一種提高太陽能電池組件轉換效率的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種利用光譜下轉換材料提高太陽能電池組件轉換效率的方法。
【背景技術】
[0002]太陽能電池在短波區域光譜響應較低，與此同時，此波段的反射率相對較高，因此位于此波段的大部分光子，或者在表面被反射，或者在到達太陽能電池p-n結之前便被消耗殆盡。僅有一小部分能被太陽能電池吸收利用產生電流。如何利用太陽光譜中短波長光子的能量一直是一個技術難題。
[0003]在將太陽能電池制作成組件時，需要將玻璃板、乙烯-醋酸乙烯共聚物(乙烯-醋酸乙烯共聚物)膠和電池片封裝在一起。這樣的組件采用多層結構，增加了反射界面的數量。另外，乙烯-醋酸乙烯共聚物膠中通常含有一些微小的氣泡，會影響光的透過。這些因素帶來了表面反射率的增加，會使得組件的轉換效率低于電池片的轉換效率。如何改進太陽能電池組件的結構和封裝工藝也是光伏技術里面的一個難題。
[0004]光譜下轉換材料可以將短波長的高能量光子轉換為能夠被太陽能電池吸收的長波長光子，有利于改善電池在短波長范圍的性能。在制作組件的過程中，通過引入光譜下轉換材料以提高短波長光子的吸收，同時優化組件的結構設計降低由于反射增加而帶來的能量損失，達到提高太陽能電池組件轉換效率的目的。
【發明內容】
:
[0005]技術問題:本發明的目的是提供一種提高太陽能電池組件轉換效率的方法，以改善高能量光子的利用率，提高太陽能電池組件的轉換效率。
[0006]
【發明內容】
:為解決上述技術問題，本發明提供了一種提高太陽能電池組件轉換效率的方法，該方法包括如下步驟:下轉換材料以薄膜的形式(即下轉換薄膜)位于玻璃片的下表面或以顆粒的形式分散于乙烯-醋酸乙烯共聚物(乙烯-醋酸乙烯共聚物)膠膜中；將玻璃板與太陽能電池片通過乙烯-醋酸在真空中封裝為一體。
[0007]優選的，涂覆了下轉換薄膜的玻璃片、乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜和太陽能電池片組成組件。組件的結構自上而下依次為:玻璃板、下轉換薄膜、乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜、太陽能電池片
[0008]優選的，所述下轉換薄膜制備的方法為真空鍍膜、旋涂或化學溶液法。
[0009]優選的，含有下轉換顆粒的乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜的制備方法是:先將下轉換顆粒涂覆于乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜的表面，后利用封裝工藝中的加熱過程將顆粒分散到乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜中。
[0010]優選的，含有下轉換顆粒的乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜的制備方法是:先將下轉換顆粒與乙烯-醋酸乙烯共聚物膠混合均勻，再涂覆到電池片的表面來制備。
[0011]優選的，組件封裝工藝在真空中進行，封裝溫度為130-150°c，壓強為IX10—11X102Pa。
[0012]優選的，下轉換材料為有機或無機下轉換材料。
[0013]優選的，下轉換薄膜覆蓋玻璃片表面時，下轉換薄膜的厚度在500nm以下，形狀是層狀、帶狀、環狀、圓餅狀以及柱狀陣列中的任意一種。
[00M] 優選的，所述顆粒大小在lnm-lmm之間。
[0015]有益效果:
[0016]將下轉換材料引入到太陽能電池組件中，提高了太陽能電池在短波長光子的利用率。同時，通過控制玻璃板下表面的下轉換薄膜厚度或乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜中下轉換顆粒的濃度，避免組件的表面反射率的明顯升高。這個方法不僅利用太陽能電池光譜響應隨波長增加而提高的特性，短波長光子得到更有效利用，而且減少太陽能電池組件表面反射率升高而帶來的能量損失。與傳統太陽能電池組件相比，含有光譜下轉換材料的太陽能電池組件的光電轉換效率得到了明顯提高。
【附圖說明】
[0017]圖1為下轉換薄膜制備于玻璃板下表面的太陽能電池組件結構圖，1為太陽能電池片，2為乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜，3為光譜下轉換薄膜，4為玻璃片；
[0018]圖2為下轉換顆粒分散于乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜中的太陽能電池組件結構圖，1為太陽能電池片，2為乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜，4為玻璃片，5為下轉換顆粒。
[0019]乙烯-醋酸乙烯共聚物一乙烯-醋酸乙烯共聚物。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本發明做進一步說明。
[0021]本發明提供一種利用光譜下轉換材料提高太陽能電池組件轉換效率的方法。
[0022]1、在玻璃板下表面制作一層光譜下轉換薄膜或者將光譜下轉換顆粒分散到乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜中。在這個過程中，控制薄膜的厚度或者乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜中下轉換顆粒的濃度，使其不會對太陽能電池組件的表面反射率造成明顯影響。
[0023]2、將玻璃板與太陽能電池片通過乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜在真空中封裝為一體。
[0024]3、光譜下轉換薄膜采用真空鍍膜、旋涂或化學溶液法制備。
[0025]4、含有下轉換顆粒的乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜可以采用先將下轉換顆粒涂覆于乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜的表面，然后利用封裝工藝中的加熱過程將顆粒分散到乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜中，也可以采用先將下轉換顆粒與乙烯-醋酸乙烯共聚物膠混合均勻，再涂覆到電池片的表面來制備。
[0026]5、玻璃板、乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜與電池片在真空中進行封裝，封裝溫度為130-150°C，壓強為 1 X 10—〔1 X 102Pao
[0027]6、光譜下轉換材料為有機或無機材料。
[0028]7、玻璃板下表面的光譜下轉換薄膜的形狀可以是層狀、帶狀、環狀、圓餅狀或柱狀陣列中的任意一種。
[0029]8、分散到乙稀-醋酸乙稀共聚物膠膜中的光譜下轉換顆粒的大小為lnm-lmm。
[0030]具體實施例1
[0031]1)采用磁控濺射真空鍍膜的方法將摻鈰的釔鋁石榴石薄膜制備于玻璃片下表面；
[0032]2)玻璃片與太陽能電池片通過乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜在真空環境下經加熱封裝為一體；
[0033]3)太陽能電池組件的結構自上而下依次為:玻璃板、摻鈰的釔鋁石榴石薄
[0034]膜、乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜、太陽能電池片。
[0035]具體實施例2
[0036]1)將摻鈰的釔鋁石榴石顆粒涂覆于乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜表面；
[0037]2)玻璃片、表面涂覆有摻鈰的釔鋁石榴石顆粒的乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜和太陽能電池片在真空環境下經加熱封裝為一體；
[0038]3)太陽能電池組件的結構自上而下依次為:玻璃板、含有摻鈰的釔鋁石榴[0039 ]石顆粒的乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜、太陽能電池片。
[0040]具體實施例3
[0041]1)采用磁控濺射真空鍍膜的方法將摻銪的二乙苯胺薄膜制備于玻璃片下表面；
[0042]2)玻璃片與太陽能電池片通過乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜在真空環境下經加熱封裝為一體；
[0043]3)太陽能電池組件的結構自上而下依次為:玻璃板、摻銪的二乙苯胺薄膜、
[0044]乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜、太陽能電池片。
[0045]具體實施例4
[0046]1)將摻銪的二乙苯胺顆粒涂覆于乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜表面；
[0047]2)玻璃片、表面涂覆有摻銪的二乙苯胺顆粒的乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜和太陽能電池片在真空環境下經加熱封裝為一體；
[0048]3)太陽能電池組件的結構自上而下依次為:玻璃板、含有摻銪的二乙苯胺
[0049]顆粒的乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜、太陽能電池片。
【主權項】
1.一種提高太陽能電池組件轉換效率的方法，其特征在于:該方法包括如下步驟:下轉換材料以薄膜的形式即下轉換薄膜位于玻璃片的下表面或以顆粒的形式分散于乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜中；將玻璃板與太陽能電池片通過乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜在真空中封裝為一體。2.根據權利要求1或2所述的提高太陽能電池組件轉換效率的方法，其特征在于:涂覆了下轉換薄膜的玻璃片、乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜和太陽能電池片組成組件，組件的結構自上而下依次為:玻璃板、下轉換薄膜、乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜、太陽能電池片。3.根據權利要求1或2所述的提高太陽能電池組件轉換效率的方法，其特征在于:所述下轉換薄膜制備的方法為真空鍍膜、旋涂或化學溶液法。4.根據權利要求1或2所述的提高太陽能電池組件轉換效率的方法，其特征在于:含有下轉換顆粒的乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜的制備方法是:先將下轉換顆粒涂覆于乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜的表面，后利用封裝工藝中的加熱過程將顆粒分散到乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜中。5.根據權利要求1或2所述的提高太陽能電池組件轉換效率的方法，其特征在于:含有下轉換顆粒的乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜的制備方法是:先將下轉換顆粒與乙烯-醋酸乙烯共聚物膠混合均勻，再涂覆到電池片的表面來制備。6.根據權利要求2所述的提高太陽能電池組件轉換效率的方法，其特征在于:組件封裝工藝在真空中進行，封裝溫度為130-150°C，壓強為1 X 10^-1 X 102Pao7.根據權利要求1或2所述的提高太陽能電池組件轉換效率的方法，其特征在于:下轉換材料為有機或無機下轉換材料。8.根據權利要求1或2所述的提高太陽能電池組件轉換效率的方法，其特征在于:下轉換薄膜覆蓋玻璃片表面時，下轉換薄膜的厚度在500nm以下，形狀是層狀、帶狀、環狀、圓餅狀以及柱狀陣列中的任意一種。9.根據權利要求1或2所述的提高太陽能電池組件轉換效率的方法，其特征在于:所述顆粒大小在lnm-lmm之間。
【專利摘要】本發明涉及一種提高太陽能電池組件轉換效率的方法，該方法包括如下步驟：下轉換材料以薄膜的形式位于玻璃片的下表面或以顆粒的形式分散于乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)膠膜中；將玻璃板與太陽能電池片通過EVA膠膜在真空中封裝為一體。涂覆了下轉換薄膜的玻璃片、EVA膠膜和太陽能電池片組成組件，組件的結構自上而下依次為：玻璃板、下轉換薄膜、EVA膠膜、太陽能電池片。本發明能夠利用光譜下轉換效應，將不易被吸收的短波長光子轉換為容易被吸收的長波長光子，從而提高太陽能電池組件的光電轉換效率。
【IPC分類】H01L31/0216, H01L31/18
【公開號】CN105449038
【申請號】CN201510962785
【發明人】邵國鍵, 婁朝剛
【申請人】東南大學
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月18日