一种具有光转换功能的太阳能电池EVA封装胶膜材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及实现光转换的太阳能电池EVA封装胶膜材料及其制备方法，将EVA溶解在二氯甲烷中形成EVA的二氯甲烷溶液，将无机钙钛矿量子点(CsPbX3,X＝Cl,Br,I)分散到有机溶剂中形成分散液，分散液加入到EVA的二氯甲烷溶液中，再加入交联剂过氧化苯甲酰反应后烘干成膜，压膜得到透射率不小于90％的透明光转换胶膜材料，用于太阳能电池封装领域。本发明专利技术将具有紫外下转换功能的无机钙钛矿量子点(CsPbX3,X＝Cl,Br,I)与太阳能电池板的封装材料EVA胶膜均匀复合，在确保高透过率的基础上将太阳能电池不可直接吸收的高能紫外光转换为可供太阳能电池利用的光，从而进一步提高太阳能电池的效率同时也能防止组件封装材料的老化。

Solar cell EVA encapsulation film material with optical conversion function and preparation method thereof

The invention relates to a EVA encapsulation film material and a preparation method of a solar cell that realizes light conversion. The EVA is dissolved in dichloromethane to form a dichloromethane solution of EVA, and the inorganic perovskite quantum dots (CsPbX3, X = Cl, Br, I) are dispersed into the organic solvent to form dispersing liquid, and the dispersions are added to the dichloromethane solution of the EVA, and then added to the dichloromethane solution, and then added to the solution of the dichloromethane. After the crosslinking agent benzoyl peroxide reaction, the film was dried and the transparent light conversion film material with a transmittance of less than 90% was obtained. It was used in the field of solar battery packaging. The invention combines the inorganic perovskite quantum dots (CsPbX3, X = Cl, Br, I) with the UV down conversion function and the encapsulation material EVA film of the solar battery board, and converts the high-energy ultraviolet light that the solar cell can not directly absorb into the light for the use of the solar cell on the basis of ensuring the high transmittance. The efficiency of solar cells can also prevent the aging of component packaging materials.

【技术实现步骤摘要】
一种具有光转换功能的太阳能电池EVA封装胶膜材料及其制备方法
本专利技术涉及具有光转换功能的太阳能电池EVA封装胶膜材料，具体涉及掺有无机钙钛矿量子点(CsPbX3,X＝Cl,Br,I)的具有光波长转换功能的太阳能电池EVA封装胶膜材料及其制备方法，属于光功能材料

技术介绍
随着全球能源供应日趋紧张，太阳能这种新型环保能源得到了大力的开发，而太阳能电池就是将太阳能转化为电能的常见发电器件。参考图1的太阳能光谱图，常见的硅太阳能电池，其利用的太阳能光谱范围主要在400～1100nm范围内，大部分的红外光以及高能紫外光都白白的浪费损失未被充分利用，太阳能电池的效率较低。近几年，钙钛矿量子点作为发光材料，制备条件简单，常用制备钙钛矿量子点的方法有热注入法、室温法等。通过调节无机钙钛矿量子点(CsPbX3,X＝Cl,Br,I)中卤素成分，可制备出从蓝光到红光的纳米尺度发光材料。已有文献报道钙钛矿量子点在钙钛矿太阳能电池、白光LED、探测器等方向的应用。但与太阳能电池封装材料EVA胶膜复合成光转换功能材料目前还未见他人报导。有关具有光转换功能的EVA胶膜,如中国专利：201210341265.9、201210450694.X、201210546044.5、201310670577.9，201521062558.9这些专利均利用稀土荧光粉的光转化功能，均未使用本专利技术涉及的将具有下转换功能的无机钙钛矿量子点与太阳能电池封装材料EVA胶膜复合成的光转换功能材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光转换功能的太阳能电池EVA封装胶膜材料，所述材料由无机钙钛矿量子点与EVA封装胶复合而成；所述无机钙钛矿量子点为CsPbX3，X＝Cl,Br,I；所述无机钙钛矿量子点为纳米级尺度且具有紫外下转换功能；所述EVA封装胶为乙烯-醋酸乙烯共聚物且醋酸乙烯的含量为25～45％，熔融指数在10～45g/10min之间。优选的，所述无机钙钛矿量子点的质量为所述EVA封装胶质量的0.005～3％。优选的，所述无机钙钛矿量子点的质量为所述EVA封装胶质量的0.02～3％。优选的，所述材料厚度为0.1～6.0mm。优选的，所述EVA封装胶中醋酸乙烯的含量为30～40％，熔融指数在10～35g/10min之间。本专利技术的另一目的在于提供上述具有光转换功能的太阳能电池EVA封装胶膜材料的制备方法，具体包括以下步骤：(1)在60～70℃下，按照10～20ml二氯甲烷溶解0.5～1gEVA的比例，将EVA溶解在二氯甲烷中形成EVA的二氯甲烷溶液；(2)在超声分散功率为200～1200W下将所述无机钙钛矿量子点分散到己烷溶剂中形成分散液；(3)将所述分散液加入到所述EVA的二氯甲烷溶液中，保持搅拌速度为500～2500r/min，而后加入交联剂过氧化苯甲酰，反应1～8h后，在30～90℃下烘干成膜；(4)通过压膜得到透射率不小于90％的透明光转换胶膜材料。优选的，步骤(2)所述分散液中无机钙钛矿量子点的浓度为0.01～2mg/ml。优选的，步骤(3)中所述交联剂过氧化苯甲酰的用量为所述EVA质量的1～2％。优选的，步骤(4)中采用平板硫化机进行压膜，压膜条件：温度为110～160℃、压力为5～15MPa、保压时间为5～30min。优选的，所述压膜温度为130～150℃、压力为8～13MPa、保压时间为10～20min。本专利技术的有益效果在于：1.将具有紫外下转换功能的无机钙钛矿量子点(CsPbX3,X＝Cl,Br,I)与太阳能电池板的封装材料EVA胶膜均匀复合，在确保高透过率的基础上将太阳能电池不可直接吸收的高能紫外光转换为可供太阳能电池利用的光，从而进一步提高太阳能电池的效率同时也能防止组件封装材料的老化。2.制备方法简单，反应条件温和，适于实际应用。附图说明图1为太阳光的光谱分布；图2为CsPbBr3量子点在515nm下的激发光谱；图3为CsPbBr3量子点在365nm下的发射光谱(插图为365nm光照下，CsPbBr3量子点溶液的发光照片)；图4为掺入CsPbBr3量子点的具有下转换光功能EVA胶膜材料在365nm下(a)和日光灯下(b)的样品照片；图5为掺入CsPbBr3量子点的具有下转换光功能EVA胶膜材料与EVA纯样的透过率对比曲线。具体实施方式以下通过实施例和附图对本专利技术作进一步的说明，但不应将其理解为对本专利技术保护范围的限制。实施例1可实现紫光转绿光的太阳能电池EVA封装胶膜材料的制备方法如下：采用醋酸乙烯含量为32％，熔融指数为15g/10min的EVA，将0.6gEVA颗粒加入到15ml二氯甲烷溶液中，并加热至65℃，直到完全溶解EVA颗粒，再加入预先采用己烷作为分散剂的功率300W超声分散完全的浓度为0.01mg/ml的CsPbBr3量子点分散液以及0.006g交联剂BPO，其中CsPbBr3量子点用量为EVA质量的0.02％，使用磁力搅拌器500r/min搅拌，2h后45℃下烘干成膜；而后使用平板硫化机压膜：温度140℃、压力10MPa、保压时间10min，得到胶膜材料厚度为0.16mm。CsPbBr3量子点在515nm下的激发光谱以及365nm下的发射光谱如图2和3所示；可见CsPbBr3量子点可以实现将紫外光转化为绿色的可见光。掺入CsPbBr3量子点的具有下转换光功能EVA胶膜材料在365nm光照下和日光灯下的样品图片如图4所示，掺入CsPbBr3量子点的具有下转换光功能EVA胶膜材料与EVA纯样的透过率对比曲线如图5所示，表明，CsPbBr3量子点的掺入，并不会影响EVA在可见光区域的透过率。实施例2可实现紫光转蓝光的太阳能电池EVA封装胶膜材料的制备方法如下：采用醋酸乙烯含量为32％，熔融指数为15g/10min的EVA，将0.8gEVA颗粒加入到15ml二氯甲烷溶液中，并加热至65℃，直到完全溶解EVA颗粒，再加入预先采用己烷作为分散剂的功率400W超声分散完全的浓度为0.05mg/ml的CsPbCl3量子点分散液以及0.008g交联剂BPO，其中CsPbCl3量子点用量为EVA质量的1％，使用磁力搅拌器2000r/min搅拌，4h后60℃下烘干成膜；而后使用平板硫化机压膜：温度150℃、压力13MPa、保压时间15min，得到胶膜材料厚度为0.22mm。实施例3可实现紫光转红光的太阳能电池EVA封装胶膜材料的制备方法如下：采用醋酸乙烯含量为32％，熔融指数为15g/10min的EVA，将1gEVA颗粒加入到15ml二氯甲烷溶液中，并加热至65℃，直到完全溶解EVA颗粒，再加入预先采用己烷作为分散剂的功率500W超声分散完全的浓度为0.1mg/ml的CsPbI3量子点分散液以及0.01g交联剂BPO，其中CsPbI3量子点用量为EVA质量的0.5％，使用磁力搅拌器500r/min搅拌，2h后45℃下烘干成膜；而后使用平板硫化机压膜：温度140℃、压力10MPa、保压时间20min，得到胶膜材料厚度为0.40mm。上述实施例仅用来进一步说明本专利技术的一种具有光转换功能的太阳能电池EVA封装胶膜材料及其制备方法，但本专利技术并不局限于实施例，凡是依据本专利技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有光转换功能的太阳能电池EVA封装胶膜材料，其特征在于：所述材料由无机钙钛矿量子点与EVA封装胶复合而成；所述无机钙钛矿量子点为CsPbX3，X＝Cl,Br,I；所述无机钙钛矿量子点为纳米级尺度且具有紫外下转换功能；所述EVA封装胶为乙烯‑醋酸乙烯共聚物且醋酸乙烯的含量为25～45％，熔融指数在10～45g/10min之间。

【技术特征摘要】
1.一种具有光转换功能的太阳能电池EVA封装胶膜材料，其特征在于：所述材料由无机钙钛矿量子点与EVA封装胶复合而成；所述无机钙钛矿量子点为CsPbX3，X＝Cl,Br,I；所述无机钙钛矿量子点为纳米级尺度且具有紫外下转换功能；所述EVA封装胶为乙烯-醋酸乙烯共聚物且醋酸乙烯的含量为25～45％，熔融指数在10～45g/10min之间。2.根据权利要求1所述的太阳能电池EVA封装胶膜材料，其特征在于：所述无机钙钛矿量子点的质量为所述EVA封装胶质量的0.005～3％。3.根据权利要求2所述的太阳能电池EVA封装胶膜材料，其特征在于：所述无机钙钛矿量子点的质量为所述EVA封装胶质量的0.02～3％。4.根据权利要求1所述的太阳能电池EVA封装胶膜材料，其特征在于：所述材料厚度为0.1～6.0mm。5.根据权利要求1所述的太阳能电池EVA封装胶膜材料，其特征在于：所述EVA封装胶中醋酸乙烯的含量为30～40％，熔融指数在10～35g/10min之间。6.权利要求1～5任一项所述具有光转换功能的太阳能电池EVA封装胶膜材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈朝，李扬，郑将辉，陈佳超，杨星，郑淞生，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建,35