[發(fā)明專利]一種可提高太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的熒光薄膜的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910112687.7
• 申請(qǐng)日: 2009-10-22
• 公開（公告）號(hào): CN101699636A
• 公開（公告）日: 2010-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊兆賢;洪禮清;鄭敏;曹澤亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L31/18
• 分類號(hào): H01L31/18;H01L31/0232;H01L31/055
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種太陽能電池，尤其是涉及一種可提高太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的熒光薄膜的 制備方法。

背景技術(shù)

太陽能被列為清潔、高效能源而得到世界各國(guó)的重視，中國(guó)也不例外。目前，太陽能電 池的需求極大地促進(jìn)了太陽能電池技術(shù)的發(fā)展與成熟。基于光電效應(yīng)，根據(jù)所用材料的不同， 太陽能電池可分為硅基太陽能電池和多元化合物薄膜電池。

最早研究且技術(shù)最為成熟的單晶硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率最高(張紅梅，尹云華.太陽 能電池的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].水電能源科學(xué)，2008，(26))，目前實(shí)驗(yàn)室最高轉(zhuǎn)換效率為 24.7％，工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的單晶硅太陽能電池效率為15％。與單晶硅相比，多晶硅材料的價(jià)格較 低廉，實(shí)驗(yàn)室最高轉(zhuǎn)換效率為20.3％，工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的轉(zhuǎn)換效率達(dá)13％～16％。而薄膜太陽能 電池則通過廉價(jià)襯底上沉積半導(dǎo)體的方式減少高成本半導(dǎo)體的用量，從而達(dá)到降低成本的目 的。目前，日本三菱公司在SiO₂襯底上制作的多晶硅薄膜太陽能電池效率達(dá)到16.5％。多晶 硅薄膜太陽能電池的研究重點(diǎn)為制備電池的工藝和薄膜太陽能電池襯底的選擇。

目前，太陽能電池主要通過開發(fā)不同基質(zhì)、基質(zhì)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和提高硅材料純度等途徑來 提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率，以上途徑已有大量的研究，再繼續(xù)提高轉(zhuǎn)換效率，遇到一定瓶 頸。考慮到太陽光譜波段中紫外光譜(＜400nm)占19％，可見光(400～780nm)占49％，紅外 (＞780nm)占38％，若能將紫外和紅外部分光譜轉(zhuǎn)換為可見光(馮迎春.光轉(zhuǎn)換膜在農(nóng)業(yè)上的 應(yīng)用概述[J].西北植物學(xué)報(bào)2001，21(3)：600-604)，則可以增強(qiáng)太陽光譜的吸收利用率，提高 太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可提高太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的熒光薄膜的制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是將有機(jī)物(例如PVA、硅樹脂、環(huán)氧樹脂等)作為基體，摻入熒光 粉，以不同質(zhì)量配比攪拌混合，然后涂覆在玻璃或PET薄膜等表面，進(jìn)行固化處理，制備成 為熒光薄膜。

本發(fā)明的具體步驟如下：

1)將熒光粉和有機(jī)物放入容器中，攪拌溶脹；

2)將容器轉(zhuǎn)移到恒溫槽內(nèi)攪拌溶解，得漿液，靜置；

3)將靜置后的漿液倒入襯底表面，形成一層薄膜，烘干，固化，即得一種可提高太陽 能電池轉(zhuǎn)換效率的熒光薄膜。

在步驟1)中，所述熒光粉和有機(jī)物的含量，按質(zhì)量百分比為熒光粉5％～50％，有機(jī)物 95％～50％；所述熒光粉可為下轉(zhuǎn)換熒光粉或上轉(zhuǎn)換熒光粉，所述有機(jī)物可選自PVA、硅樹脂 或環(huán)氧樹脂等；所述攪拌溶脹最好在室溫下攪拌溶脹10～60min。

在步驟2)中，所述攪拌溶解的溫度最好為50～90℃，攪拌溶解的時(shí)間最好為1～5h。

在步驟3)中，所述襯底可為玻璃或PET薄膜等；所述薄膜的厚度最好為0.1～1.0mm； 所述形成一層薄膜的方法可采用流延方式用玻璃棒等工具刮出一層薄膜；所述烘干的溫度最 好為100～150℃，烘干的時(shí)間最好為1～5h。

本發(fā)明具有以下突出的優(yōu)點(diǎn)：

1)所得熒光薄膜中，熒光粉在有機(jī)物中均勻分布，表面平整光亮。

2)本發(fā)明利用不同熒光粉分別具備上轉(zhuǎn)換或下轉(zhuǎn)換光譜的功能，把熒光粉制成薄膜，粘 附在太陽能電池表面，使紫外至藍(lán)光區(qū)光譜或紅外區(qū)光譜轉(zhuǎn)換為可見光區(qū)的綠、黃、紅光譜， 充分發(fā)揮太陽能電池在該光區(qū)光電轉(zhuǎn)換效率最大的特點(diǎn)，從而提高太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效 率。適用范圍廣，可選擇上轉(zhuǎn)換熒光粉和下轉(zhuǎn)換熒光粉，分別將紅外光、紫外光和藍(lán)光轉(zhuǎn)換 成可見光。

3)由于集中了可見光波段的太陽光強(qiáng)度，可以充分發(fā)揮太陽能電池在該光區(qū)光電轉(zhuǎn)換效 率最大的特點(diǎn)，因此提高了太陽能電池的光轉(zhuǎn)換效率。

4)熒光粉在有機(jī)物中分布均勻，表面平整光亮，厚度可控。

5)原料容易獲得，價(jià)格較低，操作簡(jiǎn)單，容易實(shí)施。

6)熒光薄膜可裁剪，適用于搭配各種形狀的太陽能電池。

將所得熒光薄膜覆蓋在鹵鎢燈上，測(cè)量其發(fā)射光譜，對(duì)比純鹵鎢燈，在500～700nm波 段附近，熒光強(qiáng)度有5％～30％的提高。

附圖說明