式电阻炉中退火，退火温度600℃，然后降温自然冷却，得到初级玻璃；
步骤3）：将步骤1）所得涂料均喷洒到初级玻璃表面，使初级玻璃表面形成均匀的液膜，液膜厚度保持在0.2mm，然后放入80℃的烘箱中干燥至乙醇完全挥发，随后将温度提高到140℃，保温30min，取出，在室温条件下静置12小时，即得玻璃板。
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