[發(fā)明專利]一種具有光轉(zhuǎn)換功能的太陽能電池EVA封裝膠膜材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310670577.9
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN103709946A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 倪亞茹;陶靜;陳杰;陸春華;許仲梓
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C09J7/00
• 分類號: C09J7/00;C09J123/08;C09J11/06;H01L31/048
• 代理公司: 北京金智普華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 于永進(jìn)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光功能材料領(lǐng)域，特別是涉及一種具有光轉(zhuǎn)換功能的太陽能電池EVA封裝膠膜材料及其制備方法。

背景技術(shù)

太陽光是人類和動植被賴以生存和發(fā)展的動力來源，現(xiàn)如今大量不可再生能源的損耗及污染使得人類不得不著眼于開發(fā)利用天然無污染的新能源：太陽能。但至目前人類能夠大量利用的僅局限于部分可見光的能量，大部分的紅外光以及高能紫外光都白白的浪費(fèi)損失未被人類充分利用。近年，對于太陽能的利用大多是通過太陽能電池板將光能轉(zhuǎn)換為電能，而后供人類生活生存使用。而目前太陽能電池板的封裝材料中使用量最大最為常見的為乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)封裝膠膜。由此，為更好的利用太陽能提高太陽能電池效率，將具有紫外下轉(zhuǎn)換和近紅外上轉(zhuǎn)換功能的稀土有機(jī)配合物粉體與EVA膠膜均勻復(fù)合，在確保高透過率的基礎(chǔ)上將太陽能電池不可直接吸收的高能紫外光和近紅外光轉(zhuǎn)換為可供其直接利用的可見光，由此，在提高太陽光利用率以及太陽能電池效率的同時也為人類營造一個環(huán)境友好型社會。

稀土有機(jī)配合物是自十九世紀(jì)以來發(fā)展的新型光轉(zhuǎn)換劑，由于稀土離子本身對于光的吸收較弱，而引入吸收光能較強(qiáng)的有機(jī)物與稀土離子配位后，能夠?qū)⒛芰块g接高效的傳遞給稀土離子，發(fā)出能量較強(qiáng)的熒光。常用制備稀土有機(jī)配合物的方法有共沉淀法、溶劑熱法。共沉淀法合成的粉體顆粒較大，軟團(tuán)聚比較嚴(yán)重，粉體后期分散較為困難；后者溶劑熱雖然顆粒尺寸可以達(dá)到納米級，但合成條件苛刻，且產(chǎn)出率低。本發(fā)明使用的微波超聲法制備的光轉(zhuǎn)換稀土有機(jī)配合物可以較好的控制粉體顆粒的尺寸和形貌，目前還未見他人報導(dǎo)。

有關(guān)具有光轉(zhuǎn)換功能的EVA膠膜于2012年10月有四家公司申請相關(guān)專利，如中國專利：201210341265.9、201210450694.X、201210546044.5、201210234834.X，這些專利均未使用本發(fā)明的微波超聲方法來合成小尺寸均一的具有雙光轉(zhuǎn)換功能(紫外下轉(zhuǎn)換和近紅外上轉(zhuǎn)換)的稀土有機(jī)配合物，且均未使用溶液法溶解復(fù)合以增加粉體在EVA膠膜中的分散均勻性。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上不足，本發(fā)明目的在于提供一種具有光轉(zhuǎn)換功能的太陽能電池EVA封裝膠膜材料，該材料是由稀土有機(jī)配合物與EVA封裝膠復(fù)合而成；所述的稀土有機(jī)配合物為納微米級尺度具有紫外下轉(zhuǎn)換和近紅外上轉(zhuǎn)換功能的稀土有機(jī)配合物；所述的EVA封裝膠為乙烯-醋酸乙烯共聚物，其中醋酸乙烯(VA)的含量為25-42%，優(yōu)選30-40%，熔融指數(shù)(MI)在10-45g/10min之間，優(yōu)選25-40g/10min；

所述的稀土有機(jī)配合物，其通式為R_xE_yM_mL_n；

其中，R表示稀土離子釤(Sm³⁺)、銪(Eu³⁺)、鋱(Tb³⁺)、鏑(Dy³⁺)中的至少一種；其中，E表示稀土離子鐿(Yb³⁺)、釓(Gd³⁺)、釹(Nd³⁺)、鉺(Er³⁺)、銩(Tm³⁺)、釔(Y³⁺)、镥（Lu³⁺）中的至少一種；其中，0<x<1，0≤y<1；其中，M表示第一配體，m=2-3；其中，L表示第二配體，n=0-3。

所述的M為β-二酮類有機(jī)物、羧酸類有機(jī)物或亞砜類有機(jī)物中的任一種；所述的L為1,10-鄰菲啰琳、2,2’-聯(lián)吡啶及其衍生物、正三辛基氧膦、三苯基氧化膦中的任一種；

所述的β-二酮類有機(jī)物為α-噻吩甲酰三氟丙酮、二苯甲酰甲烷、苯甲酰三氟丙酮中的任一種；所述的羧酸類有機(jī)物為鹵代、氨基代或羥基取代苯甲酸或二苯甲酸中的氫原子而形成的羧酸類有機(jī)物中的任一種；所述的亞砜類有機(jī)物為甲基、鹵素、苯基取代亞砜或雙亞砜的一個或兩個原子而形成的亞砜類有機(jī)物中的任一種；所述的2,2’-聯(lián)吡啶衍生物為蒎烯-2,2’-聯(lián)吡啶或雙蒎烯-2,2’-聯(lián)吡啶中的任一種；

所述的稀土有機(jī)配合物采用微波超聲法制備而成，其制備方法為：