一种提高太阳能电池组件转换效率的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用光谱下转换材料提高太阳能电池组件转换效率的方法。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]在将太阳能电池制作成组件时，需要将玻璃板、乙烯-醋酸乙烯共聚物(乙烯-醋酸乙烯共聚物)胶和电池片封装在一起。这样的组件采用多层结构，增加了反射界面的数量。另外，乙烯-醋酸乙烯共聚物胶中通常含有一些微小的气泡，会影响光的透过。这些因素带来了表面反射率的增加，会使得组件的转换效率低于电池片的转换效率。如何改进太阳能电池组件的结构和封装工艺也是光伏技术里面的一个难题。
[0004]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，有利于改善电池在短波长范围的性能。在制作组件的过程中，通过引入光谱下转换材料以提高短波长光子的吸收，同时优化组件的结构设计降低由于反射增加而带来的能量损失，达到提高太阳能电池组件转换效率的目的。
【发明内容】
:
[0005]技术问题:本发明的目的是提供一种提高太阳能电池组件转换效率的方法，以改善高能量光子的利用率，提高太阳能电池组件的转换效率。
[0006]
【发明内容】
:为解决上述技术问题，本发明提供了一种提高太阳能电池组件转换效率的方法，该方法包括如下步骤:下转换材料以薄膜的形式(即下转换薄膜)位于玻璃片的下表面或以颗粒的形式分散于乙烯-醋酸乙烯共聚物(乙烯-醋酸乙烯共聚物)胶膜中；将玻璃板与太阳能电池片通过乙烯-醋酸在真空中封装为一体。
[0007]优选的，涂覆了下转换薄膜的玻璃片、乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜和太阳能电池片组成组件。组件的结构自上而下依次为:玻璃板、下转换薄膜、乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜、太阳能电池片
[0008]优选的，所述下转换薄膜制备的方法为真空镀膜、旋涂或化学溶液法。
[0009]优选的，含有下转换颗粒的乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜的制备方法是:先将下转换颗粒涂覆于乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜的表面，后利用封装工艺中的加热过程将颗粒分散到乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜中。
[0010]优选的，含有下转换颗粒的乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜的制备方法是:先将下转换颗粒与乙烯-醋酸乙烯共聚物胶混合均匀，再涂覆到电池片的表面来制备。
[0011]优选的，组件封装工艺在真空中进行，封装温度为130-150°c，压强为IX10—11X102Pa。
[0012]优选的，下转换材料为有机或无机下转换材料。
[0013]优选的，下转换薄膜覆盖玻璃片表面时，下转换薄膜的厚度在500nm以下，形状是层状、带状、环状、圆饼状以及柱状阵列中的任意一种。
[00M] 优选的，所述颗粒大小在lnm-lmm之间。
[0015]有益效果:
[0016]将下转换材料引入到太阳能电池组件中，提高了太阳能电池在短波长光子的利用率。同时，通过控制玻璃板下表面的下转换薄膜厚度或乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜中下转换颗粒的浓度，避免组件的表面反射率的明显升高。这个方法不仅利用太阳能电池光谱响应随波长增加而提高的特性，短波长光子得到更有效利用，而且减少太阳能电池组件表面反射率升高而带来的能量损失。与传统太阳能电池组件相比，含有光谱下转换材料的太阳能电池组件的光电转换效率得到了明显提高。
【附图说明】
[0017]图1为下转换薄膜制备于玻璃板下表面的太阳能电池组件结构图，1为太阳能电池片，2为乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜，3为光谱下转换薄膜，4为玻璃片；
[0018]图2为下转换颗粒分散于乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜中的太阳能电池组件结构图，1为太阳能电池片，2为乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜，4为玻璃片，5为下转换颗粒。
[0019]乙烯-醋酸乙烯共聚物一乙烯-醋酸乙烯共聚物。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明做进一步说明。
[0021]本发明提供一种利用光谱下转换材料提高太阳能电池组件转换效率的方法。
[0022]1、在玻璃板下表面制作一层光谱下转换薄膜或者将光谱下转换颗粒分散到乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜中。在这个过程中，控制薄膜的厚度或者乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜中下转换颗粒的浓度，使其不会对太阳能电池组件的表面反射率造成明显影响。
[0023]2、将玻璃板与太阳能电池片通过乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜在真空中封装为一体。
[0024]3、光谱下转换薄膜采用真空镀膜、旋涂或化学溶液法制备。
[0025]4、含有下转换颗粒的乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜可以采用先将下转换颗粒涂覆于乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜的表面，然后利用封装工艺中的加热过程将颗粒分散到乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜中，也可以采用先将下转换颗粒与乙烯-醋酸乙烯共聚物胶混合均匀，再涂覆到电池片的表面来制备。
[0026]5、玻璃板、乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜与电池片在真空中进行封装，封装温度为130-150°C，压强为 1 X 10—〔1 X 102Pao
[0027]6、光谱下转换材料为有机或无机材料。
[0028]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。
[0029]8、分散到乙稀-醋酸乙稀共聚物胶膜中的光谱下转换颗粒的大小为lnm-lmm。
[0030]具体实施例1
[0031]1)采用磁控溅射真空镀膜的方法将掺铈的钇铝石榴石薄膜制备于玻璃片下表面；
[0032]2)玻璃片与太阳能电池片通过乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜在真空环境下经加热封装为一体；
[0033]3)太阳能电池组件的结构自上而下依次为:玻璃板、掺铈的钇铝石榴石薄
[0034]膜、乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜、太阳能电池片。
[0035]具体实施例2
[0036]1)将掺铈的钇铝石榴石颗粒涂覆于乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜表面；
[0037]2)玻璃片、表面涂覆有掺铈的钇铝石榴石颗粒的乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜和太阳能电池片在真空环境下经加热封装为一体；
[0038]3)太阳能电池组件的结构自上而下依次为:玻璃板、含有掺铈的钇铝石榴[0039 ]石颗粒的乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜、太阳能电池片。
[0040]具体实施例3
[0041]1)采用磁控溅射真空镀膜的方法将掺铕的二乙苯胺薄膜制备于玻璃片下表面；
[0042]2)玻璃片与太阳能电池片通过乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜在真空环境下经加热封装为一体；
[0043]3)太阳能电池组件的结构自上而下依次为:玻璃板、掺铕的二乙苯胺薄膜、
[0044]乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜、太阳能电池片。
[0045]具体实施例4
[0046]1)将掺铕的二乙苯胺颗粒涂覆于乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜表面；
[0047]2)玻璃片、表面涂覆有掺铕的二乙苯胺颗粒的乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜和太阳能电池片在真空环境下经加热封装为一体；
[0048]3)太阳能电池组件的结构自上而下依次为:玻璃板、含有掺铕的二乙苯胺
[0049]颗粒的乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜、太阳能电池片。
【主权项】
1.一种提高太阳能电池组件转换效率的方法，其特征在于:该方法包括如下步骤:下转换材料以薄膜的形式即下转换薄膜位于玻璃片的下表面或以颗粒的形式分散于乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜中；将玻璃板与太阳能电池片通过乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜在真空中封装为一体。2.根据权利要求1或2所述的提高太阳能电池组件转换效率的方法，其特征在于:涂覆了下转换薄膜的玻璃片、乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜和太阳能电池片组成组件，组件的结构自上而下依次为:玻璃板、下转换薄膜、乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜、太阳能电池片。3.根据权利要求1或2所述的提高太阳能电池组件转换效率的方法，其特征在于:所述下转换薄膜制备的方法为真空镀膜、旋涂或化学溶液法。4.根据权利要求1或2所述的提高太阳能电池组件转换效率的方法，其特征在于:含有下转换颗粒的乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜的制备方法是:先将下转换颗粒涂覆于乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜的表面，后利用封装工艺中的加热过程将颗粒分散到乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜中。5.根据权利要求1或2所述的提高太阳能电池组件转换效率的方法，其特征在于:含有下转换颗粒的乙烯-醋酸乙烯共聚物胶膜的制备方法是:先将下转换颗粒与乙烯-醋酸乙烯共聚物胶混合均匀，再涂覆到电池片的表面来制备。6.根据权利要求2所述的提高太阳能电池组件转换效率的方法，其特征在于:组件封装工艺在真空中进行，封装温度为130-150°C，压强为1 X 10^-1 X 102Pao7.根据权利要求1或2所述的提高太阳能电池组件转换效率的方法，其特征在于:下转换材料为有机或无机下转换材料。8.根据权利要求1或2所述的提高太阳能电池组件转换效率的方法，其特征在于:下转换薄膜覆盖玻璃片表面时，下转换薄膜的厚度在500nm以下，形状是层状、带状、环状、圆饼状以及柱状阵列中的任意一种。9.根据权利要求1或2所述的提高太阳能电池组件转换效率的方法，其特征在于:所述颗粒大小在lnm-lmm之间。
【专利摘要】本发明涉及一种提高太阳能电池组件转换效率的方法，该方法包括如下步骤：下转换材料以薄膜的形式位于玻璃片的下表面或以颗粒的形式分散于乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)胶膜中；将玻璃板与太阳能电池片通过EVA胶膜在真空中封装为一体。涂覆了下转换薄膜的玻璃片、EVA胶膜和太阳能电池片组成组件，组件的结构自上而下依次为：玻璃板、下转换薄膜、EVA胶膜、太阳能电池片。本发明能够利用光谱下转换效应，将不易被吸收的短波长光子转换为容易被吸收的长波长光子，从而提高太阳能电池组件的光电转换效率。
【IPC分类】H01L31/0216, H01L31/18
【公开号】CN105449038
【申请号】CN201510962785
【发明人】邵国键, 娄朝刚
【申请人】东南大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月18日