[發(fā)明專利]一種帶轉(zhuǎn)光阻隔膜在光伏電池鋪設(shè)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811615287.3
• 申請(qǐng)日: 2018-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN109795177A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉瑞擴(kuò)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張家港鈦光新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): B32B9/00
• 分類號(hào): B32B9/00;B32B9/04;B32B27/06;B32B27/08;B32B27/28;B32B27/32;B32B33/00;C09D127/16;C09D1/00;H01L31/0216;H01L31/048
• 代理公司: 北京元周律知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11540
• 代理人: 王惠

本申請(qǐng)公開了一種帶轉(zhuǎn)光阻隔膜在光伏電池鋪設(shè)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，所述帶轉(zhuǎn)光阻隔膜包括至少一層轉(zhuǎn)光層；所述轉(zhuǎn)光層包括至少一層摻有轉(zhuǎn)光材料的聚合物膜層。該帶轉(zhuǎn)光阻隔膜可以提高太陽能電池光轉(zhuǎn)換效率，提高電池耐候性，減少紫外線及水汽對(duì)電池?fù)p傷，提高熒光材料壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及一種帶轉(zhuǎn)光阻隔膜，屬于化學(xué)材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

太陽能電池又稱為“太陽能芯片”或“光電池”，是一種利用太陽光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片。它只要被滿足一定照度條件的光照到，瞬間就可輸出電壓及在有回路的情況下產(chǎn)生電流。

柔性太陽能電池由于其可實(shí)現(xiàn)不同程度的彎折及可按任意大小裁切，廠家可以根據(jù)客戶的要求制成各種大小、形狀。它廣泛應(yīng)用于太陽能背包、太陽能帳篷、太陽能汽車、太陽能帆船甚至太陽能飛機(jī)上。

當(dāng)被用作構(gòu)筑電站時(shí)需要薄膜太陽能組件在戶外使用25年以上不降低輸出效率。因此，對(duì)于柔性太陽能電池的封裝及保護(hù)極為關(guān)鍵，玻璃由于其不可彎曲性不能用于柔性太陽能電池的封裝，因此需要選用一層或多層的高透光性、耐候性、阻隔性、可撓性的薄膜用于柔性太陽能電池的封裝。

現(xiàn)有的常用的光伏電池有硅基光伏電池、碲化鎘(CdTe)和銅銦鎵硒(CIGS)薄膜電池以及鈣鈦礦光伏電池。硅基光伏電池在紫外和藍(lán)光光譜范圍的光轉(zhuǎn)換效率較低，其只有在吸收了能量等于自身帶隙的光子時(shí)才會(huì)產(chǎn)生有效的光生載流子，若吸收了能量小于自身帶隙的光子則會(huì)透射丟失，而吸收能量大于自身帶隙的入射光子則會(huì)在導(dǎo)帶產(chǎn)生光生電子的熱弛豫現(xiàn)象。碲化鎘(CdTe)和銅銦鎵硒(CIGS)薄膜電池均含有硫化鎘(CdS)材料，雖然其對(duì)紫外/藍(lán)光范圍的吸收效果較好，但其不能被光伏電池很好的利用，使得該類電池在短波范圍內(nèi)響應(yīng)較差，電流輸出能力有所限制。鈣鈦礦電池具有流子遷移率高、成本低并且制備工藝簡單，雖然鈣鈦礦光伏電池在紫外和藍(lán)光光譜范圍的光電轉(zhuǎn)換效率較高，但其紫外穩(wěn)定性較差，因此不能被廣泛的應(yīng)用。

通過轉(zhuǎn)光材料實(shí)現(xiàn)高能光子向低能光子的轉(zhuǎn)化一般來說有兩種途徑：光致熒光和下轉(zhuǎn)換。兩者的區(qū)別在于他們的熒光量子效率LQE(發(fā)射出的光子的數(shù)目/所吸收的光子數(shù)目)不同，前者的量子效率總是小于或者等于100％，而后者的量子效率總是大于100％(每吸收一個(gè)光子可以再發(fā)射出至少一個(gè)光子)。雖然下轉(zhuǎn)換材料的量子效率很高，但是激發(fā)它們的光子的波長范圍局限于能量很高的短波長區(qū)域(一般≤200nm，真空紫外光子VUV，在陸地環(huán)境的太陽光譜中是不存在的)，不適合應(yīng)用于陸地環(huán)境下的太陽能電池。

針對(duì)以上問題，通過選擇適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)光材料，并采用不同的制膜工藝，來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)光材料對(duì)紫外光的阻隔和轉(zhuǎn)換，以達(dá)到提高光伏電池壽命和光轉(zhuǎn)化率的目的。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種帶轉(zhuǎn)光阻隔膜在光伏電池鋪設(shè)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，該帶轉(zhuǎn)光阻隔膜可以提高太陽能電池光轉(zhuǎn)換效率，提高電池耐候性，減少紫外線及水汽對(duì)電池?fù)p傷，提高熒光材料壽命。該帶轉(zhuǎn)光阻隔膜應(yīng)用于光伏電池鋪設(shè)結(jié)構(gòu)，起到轉(zhuǎn)光和阻隔的雙重作用，從而延長太陽能電池的壽命，提高太陽能電池的轉(zhuǎn)化率。該帶轉(zhuǎn)光阻隔膜是整體的阻隔膜，直接與太陽能電池的其它組件鋪設(shè)即可，無需其它操作，便于使用。

根據(jù)光致熒光材料的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，可將光致熒光材料分為三類：量子點(diǎn)、有機(jī)染料、稀土離子及其絡(luò)合物。

鈣鈦礦量子點(diǎn)有著優(yōu)異的吸收和發(fā)射光譜，其可吸收400nm以下紫外光轉(zhuǎn)化為可見光，且量子效率高。但是鈣鈦礦量子點(diǎn)在耐候性方面存在巨大問題，鈣鈦礦量子點(diǎn)在光、熱、空氣中會(huì)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的降解，進(jìn)而導(dǎo)致嚴(yán)重的熒光猝滅,其降解后不但不會(huì)起到轉(zhuǎn)光作用，反而會(huì)阻擋可見光的透過，降低太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率，嚴(yán)重的阻礙了其實(shí)際應(yīng)用。

針對(duì)以上問題，通過不同的制膜工藝，將光致熒光材料封裝于阻隔膜內(nèi)部，可以提高熒光材料壽命，提高太陽能電池光轉(zhuǎn)換效率，提高電池耐候性，減少紫外線及水汽對(duì)電池?fù)p傷。