封装材料以及光电器件制造技术

本发明专利技术提供了一种封装材料，主要适用于柔性薄膜太阳能电池的前端封装。该封装材料具有基材层、波长转换层、阻隔层和耐候层，具有较高的水汽阻隔性能，且具有在户外长时间使用而不会使高分子材料发生老化的特点，此外封装材料中特有的波长转换层，使得该封装材料能够将紫外波段的太阳光转换为可见光例如蓝光部分，从而能被下层的光伏器件吸收并转化为电能，将紫外光的能量充分利用，提高了光伏器件的发电效率。

Packaging materials and optoelectronic devices

The present invention provides a packaging material, which is mainly suitable for the front end encapsulation of flexible thin-film solar cells. The packaging material has a substrate layer, wavelength conversion layer, barrier layer and weathering layer, has high moisture barrier properties, and has a long time in outdoor use without making the polymer materials aging characteristics, in addition to special packaging materials in the wavelength conversion layer, the packaging material can be ultraviolet light from the sun converted to visible light such as blue part, which can be absorbed and the lower photovoltaic devices into electricity, will make full use of UV energy, improve the efficiency of the photovoltaic power generation device.

【技术实现步骤摘要】
封装材料以及光电器件
本专利技术涉及光伏电池
，尤其涉及一种封装材料以及光电器件。
技术介绍
太阳能电池是一种将太阳能直接转换为电能的半导体器件，是当前一种比较清洁的新能源形式。该类器件能产生电的主要原理是：通过太阳光谱中固定波长范围内的光照射在太阳能电池上，并被电池器件的界面层吸收激发形成电子-空穴对，利用半导体器件的内建电场将电子和空穴分离而得到电流。图1是在大气质量为1.5的标准条件下测得的太阳能光谱，从图1中可以看出标准的太阳光谱中大部分能量是分布在400-800nm的可见光范围，还有一部分分布在800-2400nm的红外波段，这些波段的能量几乎都能对发电起到作用，但是在280-400nm波段的紫外光却无法用来产生电能，反而还会对太阳能电池中的高分子材料部分(例如：太阳能电池中的PET、EVA、粘合剂等)产生破坏并使其发生老化现象，影响了电池的使用寿命和稳定性。另外针对有些类别的太阳能电池(例如OPV电池)，紫外光还会对电池的核心发电部分产生致命性损坏，直接导致电池失效。有些太阳能电池设计时会直接在封装光伏器件的材料中加入紫外吸收剂，将紫外光直接吸收来减少紫外光对电池的影响，但是这样相当于是将紫外光波段的能量直接损耗了，这对于太阳能电池发电效率的提高是不利的。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种封装材料以及光电器件，制备的封装材料能够将紫外光的能量充分利用，具有较高的发电效率。本专利技术提供了一种封装材料，包括：基材层；阻隔层，设置于所述基材层的任一表面上；耐候层，设置于所述阻隔层的远离所述基材层的表面上；以及波长转换层，设置于所述基材层的远离所述阻隔层的表面上或所述基材层与所述阻隔层之间或所述阻隔层与所述耐候层之间；其中，所述波长转换层用于将波长范围为200～410nm的光转化成波长范围为450nm～700nm的光。优选的，所述基材层为PET或PEN。优选的，所述波长转换层包含光转换剂，所述光转换剂为掺杂稀土的无机氧化物。优选的，所述掺杂稀土的无机氧化物为Sr5(PO4)3Cl:Eu2+、YPO4:Tb和LaPO4:Tm中的一种或多种。优选的，所述波长转换层的厚度为3μm～100μm。优选的，所述阻隔层为无机氧化物。优选的，所述无机氧化物为氧化钛或者氧化铝。优选的，所述耐候层为氟化物。优选的，所述耐候层为氟碳涂料或者为粘结层与含氟膜的复合层。本专利技术还提供了一种光电器件，包括封装材料，所述封装材料为上述封装材料。本专利技术提供了一种封装材料，主要适用于柔性薄膜太阳能电池的前端封装。该封装材料具有基材层、波长转换层、阻隔层和耐候层，具有较高的水汽阻隔性能，且具有在户外长时间使用而不会使高分子材料发生老化的特点，此外封装材料中特有的波长转换层，使得该封装材料能够将紫外波段的太阳光转换为可见光例如蓝光部分，从而能被下层的光伏器件吸收并转化为电能，将紫外光的能量充分利用，提高了光伏器件的发电效率。附图说明图1为在大气质量为1.5的标准条件下测得的太阳能光谱；图2为本专利技术实施例1提供的具有四层结构的封装材料的结构示意图；图3为本专利技术实施例2提供的具有四层结构的封装材料的结构示意图；图4为本专利技术实施例3提供的具有四层结构的封装材料的结构示意图。具体实施方式本专利技术提供了一种封装材料，包括：基材层；阻隔层，设置于所述基材层的任一表面上；耐候层，设置于所述阻隔层的远离所述基材层的表面上；以及波长转换层，设置于所述基材层的远离所述阻隔层的表面上或所述基材层与所述阻隔层之间或所述阻隔层与所述耐候层之间；其中，所述波长转换层用于将波长范围为200～410nm的光转化成波长范围为450nm～700nm的光。本专利技术中，所述基材层优选为PET或PEN材质的基材层。该层能够提高光伏电池的电气绝缘性能。所述基材层的厚度优选为25～100μm，光学透过率优选为90％以上。所述阻隔层优选为无机氧化物材质的阻隔层，其主要作用是对水汽及氧气进行阻隔，起到对外部环境阻隔的功能，防止外部水汽及氧气对光伏器件产生损坏。其可以通过电子束蒸发、磁控溅射、原子层沉积(ALD)或化学气相沉积(CVD)方法得到，所述无机氧化物优选为氧化钛或者氧化铝；所述阻隔层的厚度优选为9～90nm。所述耐候层优选为氟化物材质的耐候层，其作用是提高封装材料的户外耐老化的性能。所述氟化物优选为氟碳涂料，更优选为四氟乙烯(TFE)或偏氟乙烯(VdF)。本专利技术中，所述耐候层还可以为粘结层和含氟膜的复合结构。所述含氟膜优选为PVF(聚偏氟乙烯)、THV(四氟乙烯、六氟丙烯、偏氟乙烯共聚物)、PVDF(聚偏二氟乙烯)、PTFE(聚四氟乙烯)、聚酰亚胺、改性PET(聚对苯二甲酸乙二酯)。所述粘结层优选为EVA粘结层。所述耐候层的厚度优选为100～150μm。所述耐候层可以直接利用精密涂布的方式得到。所述波长转换层能够将波长范围为200～410nm的光转化成波长范围为450nm～700nm的光，供下方的发电器件发电，其包含光转换剂，所述光转换剂为掺杂稀土的无机氧化物。所述掺杂稀土的无机氧化物优选为Sr5(PO4)3Cl:Eu2+、YPO4:Tb和LaPO4:Tm中的一种或多种。所述掺杂稀土的无机氧化物的粒径优选为50nm～10μm。所述波长转换层的厚度优选为3μm～100μm。本专利技术中，所述波长转换层中的光转换剂与耐候层中的氟化物的质量比优选为(1～5)：100，在本专利技术的某些具体实施例中，所述比例为5:100。具体的，当所述波长转换层设置于所述基材层与所述阻隔层之间时，本专利技术提供的封装材料包括：基材层；波长转换层，设置于所述基材层的任一表面上；阻隔层，设置于所述波长转换层的远离所述基材层的表面上；耐候层，设置于所述阻隔层的远离所述波长转换层的表面上。结构参见图2，图2为本专利技术实施例1提供的具有四层结构的封装材料的结构示意图，包括基材层101、波长转换层102、阻隔层103和耐候层104。本专利技术优选的，所述基材层101的下表面远离波长转换层的一侧还包括封装剂，所述封装剂优选为EVA、PVA或POE材质的封装剂，其作用是将封装材料和下方的柔性光伏电池进行贴合，使得封装材料能起到保护电池组件的作用。当所述波长转换层设置于所述基材层的远离所述阻隔层的表面上时，所述封装材料包括：基材层；阻隔层，设置于所述基材层的任一表面上；耐候层，设置于所述阻隔层的远离所述基材层的表面上；波长转换层，设置于所述基材层的远离所述阻隔层的表面上。结构参见图3，图3为本专利技术实施例2提供的具有四层结构的封装材料的结构示意图，包括波长转换层201、基材层202、阻隔层203和耐候层204。当所述波长转换层设置于所述阻隔层与所述耐候层之间时，所述封装材料包括：基材层；阻隔层，设置于所述基材层的任一表面上；波长转换层，设置于所述阻隔层的远离所述基材层的表面上；耐候层，设置于所述波长转换层的远离所述阻隔层的表面上。结构参见图4，图4为本专利技术实施例3提供的具有四层结构的封装材料的结构示意图，包括基材层301、阻隔层302、波长转换层303和耐候层304。本专利技术优选的，所述基材层301的下表面远离波长转换层的一侧还包括封装剂，所述封装剂优选为EVA、PVA或POE材质的封装剂，其作用是将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种封装材料，其特征在于，包括：基材层；阻隔层，设置于所述基材层的任一表面上；耐候层，设置于所述阻隔层的远离所述基材层的表面上；以及波长转换层，设置于所述基材层的远离所述阻隔层的表面上或所述基材层与所述阻隔层之间或所述阻隔层与所述耐候层之间；其中，所述波长转换层用于将波长范围为200～410nm的光转化成波长范围为450nm～700nm的光。

【技术特征摘要】
1.一种封装材料，其特征在于，包括：基材层；阻隔层，设置于所述基材层的任一表面上；耐候层，设置于所述阻隔层的远离所述基材层的表面上；以及波长转换层，设置于所述基材层的远离所述阻隔层的表面上或所述基材层与所述阻隔层之间或所述阻隔层与所述耐候层之间；其中，所述波长转换层用于将波长范围为200～410nm的光转化成波长范围为450nm～700nm的光。2.根据权利要求1所述的封装材料，其特征在于，所述基材层为PET或PEN。3.根据权利要求1所述的封装材料，其特征在于，所述波长转换层包含光转换剂，所述光转换剂为掺杂稀土的无机氧化物。4.根据权利要求3所述的封装材料，其特征在于，所述掺杂稀土...

【专利技术属性】
技术研发人员：李硕，陈海力，解金库，于甄，
申请(专利权)人：张家港康得新光电材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32