[發(fā)明專利]一種柔性或薄膜太陽能電池用環(huán)氧樹脂基膜及其制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210589119.8
• 申請(qǐng)日: 2012-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN103897340A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張迎晨;吳紅艷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中原工學(xué)院
• 主分類號(hào): C08L63/00
• 分類號(hào): C08L63/00;C08K3/08;B29C47/92;H01L31/048
• 代理公司: 鄭州中原專利事務(wù)所有限公司 41109
• 代理人: 張紹琳;孫詩雨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種柔性或薄膜太陽能電池用環(huán)氧樹脂基膜及其制備方法，通過使用該膜封裝在柔性或薄膜太陽能電池入光面的表面，直接提高柔性或薄膜太陽能電池的效率。

背景技術(shù)

凡分子結(jié)構(gòu)中含有環(huán)氧基團(tuán)的高分子化合物統(tǒng)稱為環(huán)氧樹脂。固化后的環(huán)氧樹脂具有良好的物理、化學(xué)性能，它對(duì)金屬和非金屬材料的表面具有優(yōu)異的粘接強(qiáng)度，介電性能良好，變定收縮率小，制品尺寸穩(wěn)定性好，硬度高，柔韌性較好，對(duì)堿及大部分溶劑穩(wěn)定，因而廣泛應(yīng)用于國防、國民經(jīng)濟(jì)各部門，作澆注、浸漬、層壓料、粘接劑、涂料等用途。就環(huán)氧樹脂而言其特點(diǎn)為：1．形式多樣。各種樹脂、固化劑、改性劑體系幾乎可以適應(yīng)各種應(yīng)用對(duì)形式提出的要求，其范圍可以從極低的粘度到高熔點(diǎn)固體。?2．固化方便。選用各種不同的固化劑，環(huán)氧樹脂體系幾乎可以在0～180℃溫度范圍內(nèi)固化。?3．粘附力強(qiáng)。環(huán)氧樹脂分子鏈中固有的極性羥基和醚鍵的存在，使其對(duì)各種物質(zhì)具有很高的粘附力。環(huán)氧樹脂固化時(shí)的收縮性低，產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力小，這也有助于提高粘附強(qiáng)度。?4．收縮性低。環(huán)氧樹脂和所用的固化劑的反應(yīng)是通過直接加成反應(yīng)或樹脂分子中環(huán)氧基的開環(huán)聚合反應(yīng)來進(jìn)行的，沒有水或其它揮發(fā)性副產(chǎn)物放出。它們和不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂相比，在固化過程中顯示出很低的收縮性（小于2%）。?5．力學(xué)性能。固化后的環(huán)氧樹脂體系具有優(yōu)良的力學(xué)性能。?6．電性能。固化后的環(huán)氧樹脂體系是一種具有高介電性能、耐表面漏電、耐電弧的優(yōu)良絕緣材料。?7．化學(xué)穩(wěn)定性。通常，固化后的環(huán)氧樹脂體系具有優(yōu)良的耐堿性、耐酸性和耐溶劑性。像固化環(huán)氧體系的其它性能一樣，化學(xué)穩(wěn)定性也取決于所選用的樹脂和固化劑。適當(dāng)?shù)剡x用環(huán)氧樹脂和固化劑，可以使其具有特殊的化學(xué)穩(wěn)定性能。?8．尺寸穩(wěn)定性。上述的許多性能的綜合，使環(huán)氧樹脂體系具有突出的尺寸穩(wěn)定性和耐久性。?9．耐霉菌。固化的環(huán)氧樹脂體系耐大多數(shù)霉菌，可以在苛刻的熱帶條件下使用。

在太陽能的有效利用項(xiàng)目當(dāng)中：光電利用是近些年來發(fā)展最快，最具活力的研究領(lǐng)域。?一般太陽能電池的制作主要是以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)，利用光電材料吸收光能后發(fā)生光電轉(zhuǎn)換反應(yīng)發(fā)電。根據(jù)所用材料的不同，太陽能電池可分為：1、硅太陽能電池；2、以無機(jī)鹽如砷化鎵III-V化合物、硫化鎘、銅銦硒等多元化合物為材料的太陽能電池；3、以功能高分子材料制備的太陽能電池；4、納米晶太陽能電池等。

現(xiàn)有技術(shù)工作效率最高的是以III-V族半導(dǎo)體無機(jī)材料為原材料的產(chǎn)品。?例如:?砷化鎵/鍺單一接面型的量子井陷晶結(jié)構(gòu)，其光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)>18?%?；而多重接面量子井陷晶結(jié)構(gòu)之太陽電池，例如:?磷化銦鎵/砷化鎵/鍺，其光電轉(zhuǎn)換效率可高達(dá)>30?%。目前應(yīng)用最廣，以硅為主：包括非晶硅，光電轉(zhuǎn)換效率約9?%；多晶硅，光電轉(zhuǎn)換效率約14?%；單晶硅，光電轉(zhuǎn)換效率約17?%。雖然在價(jià)格上，VI族元素Si要比III-V族半導(dǎo)體GaAs便宜，但其制造的價(jià)格，與高分子有機(jī)太陽能電池相比，還是昂貴許多；而在應(yīng)用上，質(zhì)輕又無破裂之虞的全塑化有機(jī)太陽能電池可經(jīng)由印刷的加工實(shí)現(xiàn)，除價(jià)格降低外，更適合可攜式電子產(chǎn)品的需求，且在室內(nèi)或陰天均能正常使用（這是硅質(zhì)太陽能電池所無法達(dá)到的），使得它的實(shí)用性及市場應(yīng)用廣度更加提升。

太陽能電池是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，會(huì)推進(jìn)更清潔的能源生產(chǎn)。但是太陽能電池的成本問題，降低了太陽能技術(shù)的經(jīng)濟(jì)競爭力。為克服這個(gè)問題，薄膜太陽能電池是目前廣泛應(yīng)用的技術(shù)，可以大量減少昂貴半導(dǎo)體材料的使用量，但薄膜太陽能電池的光吸收量較低，性能比不上傳統(tǒng)的太陽能電池。

薄膜太陽能模塊是由玻璃基板、金屬層、透明導(dǎo)電層、電器功能盒、膠合材料、半導(dǎo)體層等所構(gòu)成的。有機(jī)-無機(jī)復(fù)合太陽能電池是基于有機(jī)共軛高分子-無機(jī)納米晶復(fù)合材料體系的太陽能電池，因同時(shí)具有機(jī)高分子材料成膜性好，能級(jí)結(jié)構(gòu)及帶隙易于調(diào)節(jié)，可以通過濕法制備低成本、大面積、柔性太陽能電池器件以及無機(jī)納米晶材料高穩(wěn)定性，高遷移率，可構(gòu)筑有序納米結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)，而成為近年來太陽能電池領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。金屬納米粒子可以引導(dǎo)光更好地進(jìn)入太陽能電池，防止光逃逸。在傳統(tǒng)的“厚膜”太陽能電池中，納米粒子沒有什么效果，因?yàn)樗械墓饩€吸收都是通過這種膜，這就依賴它的厚度。然而，對(duì)于薄膜而言，納米粒子就可以發(fā)揮很大作用。它們的散射增加了光停留在薄膜中的時(shí)間，使總體吸收的光達(dá)到一種水平，可以媲美傳統(tǒng)的太陽能電池。