專利名稱：上轉(zhuǎn)換材料應(yīng)用于晶硅電池中的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池技術(shù)，特別是涉及將一種上轉(zhuǎn)換材料應(yīng)用于晶硅電池中的方法。
背景技術(shù)：
目前所廣泛使用的晶硅太陽能電池，其光電轉(zhuǎn)換效率理論最大值約30 %，實(shí)際轉(zhuǎn)換效率約20%。通常情況下，到達(dá)地面的太陽能光譜(AMI. 5)其能量約1000W/m2，波長覆蓋200-2500nm。然而僅能量大于硅太陽能電池能隙Eg > 1. 12eV，λ < IlOOnm的太陽光才能被吸收(載流子熱能化也將降低硅電池的效率)，而λ > IlOOnm則不能被吸收利用。 如何更充分、更合理的吸收太陽光，提高晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率是當(dāng)前廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)問題之一。為了能夠更充分、更合理的吸收太陽光，提高晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，較多研究所與高校研究人員做了大量研究，澳大利亞新南威爾士大學(xué)研究小組在理論上提出，利用理想附加上轉(zhuǎn)換發(fā)光層，硅基太陽能電池的最大光電轉(zhuǎn)換效率有望高達(dá)47. 6 %，并且試圖用摻稀土氟化物上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料來提高硅基太陽能電池響應(yīng)。法國研究人員利用摻稀土微晶玻璃將GaAs基太陽電池效率提高2.5%。但由于應(yīng)用工藝十分復(fù)雜，導(dǎo)致一直無法應(yīng)用。該光譜上轉(zhuǎn)換材料可以以溶膠形式涂覆在太陽能電池組件封裝用超白玻璃表面， 但由于該上轉(zhuǎn)換材料成分復(fù)雜，要求苛刻，很難以薄膜的形式涂覆于玻璃表面，另外在玻璃表面的附著力與抗老化性能更是關(guān)鍵的技術(shù)難點(diǎn)，熱處理過程可能將會大大降低上轉(zhuǎn)換效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種上轉(zhuǎn)換材料應(yīng)用于晶硅電池中的方法，利用光譜上轉(zhuǎn)換材料，將近紅外波段轉(zhuǎn)換為可見光，以便晶硅電池進(jìn)一步吸收，從而提高晶硅電池的光電轉(zhuǎn)換效率。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種上轉(zhuǎn)換材料應(yīng)用于晶硅電池中的方法，在所述電池組件封裝用的乙烯與醋酸乙烯脂的共聚物(EVA)或聚乙烯醇縮丁醛(PVB)中，摻雜上轉(zhuǎn)換材料，且摻雜的該材料的重量百分比為0-20wt%。所述上轉(zhuǎn)換材料是在乙烯與醋酸乙烯脂的共聚物(EVA)或聚乙烯醇縮丁醛(PVB) 材料合成和成型工藝過程中進(jìn)行摻雜。所述上轉(zhuǎn)換材料為含氟化合物、稀土金屬鹵化物、稀土金屬氧化物、稀土金屬硫化物之中的一種或數(shù)種。所述上轉(zhuǎn)換材料為粉體狀。所述上轉(zhuǎn)換材料在酸乙烯脂的共聚物(EVA)或聚乙烯醇縮丁醛(PVB)中均勻分
散，無明顯團(tuán)聚，氣泡。
在太陽能電池組件封裝用的乙烯與醋酸乙烯脂的共聚物(EVA)或聚乙烯醇縮丁醛(PVB)材料中摻雜上轉(zhuǎn)換光譜材料，在組件制造過程中，因熱工藝過程不會導(dǎo)致上轉(zhuǎn)換材料的功能缺失或大幅降低。而該乙烯與醋酸乙烯脂的共聚物(EVA)或聚乙烯醇縮丁醛 (PVB)材料摻雜含有光譜上轉(zhuǎn)換無機(jī)粒子，當(dāng)太陽光從表層超白玻璃透過進(jìn)入乙烯與醋酸乙烯脂的共聚物(EVA)或聚乙烯醇縮丁醛(PVB)材料時，能夠?qū)⒔t外光轉(zhuǎn)換成可見光，以增加太陽能電池光的吸收，從而提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。而且將會大大簡化復(fù)雜的上轉(zhuǎn)換光譜材料的應(yīng)用工藝。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1本實(shí)施例中的上轉(zhuǎn)換材料采用含氟化合物，將該化合物應(yīng)用于晶硅電池中的方法，具體為1制備含氟化合物上轉(zhuǎn)換光譜材料；2將重量比為的含氟化合物摻雜于乙烯與醋酸乙烯脂的共聚物(EVA)材料中；3含氟化合物在乙烯與醋酸乙烯脂的共聚物(EVA)材料中均勻分散，無氣泡。實(shí)施例2本實(shí)施例中的上轉(zhuǎn)換材料采用稀土金屬鹵化物，將該化合物應(yīng)用于晶硅電池中的方法，具體為1制備稀土金屬鹵化物上轉(zhuǎn)換光譜材料；2將重量比為的稀土金屬鹵化物摻雜于乙烯與醋酸乙烯脂的共聚物(EVA)材料中；3稀土金屬鹵化物在乙烯與醋酸乙烯脂的共聚物(EVA)材料中均勻分散，無氣泡。實(shí)施例3本實(shí)施例中的上轉(zhuǎn)換材料采用稀土金屬氧化物，將該化合物應(yīng)用于晶硅電池中的方法，具體為1制備稀土金屬氧化物上轉(zhuǎn)換光譜材料；2將重量比為的稀土金屬氧化物摻雜于乙烯與醋酸乙烯脂的共聚物(EVA)材料中；3稀土金屬氧化物在乙烯與醋酸乙烯脂的共聚物(EVA)材料中均勻分散，無氣泡。實(shí)施例4本實(shí)施例中的上轉(zhuǎn)換材料采用稀土金屬硫化物，將該化合物應(yīng)用于晶硅電池中的方法，具體為1制備稀土金屬硫化物上轉(zhuǎn)換光譜材料；2將重量比為的稀土金屬硫化物摻雜于乙烯與醋酸乙烯脂的共聚物(EVA)材料中；3稀土金屬硫化物在乙烯與醋酸乙烯脂的共聚物(EVA)材料中均勻分散，無氣泡。上述摻雜有含氟化合物、稀土金屬商化物、稀土金屬氧化物或稀土金屬硫化物的乙烯與醋酸乙烯脂的共聚物(EVA)，在電池組件制造過程中，因熱工藝過程均不會導(dǎo)致上轉(zhuǎn)換材料的功能缺失或大幅降低。 上述摻雜的上轉(zhuǎn)換光譜材料，也可以是上述四種中的數(shù)種的混合。
權(quán)利要求
1.一種上轉(zhuǎn)換材料應(yīng)用于晶硅電池中的方法，其特征在于在所述電池組件封裝用的乙烯與醋酸乙烯脂的共聚物或聚乙烯醇縮丁醛中，摻雜上轉(zhuǎn)換材料，且摻雜的該材料的重量百分比為0-20wt%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上轉(zhuǎn)換材料應(yīng)用于晶硅電池中的方法，其特征在于所述上轉(zhuǎn)換材料的摻雜是在乙烯與醋酸乙烯脂的共聚物或聚乙烯醇縮丁醛材料合成和成型工藝過程中進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上轉(zhuǎn)換材料應(yīng)用于晶硅電池中的方法，其特征在于所述上轉(zhuǎn)換材料為含氟化合物、稀土金屬鹵化物、稀土金屬氧化物、稀土金屬硫化物之中的一種或數(shù)種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1述的上轉(zhuǎn)換材料應(yīng)用于晶硅電池中的方法，其特征在于所述上轉(zhuǎn)換材料為粉體狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一所述的上轉(zhuǎn)換材料應(yīng)用于晶硅電池中的方法，其特征在于所述上轉(zhuǎn)換材料在酸乙烯脂的共聚物或聚乙烯醇縮丁醛中均勻分散，無明顯團(tuán)聚，氣泡。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種上轉(zhuǎn)換材料應(yīng)用于晶硅電池中的方法，在所述電池組件封裝用的乙烯與醋酸乙烯脂的共聚物(EVA)或聚乙烯醇縮丁醛(PVB)中，摻雜上轉(zhuǎn)換材料，且摻雜的該材料的重量百分比為0-20wt％。摻雜有上述的上轉(zhuǎn)換材料，在電池組件制造過程中，因熱工藝過程不會導(dǎo)致上轉(zhuǎn)換材料的功能缺失或大幅降低。當(dāng)太陽光從表層超白玻璃透過進(jìn)入乙烯與醋酸乙烯脂的共聚物(EVA)或聚乙烯醇縮丁醛(PVB)材料時，能夠?qū)⒔t外光轉(zhuǎn)換成可見光，以增加太陽能電池光的吸收，從而提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。而且將會大大簡化復(fù)雜的上轉(zhuǎn)換光譜材料的應(yīng)用工藝。
文檔編號H01L31/048GK102386271SQ20101027294
公開日2012年3月21日 申請日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者何濤, 周世斌, 孔慧, 熊勝虎, 郭明星 申請人:上海交大泰陽綠色能源有限公司