专利名称：太阳能电池的下转换发光结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能电池应用领域，尤其涉及一种太阳能电池的下转换发光层 结构。
背景技术：
太阳能作为可再生能源的代表，取之不尽、用之不竭，是最有效的清洁能源。地球 表面每平方米平均每年受到的辐射可发电1700kW. h，即接受的太阳能辐射能够满足全球能 源需求的1万倍，或者地表每1小时受到的太阳能辐射可满足全球1年的能源需求。国际 能源署数据显示，在全球4%的沙漠上安装太阳能光伏系统，就足以满足全球能源需求。然而，目前光伏发电的成本依然较高，其中一个重要的原因是由于太阳能电池的 转换效率不高，如晶体硅电池(包括单晶硅和多晶硅电池)在15%-20%。太阳能电池市 场的主流依然是晶体硅电池，从晶体硅电池的结构来说，由于电池片上面存在一层EVA(聚 醋乙酯)或PVB(聚乙烯醇缩丁醛树脂)等封接材料，而该有机材料吸收99%以上的紫外 光。所以，对于晶体硅电池而言，波长小于380nm的紫外光由于被EVA等封接材料吸收而不 能被电池利用来发电。此外，紫外光能量高，长期照射容易使EVA封接材料产生老化，进而 降低太阳光透过率，减少电池发电量。太阳光谱中98 %的能量都集中在280-2500nm范围内，其中大体上紫外光 (280-380nm)约占 9%、可见光(380_780nm)约占 45%、近红外光(780_2500nm)约占 44%。 因此，要提高太阳能电池的光电转换效率，除了一直以来科学家不断提高纯硅半导体材料 及元器件的性能这条途径之外，另一条重要途径就是提高电池对太阳光谱的更有效调节与 利用，而后一条途径将是未来提高电池转换效率的主要研究方向，光电转换效率的进一步 提高将主要依靠对输入的太阳光谱进行调制。目前，对太阳光谱的调制主要有两条技术路 线一是吸收高能光子发射低能光子的下转换发光；二是吸收低能量光子发射高能量光子 的上转换发光。在下转换发光方面，尽管其在照明领域的应用已被广泛深入的研究了数十 年，但将其应用到对太阳光谱进行调制从而提高太阳能电池的光电转换效率却是一个崭新 的课题。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有晶体硅电池技术中紫外光不被电池吸收利用而 发电的缺陷，提供一种利用光谱下转换发光结构，可吸收高能量光子的紫外光发射出的低 能量的可见光，以充分提高电池对太阳光中紫外光的利用率，提升电池转换效率和发电量。本实用新型是这样实现的，一种太阳能电池的下转换发光结构，包括玻璃盖板和 电池片，所述电池片上下表面均覆盖有封接层，于所述玻璃盖板上表面还覆盖有减反射膜 层。优选地，所述减反射膜层为掺杂有稀土离子的氟化物或氧化物薄膜层。优选地，所述电池片为单晶硅或多晶硅材料制作的电池片。
3[0009]优选地，所述玻璃盖板采用超白浮法玻璃或超白压延玻璃，所述玻璃盖板中铁离 子含量小于150ppm。进一步地，所述玻璃盖板内掺杂有稀土离子。优选地，所述稀土离子为Ce、Sm、Eu、Tb、Dy离子。优选地，所述封接层采用聚醋乙酯或聚乙烯醇缩丁醛树脂，其内掺杂有有机发光 染料。本实用新型的有益效果在于在太阳能电池不同结构层中掺入稀土离子或有机发 光染料，可吸收原本被封接层吸收而不发电的紫外光，并将其跃迁发射出可见光而被电池 片吸收利用，不仅提高电池对太阳光的利用率，增加发电，而且还减少紫外光对封接层造 成的老化所引起的电池发电效率下降的影响。
图1为本实用新型实施例结构示意图。为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本实用新型，并不用于限定本实用新型。
以下结合附图及具体的实施例进一步描述本实用新型。实施例一参见图1，本实用新型实施例一包括依序排列的超白玻璃盖板2及其表面的减反 射膜层1、电池片4和背板6，所述电池片4上、下表面分别覆盖有上封接层3和下封接层5， 所述超白玻璃盖板2采用超白浮法玻璃或超白压延玻璃，所述电池片4采用单晶硅或多晶 硅材料制作的电池片；所述上封接层3和下封接层5均采用PVB (聚乙烯醇缩丁醛树脂)，背 板6采用TPT (聚四氟乙烯复合材料)。本实施例于所述超白玻璃盖板2上表面，还覆盖有减 反射膜层1，该减反射膜层1是以基质材料为氟化物或氧化物薄膜层，并在薄膜层内掺杂稀 土离子一Ce、Sm、Eu、Tb或Dy离子，所述稀土离子在基质材料中所占的摩尔比为0. 1-10%。 制造时可在所述超白玻璃盖板2上通过溶胶-凝胶或喷涂等方式覆盖减反射膜层1，然后通 过上封接层3和下封接层5将电池片4上下平面包覆，再与超白玻璃盖板2和背板6 —起 层压，并装上铝合金等框架形成晶体硅电池组件。这样，通过在超白玻璃盖板2表面的减反射膜层1中掺入稀土离子，可利用其吸收 紫外光并下转换发射出可见光，这样原本被封接层PVB材料吸收掉的紫外光被部分转换成 可见光，透过封接层后被晶体硅电池吸收利用，从而提高了电池转换效率。实施例二 参见图1，本实用新型实施例二亦包括依序排列的超白玻璃盖板2、电池片4和背 板6，所述电池片4上、下表面分别覆盖有上封接层3和下封接层5，所述超白玻璃盖板2采 用超白浮法玻璃或超白压延玻璃，该玻璃盖板2中铁离子含量小于150ppm ；同时，在超白玻 璃盖板2中还掺杂有Ce、Sm、Eu、Tb或Dy等稀土离子，所述稀土离子在超白玻璃盖板2中 所占的质量百分比为0. 1-5%;所述电池片4采用单晶硅或多晶硅材料制作的电池片；所述 上封接层3和下封接层5均采用聚醋乙酯(EVA)，背板6采用聚四氟乙烯复合材料(TPT)。 同样地，本实施例于所述超白玻璃盖板2上表面，还覆盖有减反射膜层1。制造时可在所述 超白玻璃盖板2上通过溶胶-凝胶或喷涂等方式覆盖减反射膜层1，然后通过上封接层3和 下封接层5将电池片4上下平面包覆，再与超白玻璃盖板2和背板6 —起层压，并装上铝合金等框架形成晶体硅电池组件。这样，通过在超白玻璃盖板2中掺入稀土离子，可利用其吸收紫外光并下转换发 射出可见光，这样原本被封接层吸收掉的紫外光被部分转换成可见光，透过封接层后被晶 体硅电池吸收利用，从而提高了电池转换效率。实施例三参见图1，本实用新型实施例三亦包括依序排列的超白玻璃盖板2、电池片4和 背板6，所述电池片4上、下表面分别覆盖有上封接层3和下封接层5，所述超白玻璃盖板 2采用超白浮法玻璃或超白压延玻璃，该超白玻璃盖板2中铁离子含量小于150ppm;所 述电池片4采用单晶硅或多晶硅材料制作的电池片；所述背板6采用聚四氟乙烯复合材 料(TPT)；所述上封接层3和下封接层5材料采用聚醋乙酯(EVA)或聚乙烯醇缩丁醛树脂 (PVB)，其内掺杂有有机发光染料，有机发光染料在上封接层3和下封接层5中所占的质量 百分比为 0. 1-10% ；所述有机发光染料为 Lumogen-F570、Lumogen-F083、Lumogen-F240 或 Lumogen-F300o制造时可在所述超白玻璃盖板2上通过溶胶-凝胶或喷涂等方式覆盖减反 射膜层1，然后通过上封接层3和下封接层5将电池片4上下平面包覆，再与超白玻璃盖板 2和背板6 —起压合，并装上铝合金等框架形成晶体硅电池组件。这样，通过在EVA或PVB等封接材料中掺入有机发光染料，可利用其吸收紫外光并 下转换发射出可见光，这样原本被上封接层3吸收掉的紫外光被部分转换成可见光，透过 封接材料后被晶体硅电池吸收利用，提高电池转换效率。以上所述仅为本实用新型实施例而已，其结构并不限于上述列举的形状，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
权利要求一种太阳能电池的下转换发光结构，包括玻璃盖板、电池片，所述电池片上下表面均覆盖有封接层，其特征在于于所述玻璃盖板上表面还覆盖有减反射膜层。
2.如权利要求1所述的一种太阳能电池的下转换发光结构，其特征在于所述减反射 膜层为掺杂稀土离子的氟化物或氧化物薄膜层。
3.如权利要求1所述的一种太阳能电池的下转换发光结构，其特征在于所述电池片 为单晶硅或多晶硅材料制作的电池片。
4.如权利要求1所述的一种太阳能电池的下转换发光结构，其特征在于所述玻璃盖 板采用超白浮法玻璃或超白压延玻璃，其铁离子含量小于150ppm。
5.如权利要求4所述的一种太阳能电池的下转换发光结构，其特征在于所述玻璃盖 板内掺杂有稀土离子。
6.如权利要求5所述的一种太阳能电池的下转换发光结构，其特征在于所述稀土离 子为 Ce、Sm、Eu、Tb、Dy 离子。
7.如权利要求1所述的一种太阳能电池的下转换发光结构，其特征在于所述封接层 采用聚醋乙酯或聚乙烯醇缩丁醛树脂，其内掺杂有机发光染料。
专利摘要本实用新型提供了一种太阳能电池的下转换发光结构，包括玻璃盖板和电池片，所述电池片上下表面均覆盖有封接层，于所述玻璃盖板上表面还覆盖有减反射膜层。进一步地，所述减反射膜层或/和玻璃盖板内掺杂有稀土离子，所述封接层内掺杂有有机发光染料。本实用新型通过在太阳能电池不同结构层中掺入稀土离子或有机发光染料，可吸收原本被封接层吸收而不发电的紫外光，并将其跃迁发射出可见光而被电池片吸收利用，不仅提高电池对太阳光的利用率，增加发电，而且还减少紫外光对封接层造成的老化所引起的电池发电效率下降的影响。
文档编号H01L31/055GK201773856SQ201020204638
公开日2011年3月23日 申请日期2010年5月26日 优先权日2010年5月26日
发明者万军鹏, 董清世 申请人:信义超白光伏玻璃(东莞)有限公司