光伏组件用绝缘转光膜及其制备方法、光伏组件技术

本发明专利技术属于封装胶膜技术领域，具体涉及一种光伏组件用绝缘转光膜及其制备方法、光伏组件，本发明专利技术的光伏组件用绝缘转光膜制备过程，包括碳量子点的绝缘包覆和共混配料、流延成膜。本发明专利技术使用的碳量子点来源广泛，安全环保，且易修饰，绝缘修饰后的硅氧烷包覆碳量子点能更好地分散在树脂基材中，且结合良好。本发明专利技术提高了胶膜对紫外光的转换率，提高了组件的发电效率，且降低了老化后组件发电效率的衰减。制备工艺简单环保，贴合现有光伏生产工艺。贴合现有光伏生产工艺。贴合现有光伏生产工艺。

【技术实现步骤摘要】
光伏组件用绝缘转光膜及其制备方法、光伏组件


[0001]本专利技术属于封装胶膜
，具体涉及一种光伏组件用绝缘转光膜及其制备方法、光伏组件。

技术介绍

[0002]太阳光谱是一种不同波长的连续光谱，分为紫外线、可见光、红外线三部分；其中紫外线和红外线是不可见光。而大多数太阳能电池对中波长的光，响应比较好。这主要与“太阳能电池的量子效率”有着密切联系。“太阳能电池的量子效率”是指太阳能电池的电荷载流子数目与照射在太阳能电池表面一定能量的光子数目的比率。太阳能电池的量子效率与太阳能电池对照射在太阳能电池表面的各个波长的光的响应有关。太阳能电池的量子效率与光的波长或者能量有关。如果对某一波长的光，太阳能电池完全吸收了所有的光子，并且我们搜集到由此产生的少数载流子（例如，电子在P型材料上），那么太阳能电池在此波长的量子效率为1；对于能量低于能带隙的光子，太阳能电池的量子效率为0。比如红外光，光子能量太低，不足以激发载流子，太阳电池对红外光不响应，所以，太阳能电池晚上不能发电。绝大多数太阳能电池的量子效率会由于再结合效应而降低。所谓“再结合效应”是指激发的电荷载流子不能有效进入外部电路中（发电）。比如，短波长的光（紫光或紫外线），是在非常接近电池表面的地方被吸收的，（激发的载流子）在前表面的相当多的再结合将会影响太阳能电池在该波长附近的太阳能电池量子效率。也就是说，太阳能电池对短波长的光，利用率比较低。中波长的光，是被太阳能电池的主体吸收的，激发的载流子也容易进入外部电路，量子效率较高。因此，一般来说，太阳能电池对中波长的光（比如蓝光，绿光，红光），响应比较好。
[0003]其中，紫外线不仅发电效率低下，而且对光伏组件的伤害极其严重，背板紫外光光解、EVA变色、有机电池（有机电池、燃料敏化电池、钙钛矿电池）紫外光光解、晶硅电池的光致衰减和光热衰减，都是光照造成的问题，严重影响发电效率和组件可靠性。但是紫外光毕竟能量很大，所以一直有人都在打它的主意。高透玻璃、减反玻璃、改进正银、轻掺杂发射极，使得利用紫外光的可能性大大增加。于是作为最后一道障碍，人们开发了高紫外透过率的EVA。高透EVA可以使得短路电流和最后的发电效率提升1.7%。可是，研究人员发现，紫外光对电池有严重伤害。基本上，随着紫外线的注入量的增加，电池指标基本上是线性下降。其中开路电压的下降尤其厉害。因此，如何将紫外光转换成可见光极具意义，不仅能够提高发电效率，也可以延长组件的使用寿命。
[0004]碳基量子点是一类具有显著荧光性能的零维碳纳米材料，它由超细的、分散的、准球形、尺寸低于10 nm的碳纳米颗粒组成，而直径在10nm以内的颗粒,由于其尺度已经小于可见光的波长了,光波在遇到金属颗粒会产生“绕过”的现象,即完全不反射可见光。因此，碳基量子点是一种极佳的作为转光膜制备的填充转光材料。此外，碳量子点具有优秀的光学性质，良好的水溶性、低毒性、环境友好、原料来源广、成本低等诸多优点。
[0005]作为碳基材料，碳基量子点同样具备了高导电性，而太阳能电池片封装的首要条
件就是绝缘性，如何提高碳基量子点的绝缘性，对于其在转光膜制备中的应用具有极强的科学和工程价值。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种光伏组件用绝缘转光膜及其制备方法、光伏组件，以解决碳基量子点的高导电性无法应用于封装胶膜的技术问题。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种光伏组件用绝缘转光膜的制备方法，包括如下步骤：步骤S1，通过硅酸酯和硅烷偶联剂的共水解缩合方式对碳量子点进行绝缘包覆，得到硅氧烷包覆碳量子点；步骤S2，将硅氧烷包覆碳量子点与热塑性弹性体颗粒及助剂混合均匀，得到预制备料；步骤S3，将预制备料通过流延法制备成光伏组件用绝缘转光膜；其中所述共水解缩合方式包括如下步骤：将硅酸酯和硅烷偶联剂溶解于醇的水溶液中，再加入碳量子点和催化剂进行搅拌，搅拌2
‑
8小时；进行离心、洗涤，烘干，得到硅氧烷包覆碳量子点备用；所述热塑性弹性体颗粒为POE和EVA中的一种；所述助剂包括交联剂、助交联剂、光稳定剂、抗氧剂。
[0008]又一方面，本专利技术还提供了一种通过如前所述的制备方法得到的光伏组件用绝缘转光膜，包括碳量子点；其中所述碳量子点为共水解缩合绝缘包覆后的硅氧烷包覆碳量子点。
[0009]第三方面，本专利技术还提供了一种光伏组件，包括如前所述的光伏组件用绝缘转光膜作为单层转光胶膜，或与通用紫外截止层胶膜共挤作为双层转光胶膜。
[0010]本专利技术的有益效果是，本专利技术的光伏组件用绝缘转光膜及其制备方法、光伏组件通过绝缘修饰后的硅氧烷包覆碳量子点使其更好的分散在树脂基材中，有效提高了胶膜对紫外光的转换率，提高了组件的发电效率，且降低了老化后组件发电效率的衰减。制备工艺简单环保，贴合现有光伏生产工艺。
[0011]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。
[0012]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1是本专利技术的碳量子点绝缘包覆前后的形貌变化图；
[0015]图2是本专利技术的碳量子点和硅氧烷包覆碳量子点的XRD图；
[0016]图3是本专利技术的不同胶膜的荧光发光光谱图。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术
的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]本专利技术提供了一种光伏组件用绝缘转光膜的制备方法，包括如下步骤：步骤S1，通过硅酸酯和硅烷偶联剂的共水解缩合方式对碳量子点进行绝缘包覆，得到硅氧烷包覆碳量子点；步骤S2，将硅氧烷包覆碳量子点与热塑性弹性体颗粒及助剂混合均匀，得到预制备料；步骤S3，将预制备料通过流延法制备成光伏组件用绝缘转光膜；其中所述共水解缩合方式包括如下步骤：将硅酸酯和硅烷偶联剂溶解于醇的水溶液中，再加入碳量子点和催化剂进行搅拌，搅拌2
‑
8小时；进行离心、洗涤，烘干，得到硅氧烷包覆碳量子点备用；所述热塑性弹性体颗粒为POE和EVA中的一种；所述助剂包括交联剂、助交联剂、光稳定剂、抗氧剂。
[0019]在其中一个实施例中，所述共水解缩合方式中，搅拌方式为机械搅拌，搅拌速度为500～800rpm，搅拌时间为2～8小时；离心速度为5000～10000rpm本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏组件用绝缘转光膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，通过硅酸酯和硅烷偶联剂的共水解缩合方式对碳量子点进行绝缘包覆，得到硅氧烷包覆碳量子点；步骤S2，将硅氧烷包覆碳量子点与热塑性弹性体颗粒及助剂混合均匀，得到预制备料；步骤S3，将预制备料通过流延法制备成光伏组件用绝缘转光膜；其中所述共水解缩合方式包括如下步骤：将硅酸酯和硅烷偶联剂溶解于醇的水溶液中，再加入碳量子点和催化剂进行搅拌，搅拌2
‑
8小时；进行离心、洗涤，烘干，得到硅氧烷包覆碳量子点备用；所述热塑性弹性体颗粒为POE和EVA中的一种；所述助剂包括交联剂、助交联剂、光稳定剂、抗氧剂。2.如权利要求1所述的光伏组件用绝缘转光膜的制备方法，其特征在于，所述碳量子点为碳纳米管量子点、石墨烯量子点、纳米金刚石量子点和荧光碳颗粒量子点中的一种或两种以上的混合物。3.如权利要求1所述的光伏组件用绝缘转光膜的制备方法，其特征在于，所述硅酸酯为正硅酸四乙酯、四（2
‑
乙基己基）硅酸酯、硅酸异丙酯、正硅酸甲酯中的任意一种。4.如权利要求1所述的光伏组件用绝缘转光膜的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570、KH792和DL602中的任意一种。5.如权利要求1所述的光伏组件用绝缘转光膜的制备方法，其特征在于，所述醇为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇和正丁醇中的一种或两种以上的混合物。6.如权利要求1所述的光伏组件用绝缘转光膜的制备方法，其特征在于，所述硅酸酯、硅烷偶联剂、催化剂、醇、水和碳量子点的质量配比为：碳量子点
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1～5份；硅酸酯
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【专利技术属性】
技术研发人员：居俊杰，潘俊，俞明华，孟雪，
申请(专利权)人：苏州易昇光学材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：