一种薄膜太阳能电池用改性玻璃及其制备方法与流程

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技术领域

本发明属于薄膜太阳能电池组件制备领域,具体涉及一种薄膜太阳能电池用导电膜及其制备方法。



背景技术:

随着能源的紧缺,太阳能越来越受欢迎。目前市场上的多元化合物薄膜太阳能电池,如砷化镓、硫化镉薄膜太阳能电池等。玻璃作为薄膜太阳能电池的重要组件,力学性能差的玻璃耐不住环境的摧蚀。

申请号200710003518.0,名称为钠钙玻璃配方的中国专利,公开了该玻璃主要包含以下化合物及氧化物组成百分比含量:SiO2 73.35%-73.75%,Al2O 3.1%-3.3%,CaO10.15%-10.45%,MgO0.25%-0.56%,R2O12.6%-12.8%,Fe2O3 0.03%-0.08%,上述R成分是Na。虽然盖专利提升了玻璃的融化速度和澄清,保证了玻璃无毒,但是该玻璃质量较重,制备出太阳能电池分量重,不利于移动。

申请号201280060914.6,名称为太阳能电池用玻璃基板,具体公开了以质量%计含有SiO240%~70%、Al2O31%~20%、Na2O1%~20%,并且玻璃中的水分量低于25mmol/L。本发明玻璃基板改善了在高温处理工序中变形、热收缩性能,但是透光率不足,组分过于单一。



技术实现要素:

针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种薄膜太阳能电池用改性玻璃及其制备方法,该玻璃质量轻,透光率高,成本低廉,且制备步骤简单。

一种薄膜太阳能电池用改性玻璃,包括以下按重量份数计的组分:二氧化硅60-80份,三氧化二铝13-43份,氧化钠24-53份,碳酸钾10-28份,氧化锌2-9份,硼砂25-35份,硝酸钠34-53份,氧化钴1-5份,氯化钠43-56份,石墨24-54份,锰粉24-43份,石英砂1-34份,氧化镍34-54份,氧化钙13-26份,氧化铬34-54份,竹纤维3-9份,抗氧化剂1-4份,氢氧化钠1-4份。

作为改进的是,上述薄膜太阳能电池用改性玻璃,包括以下按重量份数计的组分:

二氧化硅72份,三氧化二铝35份,氧化钠28份,碳酸钾14份,氧化锌7份,硼砂32份,硝酸钠41份,氧化钴4份,氯化钠52份,石墨38份,锰粉34份,石英砂32份,氧化镍48份,氧化钙18份,氧化铬48份,竹纤维7份,抗氧化剂3份,氢氧化钠2份。

作为改进的是,还包括泡沫铝23-48份,纳米铝12-32份,纳米碳1-8份。

上述薄膜太阳能电池用改性玻璃的制备方法,包括以下步骤:步骤1,称取各组分;步骤2,将二氧化硅、三氧化二铝、氧化钠、碳酸钾、氧化锌、硼砂、硼酸钠、氧化钴、氯化钠、石墨、锰粉、石英砂、氧化镍、氧化钙、氧化铬投入反应釜中,加热至500-700℃后等离子处理4-9s后得第一混合物;步骤3,将竹纤维、氢氧化钠混合低温浸泡24-34h后,加入第一混合物中,再加入抗氧化剂搅拌均匀得第二混合物;步骤4,将第二混合物高温烧结即可。

作为改进的是,步骤2中步等离子处理的频率为1000-1500W。

作为改进的是,步骤3中低温为-25℃。

作为改进的是,步骤4中高温烧结的温度为450-630℃,烧结环境为相对湿度为20%-45%。

有益效果

本发明改性玻璃透光率高,质量轻,等离子改性后玻璃表面应力高达904MPa,提高了玻璃的性能,玻璃作为薄膜太阳能电池的重要组件,物理性能的提高,有效地保护了导电薄膜,延长了电池的使用寿命。

具体实施方式

实施例1

一种薄膜太阳能电池用改性玻璃,包括以下按重量份数计的组分:二氧化硅60份,三氧化二铝13份,氧化钠24份,碳酸钾10份,氧化锌2份,硼砂25份,硝酸钠34份,氧化钴1份,氯化钠43份,石墨24份,锰粉24份,石英砂1份,氧化镍34份,氧化钙13份,氧化铬34份,竹纤维3份,抗氧化剂1份,氢氧化钠1份。

上述薄膜太阳能电池用改性玻璃的制备方法,包括以下步骤:步骤1,称取各组分;步骤2,将二氧化硅、三氧化二铝、氧化钠、碳酸钾、氧化锌、硼砂、硼酸钠、氧化钴、氯化钠、石墨、锰粉、石英砂、氧化镍、氧化钙、氧化铬投入反应釜中,加热至500℃后等离子处理4s后得第一混合物;步骤3,将竹纤维、氢氧化钠混合低温浸泡24h后,加入第一混合物中,再加入抗氧化剂搅拌均匀得第二混合物;步骤4,将第二混合物高温烧结即可。

其中,步骤2中步等离子处理的频率为1000W。

步骤3中低温为-25℃。

步骤4中高温烧结的温度为450℃,烧结环境为相对湿度为20%。

实施例2

一种薄膜太阳能电池用改性玻璃,包括以下按重量份数计的组分:二氧化硅72份,三氧化二铝35份,氧化钠28份,碳酸钾14份,氧化锌7份,硼砂32份,硝酸钠41份,氧化钴4份,氯化钠52份,石墨38份,锰粉34份,石英砂32份,氧化镍48份,氧化钙18份,氧化铬48份,竹纤维7份,抗氧化剂3份,氢氧化钠2份。

上述薄膜太阳能电池用改性玻璃的制备方法,包括以下步骤:步骤1,称取各组分;步骤2,将二氧化硅、三氧化二铝、氧化钠、碳酸钾、氧化锌、硼砂、硼酸钠、氧化钴、氯化钠、石墨、锰粉、石英砂、氧化镍、氧化钙、氧化铬投入反应釜中,加热至600℃后等离子处理7s后得第一混合物;步骤3,将竹纤维、氢氧化钠混合低温浸泡30h后,加入第一混合物中,再加入抗氧化剂搅拌均匀得第二混合物;步骤4,将第二混合物高温烧结即可。

其中,步骤2中步等离子处理的频率为1200W。

步骤3中低温为-25℃。

步骤4中高温烧结的温度为520℃,烧结环境为相对湿度为34%。

实施例3

一种薄膜太阳能电池用改性玻璃,包括以下按重量份数计的组分:二氧化硅80份,三氧化二铝43份,氧化钠53份,碳酸钾28份,氧化锌9份,硼砂35份,硝酸钠53份,氧化钴5份,氯化钠56份,石墨54份,锰粉43份,石英砂34份,氧化镍54份,氧化钙26份,氧化铬54份,竹纤维9份,抗氧化剂4份,氢氧化钠4份。

上述薄膜太阳能电池用改性玻璃的制备方法,包括以下步骤:步骤1,称取各组分;步骤2,将二氧化硅、三氧化二铝、氧化钠、碳酸钾、氧化锌、硼砂、硼酸钠、氧化钴、氯化钠、石墨、锰粉、石英砂、氧化镍、氧化钙、氧化铬投入反应釜中,加热至700℃后等离子处理9s后得第一混合物;步骤3,将竹纤维、氢氧化钠混合低温浸泡34h后,加入第一混合物中,再加入抗氧化剂搅拌均匀得第二混合物;步骤4,将第二混合物高温烧结即可。

其中,步骤2中步等离子处理的频率为1500W。

步骤3中低温为-25℃。

步骤4中高温烧结的温度为630℃,烧结环境为相对湿度为45%。

实施例4

一种薄膜太阳能电池用改性玻璃,包括以下按重量份数计的组分:二氧化硅72份,三氧化二铝35份,氧化钠28份,碳酸钾14份,氧化锌7份,硼砂32份,硝酸钠41份,氧化钴4份,氯化钠52份,石墨38份,锰粉34份,石英砂32份,氧化镍48份,氧化钙18份,氧化铬48份,竹纤维7份,抗氧化剂3份,氢氧化钠2份,泡沫铝35份,纳米铝28份,纳米碳4份。

上述薄膜太阳能电池用改性玻璃的制备方法,包括以下步骤:步骤1,称取各组分;步骤2,将二氧化硅、三氧化二铝、氧化钠、碳酸钾、氧化锌、硼砂、硼酸钠、氧化钴、氯化钠、石墨、锰粉、石英砂、氧化镍、氧化钙、氧化铬投入反应釜中,加热至600℃后等离子处理7s后得第一混合物;步骤3,将竹纤维、氢氧化钠混合低温浸泡30h后,加入第一混合物中,再加入抗氧化剂搅拌均匀得第二混合物;步骤4,将第二混合物高温烧结即可。

其中,步骤2中步等离子处理的频率为1200W。

步骤3中低温为-25℃。

步骤4中高温烧结的温度为520℃,烧结环境为相对湿度为34%。

实施例5

一种薄膜太阳能电池用改性玻璃,包括以下按重量份数计的组分:二氧化硅72份,三氧化二铝35份,氧化钠28份,碳酸钾14份,氧化锌7份,硼砂32份,硝酸钠41份,氧化钴4份,氯化钠52份,石墨38份,锰粉34份,石英砂32份,氧化镍48份,氧化钙18份,氧化铬48份,竹纤维7份,抗氧化剂3份,氢氧化钠2份。

上述薄膜太阳能电池用改性玻璃的制备方法,包括以下步骤:步骤1,称取各组分;步骤2,将二氧化硅、三氧化二铝、氧化钠、碳酸钾、氧化锌、硼砂、硼酸钠、氧化钴、氯化钠、石墨、锰粉、石英砂、氧化镍、氧化钙、氧化铬投入反应釜中,加热至600℃后得第一混合物;步骤3,将竹纤维、氢氧化钠混合低温浸泡30h后,加入第一混合物中,再加入抗氧化剂搅拌均匀得第二混合物;步骤4,将第二混合物高温烧结即可。

其中,步骤3中低温为-25℃。

步骤4中高温烧结的温度为520℃,烧结环境为相对湿度为34%。

对以上实施例制备的玻璃进行性能测试,所得数据如下表所示:

发明中玻璃密度低于2.3248g/cm3,透光率高达99.4%,经过等离子处理的玻璃具有更高的表面应力。比较实施例2和实施例4可知,泡沫铝,纳米铝,纳米碳的加入提高了玻璃的物理性能,表面应力可高达904MPa,透光率高达99.6%,尤其适合用于作为薄膜太阳能电池的组件使用。比较实施例2和实施例5的结果可知,等离子的处理亦是提高了玻璃的综合性能。

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