一种光转化膜及光伏组件制造技术

本申请公开了一种光转化膜及光伏组件，所述光转化膜包括转光层，所述转光层的原料至少包括转光剂，所述转光剂为稀土元素有机配合物类转光剂。该光转化膜具有优越的耐老化性能及光电转化效率。光电转化效率。

【技术实现步骤摘要】
一种光转化膜及光伏组件


[0001]本申请涉及光伏组件领域，尤其是涉及一种光转化膜及光伏组件。

技术介绍

[0002]光伏组件在太阳光照射下，可通过电池片将光能转化为电能。限于光伏组件的光谱响应特性，其只能利用入射光谱中的低频部分光子，造成了光能的损失，致使光伏组件存在光电转化效率低的问题，严重的制约了光伏组件的发展。
[0003]光致发光转光剂是一种能够吸收晶体硅电池光谱响应较差的短波长光子，再发射出光谱响应较好的长波长光子。例如，部分转光剂可将太阳光中强度最大且无法被电池片利用的蓝光，转化为可利用的红光，从而提高光伏组件的光电转化效率。
[0004]然而，目前所应用的转光材料，有两大类，其中无机类的转光材料在胶膜中存在分散困难的问题，导致透光率低，影响其光电转化效率，(应用专利)有机类的转光材料在胶膜中容易分散但稳定差，会和胶膜中某些组分反应而失效或者在户外使用中老化失效。

技术实现思路

[0005]为提高光伏组件的光电转化效率，本申请提供一种光转化膜及光伏组件。
[0006]第一方面，本申请提供一种光转化膜，其包括转光层，所述转光层的原料至少包括转光剂，所述转光剂的结构通式为Eu(t
‑
ND)3,其中t
‑
ND为去质子化以后的膦氧基、亚砜基或砜基取代的4
‑
羟基
‑
1,5
‑
萘啶类阴离子配体。所述转光剂的结构如式Ⅰ、式Ⅱ或式Ⅲ所示：其中,R1、R2、R3、R4,各自独立为氢原子、卤素原子、氰基、C1
‑
C8的直链或支链烷基、C1
‑
C8的直链或支链卤素取代烷基；R5为C1
‑
C18的直链或支链烷基、苯基、萘基或者取代的苯基，所述的取代的苯基为被卤素原子、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、三氟甲基、二甲胺基所取代的苯基。或者，所述转光剂的结构通式为Eu(ND)
x
A
y
L
m
，其中ND为4
‑
羟基
‑
1，5
‑
萘啶类阴离子配体，A为除ND以外的其他阴离子配体，L为中性配体；x＝1、2或3，y＝0、1或2，并且x+y＝3；m＝0、1、2或3，所述转光剂的结构式如式Ⅳ所示：
式Ⅳ中，R1、R2、R3、R4和R5各自独立为氢原子、卤素原子、硝基、氰基、烷基、卤素取代烷基、烯基、炔基、氨基、N
‑
取代氨基、烷氧基、羧基、酯基、酰基、酰胺基、N
‑
取代酰氨基、芳基或杂环芳基，且R5不含有氮或者氧配位点；A为除ND外的其他阴离子配体，L为中性配体；x＝1、2或3，y＝0、1或2，并且x+y＝3；m＝0、1、2或3；或者，所述转光剂的结构通式为Ln(L)3，其中L为2
‑
羧基
‑
吡啶类、2
‑
羧基
‑
噻吩类、2
‑
羧基
‑
呋喃类配体的阴离子，Ln代表稀土离子，所述转光剂的结构式如式
Ⅴ‑
式
Ⅶ
所示：式
Ⅴ‑
式
Ⅶ
中，R为膦氧基、亚砜基或砜基，膦氧基形式为P(＝O)(R1)2，亚砜形式为S(＝O)R1，砜形式为S(＝O)(＝O)R1；上述膦氧基、亚砜基或砜基中的一个氧原子参与同稀土离子的配位；上述R1为烷基或芳基，所述烷基为C1
‑
C18的直链或支链烷基，所述芳基为苯基、萘基、对甲苯基；或者，所述转光剂的结构如式
Ⅷ
所示：式
Ⅷ
中，Ln代表稀土离子；M为抗衡阳离子，R1、R2、R3、R4和R5各自独立为氢原子、卤素原子、氰基、C1
‑
C8的直链或支链烷基或卤素取代的C1
‑
C8的直链或支链烷基。或者，所述转光剂的结构如式
Ⅸ
所示：式
Ⅸ
中，R1、R2、R3、R4和R5各自独立为氢原子、卤素原子、氰基、C1C18的直链或支链烷基，M为抗衡阳离子；当R5为分子量大于30的基团时，由于位阻的影响，其结构如式
Ⅹ
所
示：式
Ⅹ
中，R1、R2、R3、R4和R5各自独立为氢原子、卤素原子、氰基、C1C18的直链或支链烷基，M为抗衡阳离子；或所述转光剂的结构如式
Ⅺ
所示：式
Ⅺ
中，R1、R2、R3和R4各自独立为氢原子、卤素原子、氰基、C1
‑
C8的直链或支链烷基、C1
‑
C8的直链或支链卤素取代烷基；R5为下列式1
‑
式4中的任一种：其中，R6为C1
‑
C18的直链或支链烷基、苯基、萘基或者取代的苯基，所述的取代的苯基为被卤素原子、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、三氟甲基、二甲胺基所取代的苯基。
[0007]本申请的光转化膜选取包含特定的有机配体的稀土转光剂，这些有机配体能降低稀土转光剂的熔点，可以在较低温度下熔融从而分散到基体树脂中，并且这些有机配体本身与基体树脂具有亲和性，使得本申请的光转化膜透光率高。
[0008]本申请应用的稀土转光剂功能主体是无机材料，所以在长期户外使用中稳定性优异。因此，采用上述转光剂，可获得具有优越热稳定性、光稳定性以及突出光电转化效率的光转化膜；相比于采用常规三齿ND类稀土配体,本申请所得三齿ND类阴离子配体的光电转化效率最高可提升约3％。
[0009]需要注意的是，在光转化膜制备过程中，可将转光剂与基体树脂预先在40
‑
200℃下熔融共混，以实现转光剂的充分分散，保障光转化膜具有优越的光电转化效率。
[0010]优选的，所述转光层的包括如下重量百分比的原料：基体树脂：51～99.99wt％；交联剂：0～5wt％；可接枝单体：0～10wt％；增粘剂：0～5wt％；光稳定剂：0～5wt％；抗氧化剂：0～5wt％；转光剂：0.01～19wt％。
[0011]上述技术方案中，以基体树脂为主要材料，通过加入光转化剂、光稳定剂、抗氧化剂，经过熔融挤出可获得具有优异光转化效率、抗光老化性能的光转化膜。另外，光转化膜原料中是否采用交联剂可根据基体树脂的材料进行选择。
[0012]可接枝单体包括丙烯酸酯类、不饱和酸类、丙烯酰胺类、硅烷类接枝单体。
[0013]丙烯酸酯类接枝单体包括甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯、2
‑
丙烯酸羧乙酯、异冰片基丙烯酸酯、异冰片基甲基丙烯酸酯、2
‑
羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、三烯丙基异三聚氰酸酯和二缩三丙二醇丙烯酸酯中的一种或多种。
[0014]不饱和酸类接枝单体包括马来酸、富马酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、α
‑
甲基巴豆酸和肉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光转化膜，其特征在于，包括转光层，所述转光层的原料至少包括转光剂，所述转光剂的结构通式为Eu(t
‑
ND)3,其中t
‑
ND为去质子化以后的膦氧基、亚砜基或砜基取代的4
‑
羟基
‑
1,5
‑
萘啶类阴离子配体，所述转光剂的结构如式Ⅰ、式Ⅱ或式Ⅲ所示：其中,R1、R2、R3、R4,各自独立为氢原子、卤素原子、氰基、C1
‑
C8的直链或支链烷基、C1
‑
C8的直链或支链卤素取代烷基；R5为C1
‑
C18的直链或支链烷基、苯基、萘基或者取代的苯基，所述的取代的苯基为被卤素原子、甲基、乙基、异丙基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、三氟甲基、二甲胺基所取代的苯基；或者，所述转光剂的结构通式为Eu(ND)
x
A
y
L
m
，其中ND为4
‑
羟基
‑
1，5
‑
萘啶类阴离子配体，A为除ND以外的其他阴离子配体，L为中性配体；x＝1、2或3，y＝0、1或2，并且x+y＝3；m＝0、1、2或3，所述转光剂的结构式如式Ⅳ所示：式Ⅳ中，R1、R2、R3、R4和R5各自独立为氢原子、卤素原子、硝基、氰基、烷基、卤素取代烷基、烯基、炔基、氨基、N
‑
取代氨基、烷氧基、羧基、酯基、酰基、酰胺基、N
‑
取代酰氨基、芳基或杂环芳基，且R5不含有氮或者氧配位点；A为除ND外的其他阴离子配体，L为中性配体；x＝1、2或3，y＝0、1或2，并且x+y＝3；m＝0、1、2或3；或者，所述转光剂的结构通式为Ln(L)3，其中L为2
‑
羧基
‑
吡啶类、2
‑
羧基
‑
噻吩类、2
‑
羧基
‑
呋喃类配体的阴离子，Ln代表稀土离子，所述转光剂的结构式如式
Ⅴ‑
式
Ⅶ
所示：式
Ⅴ‑
式
Ⅶ
中，R为膦氧基、亚砜基或砜基，膦氧基形式为P(＝O)(R1)2，亚砜形式为S(＝O)R1，砜形式为S(＝O)(＝O)R1；上述膦氧基、亚砜基或砜基中的一个氧原子参与同稀土离子的配位；上述R1为烷基或芳基，所述烷基为C1
‑
C18的直链或支链烷基，所述芳基为苯基、萘基、对甲苯基；或者，所述转光剂的结构如式
Ⅷ
所示：
式
Ⅷ
中，Ln代表稀土离子；M为抗衡阳离子，R1、R2、R3、R4和R5各自独立为氢原子、卤素原子、氰基、C1
‑
C8的直链或支链烷基或卤素取代的C1
‑
C8的直链或支链烷基；或者，所述转光剂的结构如式
Ⅸ
所示：式
Ⅸ
中，R1、R2、R3、R4和R5各自独立为氢原子、卤素原子、氰基、C1C18的直链或支链烷基，M为抗衡阳离子；当R5为分子量大于30的基团时，由于位阻的影响，其结构如式
Ⅹ
所示：式
Ⅹ
中，R1、R2、R3、R4和R5各自独立为氢原子、卤素原子、氰基、C1C18的直链或支链烷基，M为抗衡阳离子；或所述转光剂的结构如式
Ⅺ
所示：式
Ⅺ
中，R1、R2、R3和R4各自独立为氢原子、卤素原子、氰基、C1
‑
C8的直链或支链烷基、C1
‑
C8的直链或支链卤素取代烷基；R5为下列式1
‑
式4中的任一种：其中，R6为C1
‑
C18的直链或支链烷基、苯基、萘基或者取代的苯基...

【专利技术属性】
技术研发人员：李民，杨英，
申请(专利权)人：上海海优威新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：