[發明專利]具有波長轉換功能的基材、其成型方法及其應用

在審

• 申請號: 201610311228.1
• 申請日: 2016-05-11
• 公開（公告）號: CN107362962A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 李碩;陳海力;柯榮鋒;于甄
• 申請（專利權）人: 張家港康得新光電材料有限公司
• 主分類號: B05D7/24
• 分類號: B05D7/24;B05D7/04;B05D3/14;B05D3/10;B05D3/08;B05D3/04;B05D3/06;H01L31/048;H01L31/18;C09K11/73;C09K11/81
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 吳貴明,張永明

技術領域

本發明屬于太陽能轉換用器件設計技術領域，具體涉及一種具有波長轉換功能的基材、其成型方法及其應用。

背景技術

太陽能電池是一種將太陽能直接轉換為電能的半導體器件，是當前一種比較清潔的新能源形式。該類器件能產生電的主要原理是：通過太陽光譜中固定波長范圍內的光照射在太陽能電池上，并被電池器件的界面層吸收激發形成電子-空穴對，利用半導體器件的內建電場將電子和空穴分離而得到電流。

圖1是在大氣質量為1.5的標準條件下測得的太陽能光譜，從圖中我們可以看出，標準的太陽光譜中大部分能量是分布在400-800nm的可見光范圍，還有一部分分布在800-2400nm的紅外波段，這些波段的能量幾乎都能對發電起到作用，但是在280-400nm波段的紫外光卻無法用來產生電能，反而還會對太陽能電池中的高分子材料部分產生破環并使其發生老化現象(例如：太陽能電池中的PET、EVA、粘合劑等)，影響了電池的使用壽命和穩定性。

另外，針對有些類別的太陽能電池(例如OPV電池)，紫外光還會對電池的核心發電部分產生致命性損壞，直接導致電池失效。

有些太陽能電池設計時會直接在組成發電器件的材料中加入紫外吸收劑，將紫外光直接吸收來減少紫外光對電池的影響，這樣相當于是將紫外光波段的能量直接損耗了，這對于太陽能電池發電效率的提高是不利的。

目前，現有技術中并沒有合理的解決方案以實現有效利用紫外光，提高太陽能的發電效率的目的。

因此，鑒于以上問題，有必要提出一種新穎的基材，可以實現對紫外光合理的轉化直接應用在光伏發電器件中，從而將紫外光的能量充分利用，間接提高了光伏器件的發電效率。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種具有波長轉換功能的基材及其成型方法，該基材具有較好的波長轉換功能，且具有在戶外長時間使用而不會使高分子材料發生老化的特點，能很好地將紫外波段的太陽光轉換為可見光被光伏發電器件所吸收而轉換為電能，能顯著提高光伏器件的發電效率，是一種新穎的功能性基材。

根據本發明的目的提出的一種具有波長轉換功能的基材，所述基材包括：

基材層；

前處理層，設置于所述基材層的至少一表面上，用以實現波長轉換；

所述前處理層通過在所述基材層上涂覆膠水形成，涂覆的膠水為丙烯酸類樹脂與波長轉換劑的混合物；

所述波長轉換劑用于將波長范圍為200nm-410nm的光轉化成波長范圍為450nm-700nm的光。

優選的，所述波長轉換劑是一種摻雜稀土的無機氧化物粒子，所述波長轉換劑的成分結構式為Sr₅(PO₄)₃Cl:Eu²⁺或YPO₄:Tb或LaPO₄:Tm。

優選的，所述波長轉換劑均勻分散于所述丙烯酸類樹脂中，所述波長轉換劑的顆粒粒徑范圍為50nm-10μm。

優選的，所述波長轉換劑所占丙烯酸類樹脂膠水的質量配比為0.3％-3％。

優選的，所述前處理層厚度為75nm-90nm。

優選的，所述基材層為25μm-300μm厚度的聚酯薄膜基材。

優選的，所述基材層的光學透過率在90％以上。

優選的，所述前處理層的遠離所述基材層的表面上還涂覆有一層硬化層。

優選的，所述硬化層厚度為3μm-5μm。

優選的，所述硬化層涂料為聚氨酯涂料或無機納米陶瓷涂料或輻射固化涂料。

一種具有波長轉換功能的基材的成型方法，具體步驟如下：

S1：制作基材層；

S2：在所述基材層的至少一表面上通過涂布的方法涂覆丙烯酸類樹脂與波長轉換劑的混合物的溶液，然后去除溶劑來形成前處理層，

其中，所述波長轉換劑用于將波長范圍為200nm-410nm的光轉化成波長范圍為450nm-700nm的光。

優選的，所述基材層為PET或者PEN基材，步驟S1進一步包括對所述基材層進行表面處理，所述表面處理為放電處理、化學預處理或火焰預處理。

優選的，所述前處理層的遠離所述基材層的表面上還涂覆有一層硬化層，通過涂布方法涂覆至少一種可交聯單體的溶液，然后通過暴露于可見光、紫外線和/或電子束輻射進行交聯來在所述前處理層上形成所述硬化層。

一種封裝結構，包括基材，所述基材為具有波長轉換功能的基材或者由具有波長轉換功能的基材的成型方法所制成的基材。

一種薄膜太陽能電池，包括封裝結構。