一种提高太阳能电池组件转换效率的结构制造技术

本发明专利技术是一种提高光谱下转换太阳能电池转换效率的结构，该结构从下到上依次排列的太阳能电池片、有机透明胶膜、增反薄膜、玻璃板、增透薄膜；将下转换材料的颗粒和无机透明颗粒分散于有机透明胶膜中；在玻璃板的上表面制备增透薄膜，在玻璃板的下表面制备玻璃板下表面的增反薄膜；将玻璃板与太阳能电池片通过有机透明胶膜在真空中封装为一体。本发明专利技术利用玻璃板上表面的增透薄膜，增加外部入射光的透过；利用玻璃板下表面的增反薄膜将下转换颗粒向上发出的光和无机透明颗粒向上散射的光反射回太阳能电池片表面；利用无机透明颗粒的的散射增加光谱下转换颗粒对入射光的吸收，提高电池的光电转换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种提高太阳能电池组件转换效率的结构
本专利技术涉及一种利用无机透明颗粒的散射增加光谱下转换太阳能电池转换效率的结构。
技术介绍
太阳能电池在短波区域光谱响应较低，与此同时，此波段的反射率相对较高,因此位于此波段的大部分光子，或者在表面被反射，或者在到达太阳能电池p-n结之前便被消耗殆尽。仅有一小部分能被太阳能电池吸收利用产生电流。如何利用太阳光谱中短波长光子的能量一直是一个技术难题。光谱下转换材料可以将短波长的高能量光子转换为能够被太阳能电池吸收的长波长光子，将其颗粒混合于有机透明胶膜之中，然后覆盖在电池表面，有利于改善电池在短波长范围的性能。但是由于光谱下转换颗粒的引入会带来电池表面反射的增加，因此只能在有机透明胶膜中混入少量的光谱下转换颗粒，以免反射率上升过大而抵消了光谱下转换效应带来的好处。这样就导致有大量的入射光无法照射到光谱下转换颗粒而直接穿过有机透明胶膜到达电池表面，使得很多短波光子不能转换为长波光子而被电池吸收，限制了光谱下转换太阳能电池转换效率的提高。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的是提供一种提高光谱下转换太阳能电池转换效率的结构，以改善高能量光子的利用率。
技术实现思路
：本专利技术是一种提高光谱下转换太阳能电池转换效率的结构，该结构从下到上依次排列的太阳能电池片、有机透明胶膜、增反薄膜、玻璃板、增透薄膜；将下转换材料的颗粒和无机透明颗粒分散于有机透明胶膜中；在玻璃板的上表面制备增透薄膜，在玻璃板的下表面制备玻璃板下表面的增反薄膜；将玻璃板与太阳能电池片通过有机透明胶膜在真空中封装为一体。增反薄膜、增透薄膜的制备方法为真空镀膜、旋涂或化学溶液法,薄膜材料为有机或无机材料，其结构可以是二维连续薄膜或三维微米或纳米结构。所述有机透明胶膜，光谱下转换材料的颗粒和无机透明颗粒均匀分散于有机透明胶膜中，无机透明颗粒的散射可以增加下转换颗粒的光吸收。所述下转换材料为有机或无机下转换材料。有机透明胶膜的厚度在1mm以下，形状是层状、带状、环状或圆饼状中的任意一种。所述下转换颗粒和无机透明颗粒的大小在1nm-1mm之间。所述的玻璃板上表面的增透薄膜能够减少入射光在玻璃上表面的反射，玻璃板下表面的增反薄膜能够将无机透明颗粒向上散射的光和下转换颗粒向上发出的光反射回电池片。有益效果：将下转换颗粒和无机透明颗粒混合入有机透明胶膜中，可以利用无机透明颗粒的散射增加下转换颗粒对短波光子的吸收，提高了太阳能电池对短波长光子的利用率。同时，在玻璃板下表面的增反薄膜能够将无机透明颗粒向上散射的光和下转换颗粒向上发出的光又反射回电池表面，避免了因为下转换颗粒和无机透明颗粒带来的表面反射的增加。这个方法不仅让更多的短波光子被下转换颗粒吸收后转换为长波光子，而且也避免了因无机透明颗粒的向上散射和下转换颗粒的向上发光而带来的反射率增加。与普通的光谱下转换太阳能电池相比，采用这个方法的光谱下转换太阳能电池具有更高的光电转换效率。附图说明图1包含有增透和增反薄膜的太阳能电池组件结构图，图中有：太阳能电池片1，有机透明胶膜2，增反薄膜3，玻璃板4，增透薄膜5。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明。本专利技术提供一种提高光谱下转换太阳能电池转换效率的结构。1、将下转换材料的颗粒和无机透明颗粒均匀分散于有机透明胶膜中；2、在玻璃板的上表面制备增透薄膜，在玻璃板的下表面制备增反薄膜；3、将玻璃板与太阳能电池片通过有机透明胶膜在真空中封装为一体；4、增透和增反薄膜是有机或无机材料，采用真空镀膜、旋涂或化学溶液法制备；5、玻璃板、有机透明胶膜与电池片在真空中进行封装，封装温度为130-250℃，压强为1╳10-1-1╳102Pa；6、光谱下转换颗粒为有机或无机材料；7、玻璃板下表面的光谱下转换薄膜的形状可以是层状、带状、环状、圆饼状或柱状阵列中的任意一种。8、光谱下转换颗粒和无机透明颗粒的大小为1nm-1mm。实施例11)将掺铈的钇铝石榴石光谱下转换颗粒和二氧化硅颗粒均匀分散到乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜中；2)采用磁控溅射真空镀膜的方法在玻璃板表面制备二氧化硅薄膜作为增透薄膜，在玻璃板下表面制备三氧化二铝薄膜作为增反薄膜；3)在压力为1╳10-1Pa的真空室中，将玻璃片与太阳能电池片通过有机透明胶膜经加热封装为一体；4)太阳能电池的结构自上而下依次为：玻璃板、含有下转换材料的颗粒和无机透明颗粒的有机透明胶膜和太阳能电池片。实施例21)将掺铕的钙铝硅氮光谱下转换颗粒和二氧化硅颗粒均匀分散到乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜中；2)采用磁控溅射真空镀膜的方法在玻璃板表面制备二氧化硅纳米柱阵列薄膜作为增透薄膜，在玻璃板下表面制备三氧化二铝薄膜作为增反薄膜；3)在压力为1╳10-1Pa的真空室中，将玻璃片与太阳能电池片通过有机透明胶膜经加热封装为一体；4)太阳能电池的结构自上而下依次为：玻璃板、含有下转换材料的颗粒和无机透明颗粒的有机透明胶膜和太阳能电池片。实施例31)将掺铈的钇铝石榴石光谱下转换颗粒和三氧化二铝颗粒均匀分散到乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜中；2)采用磁控溅射真空镀膜的方法在玻璃板表面制备二氧化硅纳米柱阵列薄膜作为增透薄膜，在玻璃板下表面制备三氧化二铝纳米柱阵列薄膜作为增反薄膜；3)在压力为1╳10-1Pa的真空室中，将玻璃片与太阳能电池片通过有机透明胶膜经加热封装为一体；4)太阳能电池的结构自上而下依次为：玻璃板、含有下转换材料的颗粒和无机透明颗粒的有机透明胶膜和太阳能电池片。实施例41)将掺铈的钇铝石榴石光谱下转换颗粒和二氧化硅颗粒均匀分散到乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜中；2)采用化学溶液法在玻璃板表面制备二氧化硅薄膜作为增透薄膜，在玻璃板下表面制备氮化硅薄膜作为增反薄膜；3)在压力为1╳10-1Pa的真空室中，将玻璃片与太阳能电池片通过有机透明胶膜经加热封装为一体；4)太阳能电池的结构自上而下依次为：玻璃板、含有下转换材料的颗粒和无机透明颗粒的有机透明胶膜和太阳能电池片。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高光谱下转换太阳能电池转换效率的结构，其特征在于：该结构从下到上依次排列的太阳能电池片(1)、有机透明胶膜(2)、增反薄膜(3)、玻璃板(4)、增透薄膜(5)；将下转换材料的颗粒和无机透明颗粒分散于有机透明胶膜(2)中；在玻璃板(4)的上表面制备增透薄膜(5)，在玻璃板(4)的下表面制备玻璃板下表面的增反薄膜(3)；将玻璃板(4)与太阳能电池片(1)通过有机透明胶膜(2)在真空中封装为一体。

【技术特征摘要】
1.一种提高光谱下转换太阳能电池转换效率的结构，其特征在于：该结构从下到上依次排列的太阳能电池片(1)、有机透明胶膜(2)、增反薄膜(3)、玻璃板(4)、增透薄膜(5)；将下转换材料的颗粒和无机透明颗粒分散于有机透明胶膜(2)中；在玻璃板(4)的上表面制备增透薄膜(5)，在玻璃板(4)的下表面制备玻璃板下表面的增反薄膜(3)；将玻璃板(4)与太阳能电池片(1)通过有机透明胶膜(2)在真空中封装为一体。2.根据权利要求1所述的提高光谱下转换太阳能电池转换效率的结构，其特征在于：增反薄膜(3)、增透薄膜(5)的制备方法为真空镀膜、旋涂或化学溶液法,薄膜材料为有机或无机材料，其结构可以是二维连续薄膜或三维微米或纳米结构。3.根据权利要求1所述的提高光谱下转换太阳能电池转换效率的结构，其特征在于：所述有机透明胶膜(2)，光谱下转换材料的颗粒和...

【专利技术属性】
技术研发人员：娄朝刚，刁晗，杨桦，马丁，王兆勇，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32