本发明专利技术涉及一种YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料增效EVA膜及其制备方法和应用，制备方法包括以下步骤：(1)将无水乙醇与非极性有机溶剂配置成混合溶剂；(2)加入YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料，搅拌并超声至30～50℃，制得浆料；(3)采用表面溶胀的方法，将市售的EVA膜在浆料中浸渍，然后烘干即得YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料增效EVA膜，该膜具有光子转换、散射、折射和增透等光子管理能力，可应用于硅太阳能电池的增效。与现有技术相比，本发明专利技术制得的增效EVA膜性能均匀一致性，应用于硅太阳能电池能有效提高光透过率及电池的电流密度，同时能够改善EVA膜的老化性能等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于发光材料技术及光伏
，特别涉及一种YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料增效EVA膜及其制备方法和该技术在硅太阳能电池增效中的应用。
技术介绍
传统硅太阳能电池(晶体硅是一种间接能隙半导体材料，能隙1.12eV，只能有效吸收利用700～1100nm的太阳光子)的能量损失主要有4个过程：1、热损失；2、界面电位损失；3、接触电阻损失；4、复合损失。其中以热损失最为关键。高于硅带隙的光子大多以热载流子的形式很快转变为热能，使得太阳能电池的效率降低。晶硅太阳能电池的理论转化效率值为31％。目前单晶硅电池转换效率的最高记录为24.7％，工业生产的晶硅电池片的效率则更低，产业化多晶硅电池片的效率约为15％。如果将太阳光谱中能量较高的紫外可见光加以利用，则可有效增加电池片的转换效率。有报道显示，通过近红外光转换材料进行的光转换太阳能电池的理论上限可以从30％提高到38.6％。近年来，关于近红外光转换材料的研究成为学者的研究热点。但合成的近红外转化材料的可转换光的窗口较窄。例如，传统的近红外发光荧光粉YVO4:Yb尽管其红外发光强度高，但其激发光波长只覆盖了太阳光分布较少的紫外光区(250～350nm)；又如Y3Al5O12:Ce,Yb，其激发波长范围为400～500nm，仅覆盖了太阳光可见光区的小部分。这些现有的近红外光转换材料存在的局限性，导致其不能较高的利用太阳光，限制了太阳能电池效率的提升。另一方面，有关光转换EVA膜的应用还未见报道，主要原因是将上述红外光转换材料加入到EVA膜中，将会导致EVA膜的光透过率下降，反而降低了电池的光电转换效率。中国专利CN105349146A公开了一种YAB/SiO2近红外微纳米发光材料及其制备和应用。该专利将YAB/SiO2近红外微纳米发光材料均匀分散在EVA母料中，
制得光转换EVA膜。但是由于YAB/SiO2近红外微纳米发光材料很难均匀分散在EVA母料中，制膜后性能很难一致，这不利于电池光电转换效率的提高，同时也不利于工业化生产。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种性能均匀一致性、能有效提高光透过率及电池的电流密度，同时能够改善EVA膜的老化性能的YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料增效EVA膜及其制备方法，该方法制备得到的增效EVA膜可用于硅太阳能电池。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料增效EVA膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将无水乙醇与非极性有机溶剂按照体积比为1～10:1配置成混合溶剂；(2)将YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料加入混合溶剂中，搅拌并超声至30～50℃，制得浆料，所述的YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料与混合溶剂的质量体积比为0.01～1g:100mL；(3)采用表面溶胀的方法，将市售的EVA膜在步骤(2)制得的浆料中浸渍，然后烘干即得YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料增效EVA膜。该制备方法还包括将制得的YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料增效EVA膜在90～130℃热压成型的步骤。步骤(1)中所述的非极性有机溶剂包括氯仿、石油醚、甲苯或乙二醇，优选氯仿。所述的无水乙醇与非极性有机溶剂的体积比为3:1，所述的YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料与混合溶剂的质量体积比为0.012g:100mL。YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料为无机材料，EVA为有机材料，要使EVA表面溶胀，无机粉体材料分散吸附，需要使用极性/非极性混合溶剂，混合溶剂中无水乙醇含量太高，溶胀时间太长，无水乙醇含量太低，溶胀速率不容易控制，因此优选无水乙醇与非极性有机溶剂的体积比为3:1。YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料与混合溶剂的质量体积比优选为0.012g:100mL，体积比过高影响EVA的透过率，过低降低转光效率，其结果对电池光
电转换效率不利。本专利技术在30～50℃进行EVA膜的浸渍，在该温度范围内，EVA膜表面溶胀速率可控性及无机粉体材料分散吸附性能较好，有利于无机粉体材料在EVA膜表面吸附。如果浸渍时温度过高，则EVA容易溶解在溶剂中，造成膜的损坏，温度太低，则溶胀时间太长。步骤(3)中所述的浸渍时间为5～100s，烘干温度为30～50℃。优选浸渍时间为35s。步骤(3)中的烘干时间为1～6h，优选3h。步骤(2)中所述的YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料的制备方法包括以下步骤：将干净的YAB荧光发射材料和二氧化硅气凝胶按照质量比100:1～20混合，然后在去离子水、无水乙醇或乙醇溶液的作用下进行湿法球磨，再经干燥、粉碎后，制得YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料。通过将YAB荧光发射材料用去离子水清洗并离心处理，直至上层为无色透明液体来将其处理干净。优选地，在体积分数为95％的乙醇溶液的作用下进行湿法球磨。所述的YAB荧光发射材料的粒径为1～3μm，所述的二氧化硅气凝胶的粒径为10～100nm；所述的YAB荧光发射材料和二氧化硅气凝胶的质量比为100:8；所述的湿法球磨的时间为1～24h；优选球磨时间为12h。干燥温度为80～150℃；优选干燥温度为120℃；所述的二氧化硅气凝胶选自市售的TSA-270L或A380中的一种。所述的YAB荧光发射材料的化学式为Y1-y-zMzAl3-x(BO3)4:Cr3+x,Yb3+y，其中M为Bi3+和La3+中的一种或两种，0<x≤0.2，0<y≤0.2，0≤z≤0.2；该荧光发射材料制备方法包括以下步骤：(a)将Y3+、Al3+、Bi3+、La3+、Yb3+的氧化物及H3BO3和Cr盐按照化学式Y1-y-zMzAl3-x(BO3)4:Cr3+x,Yb3+y中的各元素的组成比进行混合得到混合物，(b)在步骤(a)得到的混合物中加入无水乙醇并研磨烘干，将烘干后的混合粉末升温至1000℃～1400℃，烧结3～8小时，或将步骤(a)得到的混合物高速搅拌均匀，然后升温至1000℃～1400℃烧结
3～8小时。步骤(b)中的烧结温度为1150℃，烧结时间为5小时。所述的制备方法制备得到的YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料增效EVA膜，其特征在于，由EVA膜和负载在EVA膜表面的YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料组成，所述的YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料的粒径为10～1000nm。所述的YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料增效EVA膜在硅太阳能电池增效中的应用。该增效EVA膜可提高EVA膜的光透过率及电池电流密度，提高电池光电转换效率0.5～1.0个百分点左右，还可以改善EVA膜的老化性能，是一种有效的电池增效技术。本专利技术采用《一种宽带紫外-可见光激发的近红外荧光发射材料及其制备方法和应用》(专利号：ZL 201310098279.7)所述的方法，得到一种YAB近红外发光材料，以YAl3(BO3)4作为基质，Cr3+取代氧化铝的格位，Yb3+取代氧化钇的格位，Cr3+作为可见光的发光中心，Yb3+作为近红外光的发光中心，Cr3+，Yb3+之间发生能量转移。在制备过程本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料增效EVA膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将无水乙醇与非极性有机溶剂按照体积比为1～10:1配置成混合溶剂；(2)将YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料加入混合溶剂中，搅拌并超声至30～50℃，制得浆料，所述的YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料与混合溶剂的质量体积比为0.01～1g:100mL；(3)采用表面溶胀的方法，将市售的EVA膜在步骤(2)制得的浆料中浸渍，然后烘干即得YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料增效EVA膜。
【技术特征摘要】
1.一种YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料增效EVA膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将无水乙醇与非极性有机溶剂按照体积比为1～10:1配置成混合溶剂；(2)将YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料加入混合溶剂中，搅拌并超声至30～50℃，制得浆料，所述的YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料与混合溶剂的质量体积比为0.01～1g:100mL；(3)采用表面溶胀的方法，将市售的EVA膜在步骤(2)制得的浆料中浸渍，然后烘干即得YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料增效EVA膜。2.根据权利要求1所述的YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料增效EVA膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的非极性有机溶剂包括氯仿、石油醚、甲苯或乙二醇，优选氯仿。3.根据权利要求1或2所述的YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料增效EVA膜的制备方法，其特征在于，所述的无水乙醇与非极性有机溶剂的体积比为3:1，所述的YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料与混合溶剂的质量体积比为0.012g:100mL。4.根据权利要求1所述的YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料增效EVA膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的浸渍时间为5～100s，烘干温度为30～50℃。5.根据权利要求1所述的YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料增效EVA膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料的制备方法包括以下步骤：将干净的YAB荧光发射材料和二氧化硅气凝胶按照质量比100:1～20混合，然后在去离子水、无水乙醇或乙醇溶液的作用下进行湿法球磨，再经干燥、粉碎后，制得YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料。6.根据权利要求5所述的YAB/SiO2近红外微纳米复合发光材料增效EVA膜的制...
【专利技术属性】
技术研发人员：余锡宾，聂思洋，殷慧敏，王雨芹，陈明，祝燕，
申请(专利权)人：上海师范大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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