波长转换型封装材料组合物、波长转换型封装材料层及使用其的太阳能电池模组的制作方法_5

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此外,只要无损于上述太阳能电池用封装材料层的上述功能,则还可在上述各层之间适宜 地设置粘接材料层、粘合剂层等其他层。此外,作为上述背面用的封装材料层,可适宜地使 用本发明的波长转换型封装材料层。
[0134] 上述太阳能电池模组由于具备上述波长转换型封装材料层,因此能够将通常不能 利用于光电转换的波长转换为可利用于光电转换的波长。具体而言,能够将某一波长转换 为较之更长的波长,例如,能将比370nm短的波长转换为370nm以上的波长。尤其是,能够将 紫外线区域的波长(l〇nm~365nm)转换为可见光区域的波长(370~800nm)。此外,能利用于 光电转换的波长的范围,根据太阳能电池的种类而不同,例如,即使均为硅系太阳能电池, 也将根据所使用的硅的结晶形态而不同。例如,认为在非晶硅太阳能电池的情况下,能利用 于光电转换的波长的范围为400nm~700nm,在多晶娃太阳能电池的情况下,能利用于光电 转换的波长的范围为约600nm~llOOnm。因此,能利用于光电转换的波长并不一定限于可见 光区域的波长。
[0135] 作为上述太阳能电池单元,可使用例如晶体硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、微 晶硅太阳能电池、薄膜硅太阳能电池、异质结太阳能电池、多结太阳能电池、硫化镉/碲化镉 太阳能电池、CIS系薄膜太阳能电池、CIGS系薄膜太阳能电池、CZTS系薄膜太阳能电池、III-V族太阳能电池、染料敏化型太阳能电池或有机半导体太阳能电池。作为上述太阳能电池单 元,优选为晶体娃太阳能电池。
[0136] 制造上述太阳能电池模组时,可以将上述太阳能电池用封装材料层转印至上述太 阳能电池单元等,也可以直接涂布在上述太阳能电池单元上从而形成。此外,也可以同时形 成上述太阳能电池用封装材料层和其他层。
[0137] 此外,本发明的太阳能电池模组优选以下述方式配置:入射光在到达太阳能电池 单元之前通过上述波长转换型封装材料层。通过形成上述构成,能够更可靠地将太阳能的 更广范围的光谱转换成电,能够有效地提高光电转换效率。
[0138] 作为上述表面保护层,可使用作为太阳能电池用途的表面保护层使用的已知的保 护层。作为上述表面保护层,可举出例如前板(front sheet)、玻璃等。作为上述玻璃,可适 当地使用例如白板、有或没有压纹等的各种玻璃。
[0139] 实施例
[0140] 以下,对具体地示出本发明的构成和效果的实施例等进行说明。
[0141] (有机物)
[0142] 在实施例及比较例中,使用了以下荧光化合物。
[0143] [化合物A]
[0146] 4,7-二苯基-2-异丁基-2H-苯并三唑
[0147] [化合物B]
[0150] (1,10-菲绕啉)-三[4,4,4-三氟-卜(2-噻吩基)-1,3_丁二酮]铕(111)
[0151] [化合物C]
[0154] 4,7-双(4-叔丁基苯基)-2-异丁基-2H-苯并三唑
[0155] [化合物D]
[0156] 化学式4
[0158] 4,7_双(4-异丁基氧基苯基)-2-异丁基-2H-苯并三唑
[0159] [化合物E]
[0160] 化学式5
[0162] 4,7_双(4-叔丁基苯基)-2,1,3_苯并噻二唑
[0163] [化合物F]
[0164] 化学式6
[0166] 4,7_双(4-异丁基氧基苯基)-2,1,3_苯并噻二唑
[0167] (其他化合物)
[0168] 基体树脂:SUMITATE KA30、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)树脂(住友化学公司制)
[0169] 过氧化物:PERBUTYL E、过氧化-2-乙基己基单碳酸叔丁酯(日油公司制)
[0170]交联助剂:TAIC、三烯丙基异氰脲酸酯(日本化成公司制)
[0171] 抗氧化剂:BHT、二丁基羟基甲苯(东京化成公司制)
[0172] 光稳定剂:11111^11144、[[3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基]甲基]丁基丙二 酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯(BASF公司制)
[0173] 硅烷偶联剂:KBM503、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(Shin-Etsu Silicone Co·,Ltd·制)。
[0174] (分子量的测定)
[0175] 通过GC/APCI-TOF MS光谱测定,对发光性化合物的分子量进行了评价。
[0176] (封装材料)
[0177] 在各实施例?比较例中,将各化合物基于表中的记载进行配合,通过下述方法制 造各封装材料层(封装片材)。
[0178] [封装片材的树脂组合物]
[0179] 在各实施例?比较例中,称取上述EVA树脂100重量份及各化合物,干混后,使用单 螺杆挤出机进行熔融混炼,由此得到乙烯共聚物组合物的丸粒(pellet)。使用加压成型机, 从上述丸粒制作封装材料层树脂片材(厚度:约650μπι)。
[0180](最大吸收波长的测定)
[0181] 最大吸收波长的测定使用紫外可见分光光度计(日本分光株式会社制,V-560,波 长范围为300~800nm)进行。将在吸收光谱中显示出吸光度的最大值的波长作为最大吸收 波长。
[0182] (最大激发波长?最大发光波长)
[0183]最大激发波长?最大发光波长的测定使用荧光分光光度计(Hitachi High-Technologies Corporation 制, F-4500) 进行 ,将 (激发 - 发光) 三维测定中发光强度最大的 发光波长作为最大发光波长,将在最大发光波长的激发光谱中显示出发光强度的最大值的 波长作为最大激发波长。
[0184](发光量子收率的测定)
[0185] 发光量子收率的测定使用MCPD(大塚电子公司制,MCPD-9800、QE 1100L、软件 Ver. 1.10.10.1)进行,测定用最大激发波长激发时的发光量子收率。
[0186](太阳能电池模组的Jsc测定)
[0187]将上述工序中得到的封装片材裁切成20cm X 20cm,装载作为保护玻璃的强化玻璃 (旭硝子公司制:Solite)、封装片材、太阳能电池单元(Q-CELL公司制:Q6LTT3-G2-200/ 1700-A,晶体硅型)、背面用封装片材(400μπι厚的EVA片材)、作为背板的PET膜,使用真空层 压机(株式会社NPC: LM-50x50-S),在140°C、真空5分钟、加压10分钟的条件下进行层压,制 作了太阳能电池模组。使用分光感度测定装置(分光计器公司制,CEP-25RR)测定该太阳能 电池模组的分光感度,得到由分光感度测定算出的Jsc值。需要说明的是,Jsc值是指通过由 分光感度测定装置进行样品测定得到的分光感度光谱与基准太阳光演算而算出的短路电 流密度。
[0188]下述表1~3及图3示出使用所得到的各封装材料层(封装片材)时的测定结果。需 要说明的是,输出是计算各实施例?比较例中的Jsc值相对于仅EVA树脂的情况下的Jsc值 的增减比率而得到的。


[0192]测定结果如表和图所示,在式(1)在本申请发明范围内的实施例中,确认到了光电 转换效率显著提高。但另一方面,在式(1)不满足本申请发明的范围的比较例中,较之实施 例而言,没有确认到光电转换效率提高,或没有确认到由并用产生的明显的提高效果。
[0193] 附图标记说明
[0194] 1太阳能电池模组
[0195] 10表面保护层
[0196] 20波长转换型封装材料层
[0197] 30太阳能电池单元
[0198] 40背面用封装材料层
[0199] 50 背板
【主权项】
1. 波长转换型封装材料组合物,所述组合物包含第1有机物和第2有机物,所述第1有机 物吸收紫外线并将其转换为波长比吸收的光长的光,所述第2有机物吸收波长比第1有机物 更长的光并将其转换为波长比吸收的光长的光,所述组合物特征在于, 所述第1有机物的最大发射波长λ1(?和所述第2有机物的最大激发波长12(^满足下式(1) 的关系, 式⑴ ^lem - 60<入2极(nm)〇2. 如权利要求1所述的波长转换型封装材料组合物,其中,所述第1有机物的最大吸收 波长Alab4P所述第2有机物的最大激发波长1 2(^满足下式(2)的关系, 式⑵ λ·2θχ - ^labs > 5 (nm) 〇3. 如权利要求1或2所述的波长转换型封装材料组合物,其中,所述第2有机物的最大激 发波长hex为500nm以下。4. 如权利要求1~3中任一项所述的波长转换型封装材料组合物,其中,所述第1有机物 的斯托克斯位移A AiSsOnm以上。5. 如权利要求1~4中任一项所述的波长转换型封装材料组合物,其中,所述第1有机物 的发光量子收率Φ 1为85 %以上。6. 如权利要求1~5中任一项所述的波长转换型封装材料组合物,其中,所述第2有机物 的发光量子收率Φ 2为85 %以上。7. 如权利要求1~6中任一项所述的波长转换型封装材料组合物,其中,所述第1有机物 的最大吸收波长Xiabs为300~400nm。8. 如权利要求1~7中任一项所述的波长转换型封装材料组合物,其中,所述第2有机物 的最大激发波长hex为330~500nm〇9. 如权利要求1~8中任一项所述的波长转换型封装材料组合物,其中,第1有机物至少 包含选自由茈衍生物、苯并噁唑衍生物、苯并噻二唑衍生物、苯并三唑衍生物及芴衍生物组 成的组中的1种。10. 如权利要求1~9中任一项所述的波长转换型封装材料组合物,其中,第2有机物至 少包含选自由茈衍生物、苯并噁唑衍生物、苯并噻二唑衍生物、苯并三唑衍生物及芴衍生物 组成的组中的1种。11. 如权利要求1~10中任一项所述的波长转换型封装材料组合物,用于太阳能电池用 途。12. 波长转换型封装材料层,其是利用权利要求1~11中任一项所述的波长转换型封装 材料组合物形成的。13. 太阳能电池模组,包含太阳能电池单元及权利要求12所述的波长转换型封装材料 层。14. 如权利要求13所述的太阳能电池模组,其中,所述太阳能电池单元为晶体硅太阳能 电池、非晶硅太阳能电池、微晶硅太阳能电池、薄膜硅太阳能电池、异质结太阳能电池、多结 太阳能电池、硫化镉/碲化镉太阳能电池 、Cl S系薄膜太阳能电池、CIGS系薄膜太阳能电池、 CZTS系薄膜太阳能电池、III-V族太阳能电池、染料敏化型太阳能电池或有机半导体太阳能 电池。
【专利摘要】本发明涉及提供用于太阳能电池的波长转换型封装材料层,所述波长转换型封装材料层的耐久性高,在成本方面也有利,并且能够通过将不能利用于发电的波长范围的光波长转换为能利用于发电的波长范围的光,从而提高太阳能电池单元的光电转换效率。本发明提供下述波长转换型封装材料组合物,其包含第1有机物和第2有机物,所述第1有机物吸收紫外线并将其转换为波长比吸收的光长的光,所述第2有机物吸收波长比第1有机物更长的光并将其转换为波长比吸收的光长的光,其特征在于,所述第1有机物的最大发射波长λ1em和所述第2有机物的最大激发波长λ2ex满足下式(式(1))的关系。式(1)λ1em-60≤λ2ex(nm)。
【IPC分类】H01L31/048, H01L31/055
【公开号】CN105684163
【申请号】
【发明人】上田正孝, 尾之内久成, 北原达也
【申请人】日东电工株式会社
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2014年10月30日
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