CN110034195A - 一种太阳能电池材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能电池材料及其制备方法，属于太阳能电池领域，所述太阳能电池材料组成原料包括：单晶硅20～40份、丙烯酸型架桥剂0.4～1.0份、镍催化剂0.2～0.4份、石墨烯12～24份、炭黑18～28份、三氧化二铝4～8份、碳纤维4～6份、活性白土6～8份、碳化硅4～8份、丙烯酸酯0.6～0.8份、甲基纤维素钠6～10份、二氧化硅6～8份、甲丙橡胶1.4～1.8份以及浓度为36%～38%的盐酸溶液20～40份，所有原料均按重量份计算；所述的一种太阳能电池材料配方设计合理，提高了太阳能转换为电能的效率，市场前景广阔。

Description

一种太阳能电池材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电池领域，具体是一种太阳能电池材料及其制备方法。
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。它只要被满足一定照度条件的光照到，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流，太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。
现有技术中的太阳能电池将太阳能转换为电能的利用率都不高，这是由于太阳能电池中所使用的固定的半导体材料只能对阳光中的可见光部分进行能量吸收与转换，导致了照射在太阳能电池板上的太阳能很大一部分以热量的形式散失掉。
针对上述背景技术中的问题，本发明旨在提供一种太阳能电池材料及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能电池材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种太阳能电池材料，其组成原料包括：单晶硅20～40份、丙烯酸型架桥剂0.4～1.0份、镍催化剂0.2～0.4 份、石墨烯12～24份、炭黑18～28份、三氧化二铝4～8份、碳纤维4～6份、活性白土6～8份、碳化硅4～8份、丙烯酸酯0.6～0.8份、甲基纤维素钠6～10份、二氧化硅6～8份、甲丙橡胶1.4～1.8份以及浓度为36%～38%的盐酸溶液20～40份，所有原料均按重量份计算。
所述太阳能电池材料制作方法包括以下步骤：
一、将丙烯酸型架桥剂、镍催化剂、石墨烯、炭黑、三氧化二铝、甲基纤维素钠以及二氧化硅依次分别前后按顺序投入至40%体积的盐酸溶液中进行反应，并且反应在密闭的环境中进行，反应温度为180～220℃；反应1～3h后制成混合物一；
二、将单晶硅、碳纤维、活性白土、碳化硅、丙烯酸酯、二氧化硅以及甲丙橡胶分别依次投入至剩下的60%体积的盐酸溶液中进行反应，在微波功率280～340W，温度条件为210～260℃的密闭环境条件下反应2～4h后制成混合物二；
三、将混合物一加入至混合物二中进行最后一步的反应，在微波功率320～380W，温度条件为120～160℃的密闭环境条件下反应3～6h后冷却至室温制成所述太阳能电池材料产品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
所述的一种太阳能电池材料配方设计合理，其所使用的材料单晶硅能够对太阳光有效的吸收，炭黑以及石墨烯的共同作用增强了对太阳能光中的不可见光的吸收，提高了太阳能转换为电能的效率，市场前景广阔。
所述的一种太阳能电池材料原料配方获取途径来源广，而且价格低廉，成本低，对于一些工业生产上所剩下的废料如炭黑可以回收利用，清洁环保；而且整个制作环境都在密闭环境中进行，对环境污染较小。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种太阳能电池材料，其组成原料包括：单晶硅20份、丙烯酸型架桥剂0.4份、镍催化剂0.2份、石墨烯12份、炭黑18份、三氧化二铝4份、碳纤维4份、活性白土6份、碳化硅4份、丙烯酸酯0.6份、甲基纤维素钠6份、二氧化硅6份、甲丙橡胶1.4份以及浓度为36%的盐酸溶液20份，所有原料均按重量份计算。
所述太阳能电池材料制作方法包括以下步骤：
一、将丙烯酸型架桥剂、镍催化剂、石墨烯、炭黑、三氧化二铝、甲基纤维素钠以及二氧化硅依次分别前后按顺序投入至40%体积的盐酸溶液中进行反应，并且反应在密闭的环境中进行，反应温度为180℃；反应1h后制成混合物一；
二、将单晶硅、碳纤维、活性白土、碳化硅、丙烯酸酯、二氧化硅以及甲丙橡胶分别依次投入至剩下的60%体积的盐酸溶液中进行反应，在微波功率280W，温度条件为210℃的密闭环境条件下反应2h后制成混合物二；
三、将混合物一加入至混合物二中进行最后一步的反应，在微波功率320W，温度条件为120℃的密闭环境条件下反应3h后冷却至室温制成所述太阳能电池材料产品。
实施例2
一种太阳能电池材料，其组成原料包括：单晶硅40份、丙烯酸型架桥剂1.0份、镍催化剂0.4 份、石墨烯24份、炭黑28份、三氧化二铝8份、碳纤维6份、活性白土8份、碳化硅8份、丙烯酸酯0.8份、甲基纤维素钠10份、二氧化硅8份、甲丙橡胶1.8份以及浓度为38%的盐酸溶液40份，所有原料均按重量份计算。
所述太阳能电池材料制作方法包括以下步骤：
一、将丙烯酸型架桥剂、镍催化剂、石墨烯、炭黑、三氧化二铝、甲基纤维素钠以及二氧化硅依次分别前后按顺序投入至40%体积的盐酸溶液中进行反应，并且反应在密闭的环境中进行，反应温度为220℃；反应3h后制成混合物一；
二、将单晶硅、碳纤维、活性白土、碳化硅、丙烯酸酯、二氧化硅以及甲丙橡胶分别依次投入至剩下的60%体积的盐酸溶液中进行反应，在微波功率340W，温度条件为260℃的密闭环境条件下反应4h后制成混合物二；
三、将混合物一加入至混合物二中进行最后一步的反应，在微波功率380W，温度条件为160℃的密闭环境条件下反应6h后冷却至室温制成所述太阳能电池材料产品。
实施例3
一种太阳能电池材料，其组成原料包括：单晶硅30份、丙烯酸型架桥剂0.7份、镍催化剂0.3份、石墨烯18份、炭黑23份、三氧化二铝6份、碳纤维5份、活性白土7份、碳化硅6份、丙烯酸酯0.7份、甲基纤维素钠8份、二氧化硅7份、甲丙橡胶1.6份以及浓度为37%的盐酸溶液30份，所有原料均按重量份计算。
所述太阳能电池材料制作方法包括以下步骤：
一、将丙烯酸型架桥剂、镍催化剂、石墨烯、炭黑、三氧化二铝、甲基纤维素钠以及二氧化硅依次分别前后按顺序投入至40%体积的盐酸溶液中进行反应，并且反应在密闭的环境中进行，反应温度为200℃；反应2h后制成混合物一；
二、将单晶硅、碳纤维、活性白土、碳化硅、丙烯酸酯、二氧化硅以及甲丙橡胶分别依次投入至剩下的60%体积的盐酸溶液中进行反应，在微波功率310W，温度条件为235℃的密闭环境条件下反应3h后制成混合物二；
三、将混合物一加入至混合物二中进行最后一步的反应，在微波功率350W，温度条件为140℃的密闭环境条件下反应4.5h后冷却至室温制成所述太阳能电池材料产品。
实施例4
一种太阳能电池材料，其组成原料包括：单晶硅25份、丙烯酸型架桥剂0.5份、镍催化剂0.2份、石墨烯15份、炭黑19份、三氧化二铝5份、碳纤维4份、活性白土6份、碳化硅5份、丙烯酸酯0.6份、甲基纤维素钠7份、二氧化硅6份、甲丙橡胶1.5份以及浓度为36%的盐酸溶液25份，所有原料均按重量份计算。
所述太阳能电池材料制作方法包括以下步骤：
一、将丙烯酸型架桥剂、镍催化剂、石墨烯、炭黑、三氧化二铝、甲基纤维素钠以及二氧化硅依次分别前后按顺序投入至40%体积的盐酸溶液中进行反应，并且反应在密闭的环境中进行，反应温度为190℃；反应1h后制成混合物一；
二、将单晶硅、碳纤维、活性白土、碳化硅、丙烯酸酯、二氧化硅以及甲丙橡胶分别依次投入至剩下的60%体积的盐酸溶液中进行反应，在微波功率290W，温度条件为220℃的密闭环境条件下反应2h后制成混合物二；
三、将混合物一加入至混合物二中进行最后一步的反应，在微波功率340W，温度条件为130℃的密闭环境条件下反应4h后冷却至室温制成所述太阳能电池材料产品。
实施例5
一种太阳能电池材料，其组成原料包括：单晶硅35份、丙烯酸型架桥剂0.8份、镍催化剂0.4 份、石墨烯22份、炭黑24份、三氧化二铝7份、碳纤维6份、活性白土8份、碳化硅7份、丙烯酸酯0.8份、甲基纤维素钠9份、二氧化硅8份、甲丙橡胶1.7份以及浓度为38%的盐酸溶液35份，所有原料均按重量份计算。
所述太阳能电池材料制作方法包括以下步骤：
一、将丙烯酸型架桥剂、镍催化剂、石墨烯、炭黑、三氧化二铝、甲基纤维素钠以及二氧化硅依次分别前后按顺序投入至40%体积的盐酸溶液中进行反应，并且反应在密闭的环境中进行，反应温度为200℃；反应3h后制成混合物一；
二、将单晶硅、碳纤维、活性白土、碳化硅、丙烯酸酯、二氧化硅以及甲丙橡胶分别依次投入至剩下的60%体积的盐酸溶液中进行反应，在微波功率320W，温度条件为240℃的密闭环境条件下反应4h后制成混合物二；
三、将混合物一加入至混合物二中进行最后一步的反应，在微波功率350W，温度条件为150℃的密闭环境条件下反应5h后冷却至室温制成所述太阳能电池材料产品。
对比例1：现有市场上销售的太阳能电池产品普遍都存在光电转换率低的问题，市售产品的问题的主要原因是现有太阳能电池组成原料对太阳能的不可见光吸收率低，导致了大量太阳能转换为了热能。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (5)

1.一种太阳能电池材料，其特征在于组成原料包括：单晶硅20～40份、丙烯酸型架桥剂0.4～1.0份、镍催化剂0.2～0.4 份、石墨烯12～24份、炭黑18～28份、三氧化二铝4～8份、碳纤维4～6份、活性白土6～8份、碳化硅4～8份、丙烯酸酯0.6～0.8份、甲基纤维素钠6～10份、二氧化硅6～8份、甲丙橡胶1.4～1.8份以及浓度为36%～38%的盐酸溶液20～40份，所有原料均按重量份计算。
2.根据权利要求2所述的一种太阳能电池材料，其特征在于组成原料包括：单晶硅25～35份、丙烯酸型架桥剂0.6～0.8份、镍催化剂0.3～0.4 份、石墨烯16～21份、炭黑19～24份、三氧化二铝5～7份、碳纤维5～6份、活性白土6～7份、碳化硅5～7份、丙烯酸酯0.6～0.7份、甲基纤维素钠7～8份、二氧化硅6～7份、甲丙橡胶1.6～1.7份以及浓度为37%～38%的盐酸溶液25～35份，所有原料均按重量份计算。
3.根据权利要求3所述的一种太阳能电池材料，其特征在于组成原料包括：单晶硅25份、丙烯酸型架桥剂0.6份、镍催化剂0.3份、石墨烯16份、炭黑19份、三氧化二铝5份、碳纤维5份、活性白土6份、碳化硅5份、丙烯酸酯0.6份、甲基纤维素钠7份、二氧化硅6份、甲丙橡胶1.6份以及浓度为37%的盐酸溶液30份，所有原料均按重量份计算。
4.一种如权利要求1～3任一所述的太阳能电池材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
一、将丙烯酸型架桥剂、镍催化剂、石墨烯、炭黑、三氧化二铝、甲基纤维素钠以及二氧化硅依次分别前后按顺序投入至40%体积的盐酸溶液中进行反应，并且反应在密闭的环境中进行，反应温度为180～220℃；反应1～3h后制成混合物一；
二、将单晶硅、碳纤维、活性白土、碳化硅、丙烯酸酯、二氧化硅以及甲丙橡胶分别依次投入至剩下的60%体积的盐酸溶液中进行反应，在微波功率280～340W，温度条件为210～260℃的密闭环境条件下反应2～4h后制成混合物二；
三、将混合物一加入至混合物二中进行最后一步的反应，在微波功率320～380W，温度条件为120～160℃的密闭环境条件下反应3～6h后冷却至室温制成所述太阳能电池材料产品。
5.一种如权利要求1～3任一所述的太阳能电池材料在太阳能电池制造中的用途。
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