[發明專利]一種太陽電池玻璃減反射光轉換增效涂料及其生產方法

有效

• 申請號: 201410280947.2
• 申請日: 2014-06-23
• 公開（公告）號: CN104030575A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 李建生;劉炳光;李無為
• 申請（專利權）人: 天津市職業大學
• 主分類號: C03C17/22
• 分類號: C03C17/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種太陽電池玻璃減反射光轉換增效涂料及其生產方法,特別是一種含有潛伏型稀土摻雜上下光轉換劑，能將太陽光譜中近紫外光和近紅外光轉換為可見光的太陽電池玻璃減反射涂料及其生產方法，屬于新能源和光伏材料領域。

背景技術

晶體硅太陽電池組件一般由玻璃蓋板、電池硅片、電池背板和EVA膜粘壓封裝，再裝入固定邊框構成。太陽電池組件封裝玻璃的可見光透過率一般為91.6%，其單表面反射率4%。若在太陽玻璃表面涂覆一層可見光波長四分之一厚度的減反射膜，可使太陽玻璃單表面可見光反射率降低到1%以下，增加可見光透過率2.5%-3.5%，使峰值波長下可見光透過率達到95.5%。

工業應用的太陽電池玻璃減反射涂料主要組分是納米SiO₂、TiO₂、MgF₂、Al₂O₃、ZrO₂、稀土氧化物或其混合物的水溶膠。目前太陽電池玻璃減反射涂料生產和應用技術已基本成熟，一般將溶膠凝膠法制備的SiO₂水性減反射涂料工程化輥涂在清洗干凈的太陽電池玻璃表面，在150-180℃下烘干固化成膜，然后在500-720?℃下將太陽電池玻璃鋼化，同時也將涂覆在玻璃表面的減反射膜燒結在太陽電池玻璃表面上。在太陽電池玻璃上涂覆減反射膜是一種提高太陽電池光電轉換效率簡便易行的方法，已在光伏產業中得到廣泛應用。

目前晶體硅太陽能電池的最高光電轉換效率為24.7%。國內外科研機構都在致力于探尋提高光電轉換效率的方法。晶體硅太陽電池光電轉換效率不高的主要原因之一是其光譜響應特性與太陽光譜的不匹配性。輻射到達地面的太陽光譜中紫外光占3%左右，可見光占42%左右，紅外光占55%，晶體硅帶隙約1.12eV,對應1100nm波長,晶體硅太陽電池可響應的有效波長為380-1100nm，光譜響應曲線的最靈敏區在600-980?nm，而太陽光譜構成為280n-2500?nm，輻照度曲線的峰值在500-600nm。在太陽電池光譜響應靈敏的波長范圍內太陽光輻照度不高，而在太陽光輻照度最高的波長范圍內太陽電池的光譜響應不高。

針對晶體硅電池對短波長光子響應性差的問題,?專利公開在晶體硅太陽電池板表面引入摻有下轉光材料的轉光層,?把太陽光譜中280-450nm的晶體硅太陽電池響應不靈敏的近紫外光轉換為晶體硅太陽電池響應靈敏的可見光，文獻中關于稀土鋱或銪離子的下轉換研究最多,實驗證實其轉光效果最好。例如，中國專利CN101787272(2010-07-28)公開一種摻雜稀土離子的納米熒光顆粒材料，可用于太陽電池玻璃蓋板實現紫外光轉換；中國專利CN103183479(2013-07-03)公開一種具有光轉化作用的減反射薄膜的制備方法，將稀土銪離子摻雜到納米二氧化硅溶膠中，旋涂在玻璃表面形成減反射膜，經過高溫后處理后減反射膜在393nm光源激發下可發出570-600nm范圍的可見光，使透光率提高0.5%-4.0%；中國專利CN103058529(2013-04-24)公開一種光波轉換-減反射雙功能溶膠材料及其薄膜的制備方法，將稀土鋱或銪離子摻雜到納米二氧化硅或二氧化鈦溶膠中，提拉法涂覆在玻璃表面形成膜，經過550℃退火處理后得到雙功能復合薄膜，其光電轉換效率可提高2.5%-7.4%；中國專利CN102969366(2013-03-13)公開一種具有光學減反射和波長轉換功能的復合薄膜材料，通過在納米氧化硅中摻雜硅納米晶體實現減反射和波長轉換多功能；中國專利CN102969366(2013-03-13)公開一種具有光學減反射和波長轉換功能的復合薄膜材料；中國專利CN103804967?(2014-05-21)公開一種太陽能玻璃光轉換減反射雙功能涂料及其生產方法,涂料由減反射組分、潛伏型光轉換組分、膜層增強劑、鍍膜調節劑和溶劑水組成，同時具有減反射和光轉換雙重增效功能。