[發(fā)明專利]包含下轉(zhuǎn)換材料的透光熱塑性樹脂及其在光伏模塊中的用途

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710146894.9
• 申請日: 2012-03-23
• 公開（公告）號: CN106867091A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設計）人: S·吳;陳續(xù)明;M·A·德格拉夫;S·R·厄爾思金;R·K·費斯特
• 申請（專利權(quán)）人: 陶氏環(huán)球技術(shù)有限公司
• 主分類號: C08L23/08
• 分類號: C08L23/08;C08L51/06;C08L101/12;C08K5/3435;C08K5/3492;C08K3/00;H01L31/048;H01L31/055;B32B17/10;C09K11/02
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 朱黎明

本申請要求2011年3月31日提交的臨時申請序列號61/470184的優(yōu)先權(quán)，其通過參考全文結(jié)合于此。

本發(fā)明涉及包含下轉(zhuǎn)換材料的透光熱塑性樹脂。在另一種實施方式中，本發(fā)明還涉及此類樹脂作為光伏(“PV”)模塊中膜或?qū)拥挠猛尽１景l(fā)明的樹脂具有改善的光伏模塊耐久性、能量轉(zhuǎn)換和成本效率的組合。

如人們所知，光伏模塊主要在可見光譜范圍或近可見光譜范圍將電磁輻射轉(zhuǎn)化為電能。將光或光子轉(zhuǎn)化為電流的效率也稱作“量子效率”。已知人們使用“下轉(zhuǎn)換”材料嘗試通過將較短波長光轉(zhuǎn)化為較長波長光來改善光伏模塊對較高能量、較短波長光的光譜響應的面積。下轉(zhuǎn)換材料通常是一種或多種已知的有機或無機材料，該材料能夠吸收較高能量、短波長光(即，在PV電池顯示低的外部量子效率的范圍內(nèi))并以較低能量、較長波長(即，在PV電池顯示較高的外部量子效率的范圍內(nèi))再發(fā)射該光。

許多文獻描述了該“下轉(zhuǎn)換”(有時也稱作“下位移("down-shifting"))效應和提議材料，所述文獻例如包括：W0 2007/043496；W0 2009/002943；W0 2009/157879W0 2003/079457；US 2005/0265935；US 2006/0169971；以及US 2010/0186801。

人們已知，光伏模塊需要能夠經(jīng)受長時間(例如，超過20年)直接暴露于紫外("UV")輻射下的運行。已知所選類型的熱塑性聚合物樹脂可提供光學、電學和物理性質(zhì)之間良好且低成本的平衡，并且在許多應用中具有良好表現(xiàn)，但是難以將它們用于光伏模塊應用中所經(jīng)受的嚴苛暴露條件。當使用熱塑性聚合物樹脂時，許多類型的熱塑性聚合物樹脂需要保護其免受紫外輻射的穩(wěn)定化添加劑，已知紫外輻射會造成許多類型的熱塑性聚合物樹脂的降解，否則這些熱塑性聚合物樹脂在經(jīng)歷長時間的紫外輻射過程中會快速降低該聚合物性質(zhì)。

當要求熱塑性聚合物樹脂的紫外穩(wěn)定性時，人們通常希望能夠阻隔、吸收和/或降低較短波長紫外輻射的透過，或者可以將該較短波長紫外輻射“下轉(zhuǎn)換”并且以對于光伏電池有用的輻射形式透過，用于轉(zhuǎn)化成電能。由于紫外穩(wěn)定化會破壞所需的下轉(zhuǎn)換效應，因此，不希望這種紫外穩(wěn)定的熱塑性樹脂有效包含和使用下轉(zhuǎn)換材料。但是，在不進行穩(wěn)定化的條件下，在下轉(zhuǎn)換過程中紫外輻射會透入層中至少一段有限的距離，并使聚合物降解。

因此，人們希望獲得紫外穩(wěn)定的(至少部分透紫外光的)熱塑性樹脂和該樹脂的膜或?qū)?，所述熱塑性樹脂包含至少一種下轉(zhuǎn)換材料，該片材在光伏模塊中具有良好的轉(zhuǎn)換效率。人們還希望獲得包含此類熱塑性聚合物樹脂材料的光伏模塊以及其制備方法。因此，本發(fā)明的一個目的在于提供這些和其它結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了上述和各種其它期望結(jié)果中的一個或多個，在一種實施方式中，本發(fā)明是一種用作光伏模塊中透光層的熱塑性樹脂制劑，該制劑包含：

(a)透光熱塑性樹脂；

(b)至少一種下轉(zhuǎn)換材料，該材料在280-500納米范圍內(nèi)具有入射輻射吸收的最大值，在400-900納米范圍的較長波長下具有輻射發(fā)射的最大值，并且該材料改善了光伏模塊中光伏電流產(chǎn)生的效率；以及

(c)光穩(wěn)定劑添加劑，其透射至少約40％波長范圍約為280-380納米的紫外(UV)電磁輻射。

在其它替代性實施方式中，本發(fā)明是如上所述的熱塑性樹脂制劑，其中，所述下轉(zhuǎn)換材料在300-500納米的光譜范圍內(nèi)具有電磁輻射的吸收最大值，和/或在400-600納米的光譜范圍內(nèi)具有電磁輻射的發(fā)射最大值。在其它替代性實施方式中，本發(fā)明的熱塑性樹脂制劑包含選自下組的光穩(wěn)定劑：Cyasorb 3346；Cyasorb 3529；Chimassorb 944LD；Tinuvin 622；Univul 4050；Univul 5050；以及Hostavin N30和Chimassorb 119。

其它替代性實施方式包括如本文另外描述的這種熱塑性樹脂制劑，其中所述下轉(zhuǎn)換材料包含選自下組的材料：

(a)選自下組的無機納米顆粒：

(i)含有選自下組的光致發(fā)光鑭系陽離子的化合物的納米顆粒：La、Ce、Pr、Eu、Nd、Pm、Sm、Tb、Dy、Ho、Er、Tm和Yb；以及

(ii)選自半導體納米晶體化合物的量子點，所述半導體納米晶體化合物可由日光的一個高能光子產(chǎn)生不止一個激子；