太阳能转换材料、包括其的太阳能电池封装物和包括其的太阳能电池制造技术

本发明专利技术涉及一种具有提高的效率的太阳能转换材料和包括其的太阳能电池。根据本发明专利技术的一个实施方案，本发明专利技术提供了一种太阳能转换材料，其包括氢氧化铝前体和镧系离子或包括其的衍生物。衍生物。衍生物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】太阳能转换材料、包括其的太阳能电池封装物和包括其的太阳能电池


[0001]本专利技术涉及一种具有提高的效率的太阳能转换材料和太阳能电池封装物以及包括其的太阳能电池。

技术介绍

[0002]最普遍商业化的太阳能电池是由硅材料制成的，并且由于自然太阳光谱与硅基材料的带隙之间的不匹配，所以约50％的光不能被利用。即，自然太阳光谱具有从紫外光到红外光波长的宽分布(280至2500nm，0.5至4.4eV)，而硅太阳能电池仅能够吸收紫外光和可见光波长中的一些波长。
[0003]最近，为了弥补这一点，已经提出了使用太阳能转换材料来提高自然阳光和硅太阳能电池的光转换效率的研究(Chem.Soc.Rev.，2013，42，173)。即，所提出的研究是将太阳能转换材料(太阳光谱转换器)引入到硅太阳能电池，该太阳能转换材料将硅吸收太阳光不足的紫外区中或具有比硅带隙更小能量的红外区中的光转换为可见光或近红外光波长区的光，其中可见光或近红外光可以被硅良好吸收。
[0004]此外，由于太阳能电池或通常由太阳能电池组成的太阳能模块安装在室外，并且长期暴露于外部环境，诸如热、湿、日较差或污染源，因此必须确保长期耐久性，以免受到这些外部因素的影响。
[0005]为了解决上述问题，还可以在封装物中分散功能性添加剂。例如，可以通过向封装物添加UV稳定剂、UV吸收剂或吸收剂和稳定剂的组合来确保长期耐久性，可以添加它们以提高对UV射线的耐久性。
[0006]然而，在紫外光吸收剂的情况下，紫外光区附近的光不能入射到太阳能电池中，因此太阳能电池模块的整体初始输出可能会不希望地降低。此外，为了提高绝缘性或诱发水分捕获，当引入无机颗粒(诸如二氧化硅或氢氧化镁)时，封装物的耐久性会或多或少地提高，但由于入射到太阳能电池前表面的太阳光的散射或反射，可能会干扰太阳能电池的光吸收。因此，当添加多种功能性添加剂来解决上述问题时，可以提高封装物的耐久性，但可能会降低太阳能电池或太阳能电池模块的整体输出。

技术实现思路

[0007]实施方案技术问题描述
[0008]为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种能够提高太阳能电池的光电流转换效率的太阳能转换材料。
[0009]本专利技术的另一目的在于提供一种太阳能电池封装物，以及一种具有高耐久性同时具有优异光电流转换效率的太阳能电池。
[0010]问题的解决方案
[0011]为实现本专利技术的目的，本专利技术提供了一种太阳能转换材料，该太阳能转换材料包
含发光氢氧化铝前体。
[0012]根据实施方案，氢氧化铝前体优选以下各项中的一种：一乙酸铝、三乙酸铝、二乙酸铝、铝三乙基铝、三甲基铝、烷醇铝、氯化二乙基铝、硫酸铝、氰化铝、亚硝酸铝、碳酸铝、亚硫酸铝、氢氧化铝、氧化铝、氯酸铝、硫化铝、铬酸铝、三氯化铝、高氯酸铝、硝酸铝、高锰酸铝、碳酸氢铝、磷酸铝、草酸铝、磷酸氢铝、硫代硫酸铝、亚氯酸铝、硫酸氢铝、重铬酸铝、溴化铝、次氯酸铝、氯化铝六水合物、磷酸二氢铝、亚磷酸铝、硫酸铝钾十二水合物、溴酸铝、氮化铝或其衍生物。
[0013]根据实施方案，太阳能转换材料优选包括Al(OH)3、AlOOH、5Al2O3·
2H2O或Al2O3结构。
[0014]根据实施方案，发光氢氧化铝优选地具有在1nm至1000μm的范围内的尺寸。
[0015]根据实施方案，发光氢氧化铝优选地具有多孔结构。
[0016]根据实施方案，太阳能转换材料优选地进一步包括镧系离子(lanthanide ion，或称为镧系元素离子)或包含其的衍生物。
[0017]根据实施方案，镧系离子优选地能够在近红外、紫外或可见光波长区中发射光。
[0018]根据实施方案，近红外发光镧系离子的前体优选地选自Yb(镱)、Nd(钕)、Er(铒)、Ho(钬)、Tm(铥)、和包含其的衍生物的一种或多种。
[0019]根据实施方案，镧系离子前体优选地包含发射波长在可见光波长区中的元素。
[0020]根据实施方案，基于100重量份的氢氧化铝前体，镧系离子或包含其的衍生物优选地包括0.001至10重量份的量。
[0021]根据实施方案，太阳能转换材料优选地进一步包括芳族环化合物或其衍生物。
[0022]根据实施方案，芳族环化合物或其衍生物优选地位于距氢氧化铝前体或由其衍生的氢氧化铝10nm以内，或者优选地由共价键形成。
[0023]根据实施方案，芳族环化合物优选地是以下各项中的一种或多种：其中仅碳和氢键合在一起的芳族烃，其中形成环的碳原子中的一些被除碳以外的氧、氮或硫原子取代的芳族杂环化合物，或者其中芳族烃和芳族杂环化合物分子中一些氢被官能团取代的衍生物。
[0024]根据实施方案，芳族环化合物优选地是以下各项中的一种或多种：呋喃、苯并苯并呋喃、异苯并苯并呋喃、吡咯、吲哚、异吲哚、噻吩、苯并苯并噻吩、苯并苯并噻吩、咪唑、苯并咪唑、嘌呤、吡唑、吲唑、噁唑、苯并噁唑、噁唑异噁唑、苯并噁唑异噁唑、噻唑、苯并苯并噻唑、苯并苯、萘、蒽、吡啶、喹喔啉、吖啶、嘧啶、喹唑啉、哒嗪、噌啉、酞嗪、1,2,3
‑
三嗪、1,2,4
‑
三嗪、1,3,5
‑
三嗪及其衍生物。
[0025]根据实施方案，太阳能转换材料的粒径优选地在0.5nm至500μm的范围内。
[0026]根据实施方案，太阳能转换材料的最大吸收波长为200nm至500nm，优选300nm至450nm。
[0027]根据实施方案，太阳能转换材料的最大发射波长优选450nm至1100nm。
[0028]为实现本专利技术的另一个目的，本专利技术提供了一种太阳能电池封装物，该太阳能电池封装物包括根据本专利技术的太阳能转换材料。
[0029]根据实施方案，封装物优选为具有100μm或更小的厚度的膜的形式。
[0030]根据实施方案，封装物优选为EVA(乙烯乙酸乙烯酯)、POE(聚烯烃弹性体)、交联的
聚烯烃(PO)、TPU(热塑性聚氨酯)、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)、有机硅(silicone，或称为聚硅氧烷)、有机硅/聚氨酯杂化物或离聚物。
[0031]根据实施方案，基于100重量份的封装物的树脂，太阳能转换材料优选地以0.0001至10重量份，优选地1至10重量份的量被包含。
[0032]为实现本专利技术的另一个目的，本专利技术提供了一种太阳能电池，该太阳能电池包括根据本专利技术的太阳能转换材料或太阳能电池封装物。
[0033]根据实施方案，太阳能转换材料优选地被涂覆在太阳能电池的前表面上或太阳能电池前表面上的封装物的后表面上。
[0034]根据实施方案，涂覆优选喷涂或丝网涂覆。
[0035]根据实施方案，太阳能电池封装物优选为EVA(乙烯乙酸乙烯酯)、POE(聚烯烃弹性体)、交联的聚烯烃(PO)、TPU(热塑性聚氨酯)、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)、有机硅、有机硅/聚氨酯杂化物或离聚物。
[0036]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种太阳能转换材料，包括具有紫外光吸收和可见光光致发光特性的发光氢氧化铝。2.根据权利要求1所述的太阳能转换材料，其中所述氢氧化铝前体是以下各项中的任一种：一乙酸铝、三乙酸铝、二乙酸铝、铝三乙基铝、三甲基铝、烷醇铝、氯化二乙基铝、硫酸铝、氰化铝、亚硝酸铝、碳酸铝、亚硫酸铝、氢氧化铝、氧化铝、氯酸铝、硫化铝、铬酸铝、三氯化铝、高氯酸铝、硝酸铝、高锰酸铝、碳酸氢铝、磷酸铝、草酸铝、磷酸氢铝、硫代硫酸铝、亚氯酸铝、硫酸氢铝、重铬酸铝、溴化铝、次氯酸铝、氯化铝六水合物、磷酸二氢铝、亚磷酸铝、硫酸铝钾十二水合物、溴酸铝、氮化铝或其衍生物。3.根据权利要求1所述的太阳能转换材料，其中所述太阳能转换材料包括Al(OH)3、AlOOH、5Al2O3·
2H2O或Al2O3结构。4.根据权利要求1所述的太阳能转换材料，其中所述发光氢氧化铝的尺寸在1nm至1000μm的范围内。5.根据权利要求1所述的太阳能转换材料，其中所述发光氢氧化铝具有多孔结构。6.根据权利要求1所述的太阳能转换材料，进一步包括镧系离子或包含其的衍生物。7.根据权利要求6所述的太阳能转换材料，其中所述镧系离子能够在近红外、紫外或可见光波长区中发射光。8.根据权利要求6所述的太阳能转换材料，其中近红外发光镧系离子的前体是选自Yb(镱)、Nd(钕)、Er(铒)、Ho(钬)、Tm(铥)和包含其的衍生物的一种或多种。9.根据权利要求6所述的太阳能转换材料，其中所述镧系离子前体包含在所述可见光波长区中具有光致发光波长的元素。10.根据权利要求6所述的太阳能转换材料，其中基于100重量份的所述氢氧化铝前体，所述镧系离子或包含其的衍生物以0.001至10重量份的量被包括。11.根据权利要求1所述的太阳能转换材料，进一步包括芳族环化合物或其衍生物。12.根据权利要求11所述的太阳能转换材料，其中所述芳族环化合物或其衍生物位于距所述氢氧化铝前体或由其衍生的氢氧化铝10nm以内，或由共价键形成。13.根据权利要求11所述的太阳能转换材料，其中所述芳族环化合物是以下各项中的一种或多种：其中仅碳和氢键合在一起的芳族烃，其中形成环的碳原子中的一些被除碳以外的氧、氮或硫原子取代的芳族杂环化合物，或者其中所述芳族烃和所述芳族杂环化合物分子中的一些氢被官能团取代的衍生物。14.根据权利要求11所述的太阳能转换材料，其中所述芳族环化合物是以下各项中的一种或多种：呋喃、苯并苯并呋喃、异苯并苯并呋喃、吡咯、吲哚、异吲哚、噻吩、苯并苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：金基世，韩在爀，李度勳，金俊奇，金韺来，白太锺，金敏慧，申孝柱，
申请(专利权)人：韩华道达尔有限公司，
类型：发明
国别省市：