一种太阳能光伏电池盖板玻璃的制作方法
本公开涉及太阳能光伏发电相关，具体涉及一种太阳能光伏电池盖板玻璃。
背景技术：
1、光伏电池技术主要基于硅或化合物半导体，半导体材料的带隙决定其光吸收边，不能利用能量低于带隙的光；另一方面受限于材料及器件，对于短波高能量的光利用有限。其中，以硅基电池为例，仅利用了20%左右的太阳光谱能量。
技术实现思路
1、为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种太阳能光伏电池盖板玻璃。
2、在本公开的第一方面，本公开提供了一种太阳能光伏电池盖板玻璃，该太阳能光伏电池盖板玻璃的原料包括转换发光材料和二氧化硅；其中，以所述太阳能光伏电池盖板玻璃的原料的总重量为基准，所述转换发光材料的用量为(10～30)wt%，所述二氧化硅的用量为(70～90)wt%；
3、所述转换发光材料包括重量比为1:(0.25～4)的第一转换发光材料和第二转换发光材料；
4、所述第一转换发光材料包括第一核层和第一壳层，所述第一核层的通式：(r1a)(r1b)2sio4:r1c，所述第一壳层的通式：(r1d)2sio4；其中，r1c选自er3+、eu3+、yb3+、gd3+和tb3+中的至少两种，r1a选自zn2+、mg2+、ca2+中的至少一种，r1b选自li+、na+、k+中的至少一种，r1d选自zn2+、mg2+和ca2+中的至少一种；
5、所述第二转换发光材料包括第二核层和第二壳层，所述第二核层的通式：(r2a)(r2b)2sio4:r2c，所述第二壳层的通式：(r2d)2sio4；其中，r2c选自er3+、eu3+、yb3+、gd3+和tb3+中的一种，r2a选自zn2+、mg2+、ca2+中的至少一种，r2b选自li+、na+、k+中的至少一种，r2d选自zn2+、mg2+和ca2+中的至少一种。
6、在一些实施方式中，所述转换发光材料包括重量比为1:(0.6～4)的所述第一转换发光材料和所述第二转换发光材料；例如1:0.6、1:0.65、1:0.66、1:0.67、1:0.7、1:0.8、1:0.9、1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4、1:1.5、1:1.6、1:1.7、1:1.8、1:1.9、1:2、1:3或1:4等。
7、在一些实施方式中，所述转换发光材料包括重量比为1:1.5的所述第一转换发光材料和所述第二转换发光材料。
8、在一些实施方式中，r1c包含yb3+和er3+，且yb3+和er3+的摩尔比为1:(0.5～2)；例如1:0.5、1:0.6、1:0.7、1:0.8、1:0.9、1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4、1:1.5、1:1.6、1:1.7、1:1.8、1:1.9或1:2等。
9、在一些实施方式中，所述(r1a)(r1b)2sio4:r1c中(r1a)(r1b)2sio4和r1c的摩尔比为1:(0.04～0.4)；例如1:0.04、1:0.05、1:0.06、1:0.07、1:0.08、1:0.09、1:0.1、1:0.2、1:0.25、1:0.3、1:0.35或1:0.4等。
10、在一些实施方式中，所述(r1a)(r1b)2sio4:r1c中(r1a)(r1b)2sio4和r1c的摩尔比为1:1。
11、在一些实施方式中，r1a选自zn2+；
12、和/或，r1b选自na+；
13、和/或，r1d选自zn2+。
14、在一些实施方式中，所述第一核层的通式：znna2sio4:r1c。进一步地，所述r1c包含yb3+和er3+，且yb3+和er3+的摩尔比为1:(0.5～2)；例如1:0.5、1:0.6、1:0.7、1:0.8、1:0.9、1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4、1:1.5、1:1.6、1:1.7、1:1.8、1:1.9或1:2等。
15、在一些实施方式中，所述第一壳层的通式：znna2sio4。
16、在一些实施方式中，r2c选自eu3+。
17、在一些实施方式中，所述(r2a)(r2b)2sio4:r2c中(r2a)(r2b)2sio4和r2c的摩尔比为1:(0.04～0.4)；例如1:0.04、1:0.05、1:0.06、1:0.07、1:0.08、1:0.09、1:0.1、1:0.2、1:0.25、1:0.3、1:0.35或1:0.4等。
18、在一些实施方式中，r2a选自zn2+；
19、和/或，r2b选自na+；
20、和/或，r2d选自zn2+。
21、在一些实施方式中，所述第二核层的通式：znna2sio4:r2c。进一步地，所述r2c选自eu3+。
22、在一些实施方式中，所述第二壳层的通式：znna2sio4。
23、在一些实施方式中，所述第一转换发光材料采用下述方法制备得到：
24、步骤s101、将(r1a)o、(r1b)2sio3、(r1c)2o3和溶剂混合，之后经过水热反应，得到第一核层；
25、步骤s102、先将(r1d)o、h2sio3和溶剂混合，再加入步骤s101得到的第一核层，之后经过水热反应，得到所述第一转换发光材料。
26、在一些实施方式中，步骤s101中，所述(r1a)o、所述(r1b)2sio3和所述(r1c)2o3的摩尔比为1:(0.8～1.2):(0.02～0.2)；例如1:(0.9～1.1):(0.02～0.2)、1:(0.95～1.05):(0.02～0.2)、1:1:(0.02～0.2)等。
27、在一些实施方式中，所述(r1a)o选自zno、mgo和cao中的至少一种。进一步地，所述(r1a)o选自zno和mgo中的至少一种。更进一步地，所述(r1a)o选自zno。
28、在一些实施方式中，所述(r1b)2sio3选自li2sio3、na2sio3和k2sio3中的至少一种。进一步地，所述(r1b)2sio3选自na2sio3和k2sio3中的至少一种。更进一步地，所述(r1b)2sio3选自na2sio3。
29、在一些实施方式中，所述(r1c)2o3选自er2o3、eu2o3、yb2o3、gd2o3和tb2o3中的至少两种。进一步地，所述(r1c)2o3包括yb2o3和er2o3。更进一步地，所述(r1c)2o3包括摩尔比为1:(0.5～2)的yb2o3和er2o3；例如1:0.5、1:0.6、1:0.7、1:0.8、1:0.9、1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4、1:1.5、1:1.6、1:1.7、1:1.8、1:1.9或1:2等。
30、在一些实施方式中，步骤s101中所述溶剂选自浓度为(0.5～5)mol/l的氢氧化钠的水溶液；例如0.5mol/l、1mol/l、1.5mol/l、2mol/l、2.5mol/l、3mol/l、3.5mol/l、4mol/l、4.5mol/l或5mol/l等。
31、在一些实施方式中，步骤s101中所述水热反应的反应温度为(180～220)℃；例如180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃或220℃等。在一些实施方式中，步骤s101中所述水热反应的反应时间为(8～24)h；例如8h、8.5h、9h、9.5h、10h、10.5h、11h、11.5h、12h、12.5h、13h、13.5h、14h、14.5h、15h、15.5h、16h、16.5h、17h、17.5h、18h、18.5h、19h、19.5h、20h、20.5h、21h、21.5h、22h、22.5h、23h、23.5h或24h等。
32、在一些实施方式中，步骤s102中，所述(m1c)o和所述h2sio3的摩尔比为1:(0.8～1.2)；例如1:0.8、1:0.9、1:0.95、1:0.96、1:0.97、1:0.98、1:0.99、1:1、1:1.11、1:1.12、1:1.13、1:1.14、1:1.15或1:1.2等。
33、在一些实施方式中，所述(r1d)o选自zno、mgo和cao中的至少一种。进一步地，所述(r1d)o选自zno和mgo中的至少一种。更进一步地，所述(r1d)o选自zno。
34、在一些实施方式中，步骤s102中所述溶剂包含水和1,2-乙二醇，且所述水和所述1,2-乙二醇的体积比为1:(0.5～2)；例如1:0.5、1:0.6、1:0.7、1:0.8、1:0.9、1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4、1:1.5、1:1.6、1:1.7、1:1.8、1:1.9或1:2等。
35、在一些实施方式中，步骤s102中所述水热反应的反应温度为(100～140)℃；例如100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、10℃、135℃或140℃等。在一些实施方式中，步骤s102中所述水热反应的反应时间为(2～5)h；例如2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h或5h等。
36、在一些实施方式中，所述第二转换发光材料采用下述方法制备得到：
37、步骤s201、将(r2a)o、(r2b)2sio3、(r2c)2o3和溶剂混合，之后经过水热反应，得到第二核层；
38、步骤s202、先将(r2d)o、h2sio3和溶剂混合，再加入步骤s201得到的第二核层，之后经过水热反应，得到所述第二转换发光材料。
39、在一些实施方式中，步骤s201中，所述(r2a)o、所述(r2b)2sio3和所述(r2c)2o3的摩尔比为1:(0.8～1.2):(0.02～0.2)；例如1:(0.9～1.1):(0.02～0.2)、1:(0.95～1.05):(0.02～0.2)、1:1:(0.02～0.2)等。
40、在一些实施方式中，所述(r2a)o选自zno、mgo和cao中的至少一种。进一步地，所述(r2a)o选自zno和mgo中的至少一种。更进一步地，所述(r2a)o选自zno。
41、在一些实施方式中，所述(r2b)2sio3选自li2sio3、na2sio3和k2sio3中的至少一种。进一步地，所述(r2b)2sio3选自na2sio3和k2sio3中的至少一种。更进一步地，所述(r2b)2sio3选自na2sio3。
42、在一些实施方式中，所述(r2c)2o3选自er2o3、eu2o3、yb2o3、gd2o3和tb2o3中的一种。进一步地，所述(r2c)2o3选自er2o3。
43、在一些实施方式中，步骤s201中所述溶剂选自浓度为(0.5～5)mol/l的氢氧化钠的水溶液；例如0.5mol/l、1mol/l、1.5mol/l、2mol/l、2.5mol/l、3mol/l、3.5mol/l、4mol/l、4.5mol/l或5mol/l等。
44、在一些实施方式中，步骤s201中所述水热反应的反应温度为(180～220)℃；例如180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃或220℃等。在一些实施方式中，步骤s201中所述水热反应的反应时间为(8～24)h；例如8h、8.5h、9h、9.5h、10h、10.5h、11h、11.5h、12h、12.5h、13h、13.5h、14h、14.5h、15h、15.5h、16h、16.5h、17h、17.5h、18h、18.5h、19h、19.5h、20h、20.5h、21h、21.5h、22h、22.5h、23h、23.5h或24h等。
45、在一些实施方式中，步骤s202中，所述(r2d)o和所述h2sio3的摩尔比为1:(0.8～1.2)；例如1:0.8、1:0.9、1:0.95、1:0.96、1:0.97、1:0.98、1:0.99、1:1、1:1.11、1:1.12、1:1.13、1:1.14、1:1.15或1:1.2等。
46、在一些实施方式中，所述(r2d)o选自zno、mgo和cao中的至少一种。进一步地，所述(r2d)o选自zno和mgo中的至少一种。更进一步地，所述(r2d)o选自zno。
47、在一些可选实施方式中，所述第一转换发光材料还包括第一皮层，所述第一皮层附着在所述第一壳层的外表面，所述第一皮层的材料选自au、ag中的至少一种；
48、和/或，所述第二转换发光材料还包括第二皮层，所述第二皮层附着在所述第二壳层的外表面，所述第二皮层的材料选自au、ag中的至少一种。
49、在一些可选实施方式中，所述第一皮层的厚度为(0.5～10)nm；例如0.5nm、1nm、1.5nm、2nm、2.5nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm或10nm等。在一些可选实施方式中，所述第一皮层通过电化学沉积法附着在所述第一壳层的外表面。
50、在一些可选实施方式中，所述第二皮层的厚度为(0.5～10)nm；例如0.5nm、1nm、1.5nm、2nm、2.5nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm或10nm等。在一些可选实施方式中，所述第二皮层通过电化学沉积法附着在所述第二壳层的外表面。
51、在一些实施方式中，所述太阳能光伏电池盖板玻璃通过压延法或浮法制备得到。
52、在本公开的第二方面，本公开提供了一种太阳能光伏电池盖板玻璃，所述太阳能光伏电池盖板玻璃包括玻璃基板以及设置在玻璃基板的上表面和/或下表面的镀膜；其中，所述镀膜是由镀膜液涂覆在所述玻璃基板的上表面和/或下表面并经过干燥而得到；
53、所述镀膜液包括转换发光材料，以所述镀膜液的总重量为基准，所述转换发光材料的用量为(1～30)wt%；
54、其中，所述转换发光材料如本公开第一方面所定义。
55、在一些实施方式中，所述太阳能光伏电池盖板玻璃包括玻璃基板以及设置在玻璃基板的下表面的镀膜。
56、在一些实施方式中，以所述镀膜液的总重量为基准，所述转换发光材料的用量为(2～30)wt%；例如2wt%、3wt%、4wt%、5wt%、10wt%、15wt%、20wt%、21wt%、22wt%、23wt%、24wt%、25wt%、26wt%、27wt%、28wt%、29wt%或30wt%等。
57、在一些实施方式中，所述镀膜液还包括二氧化硅、溶剂、乳液、增稠剂、分散剂、润湿剂和成膜助剂。其中，以所述镀膜液的总重量为基准，所述二氧化硅的用量为(30～40)wt%（例如30wt%、31wt%、32wt%、33wt%、34wt%、35wt%、36wt%、37wt%、38wt%、39wt%或40wt%等）、所述溶剂的用量为(20～30)wt%（例如20wt%、21wt%、22wt%、23wt%、24wt%、25wt%、26wt%、27wt%、28wt%、29wt%或30wt%等）、所述乳液的用量为(15～30)wt%（例如15wt%、16wt%、17wt%、18wt%、19wt%、19.5wt%、20wt%、21wt%、22wt%、23wt%、24wt%、25wt%、26wt%、27wt%、28wt%、29wt%或30wt%等）、所述增稠剂的用量为(1～5)wt%（例如1wt%、1.5wt%、2wt、2.5wt%、3wt%、3.5wt%、4wt%、4.5wt%或5wt%等）、所述分散剂的用量为(1～4)wt%（例如1wt%、1.5wt%、2wt%、2.5wt%、2.6wt%、2.7wt%、2.8wt%、2.9wt%、3wt%、3.1wt%、3.2wt%、3.3wt%、3.4wt%、3.5wt%或4wt%等）、所述润湿剂的用量为(0.1～2)wt%（例如0.1wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%、1wt%、1.1wt%、1.2wt%、1.3wt%、1.4wt%、1.5wt%、或2wt%等）、所述成膜助剂的用量为(1～3)wt%（例如1wt%、1.5wt%、1.6wt%、1.7wt%、1.8wt%、1.9wt%、2wt%、2.1wt%、2.2wt%、2.3wt%、2.4wt%、2.5wt%或3wt%等）。
58、在一些实施方式中，所述溶剂选自甲醇、乙醇和丙醇中的至少一种。例如工业酒精。
59、在一些实施方式中，所述乳液选自苯丙乳液和纯丙乳液中的至少一种。
60、在一些实施方式中，所述增稠剂选自纤维素；例如4万粘度的纤维素。
61、在一些实施方式中，所述分散剂选自1,2-乙二醇。
62、在一些实施方式中，所述润湿剂选自十二烷基聚氧乙烯醚。
63、在一些实施方式中，所述成膜助剂选自醇酯十二。
64、在一些实施方式中，所述镀膜液的制备方法包括以下步骤：
65、步骤s301、在搅拌的状态下，向醇类有机溶剂中加入增稠剂并混合均匀；
66、步骤s302、向步骤s301所得混合料中依次加入分散剂、润湿剂、成膜助剂和乳液并混合均匀；
67、步骤s303、向步骤s302所得混合料中加入二氧化硅和转换发光材料并混合均匀，得到所述镀膜液。
68、在一些实施方式中，所述镀膜的厚度为(0.1～10)mm；例如0.1mm、0.5mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm等。
69、本公开具有以下有益效果：
70、第一、本公开在转换发光材料使用“第一转换发光材料和第二转换发光材料”的组合，明显提升了太阳能光伏发电系统的光电转化率。进一步地，在第一转换发光材料和第二转换发光材料的重量比为2:3的情况下，不论是以单晶硅作为光伏电池、还是以碲化镉作为光伏电池，太阳能光伏发电系统的光电转化率均达到最优。
71、第二、本公开在第一转换发光材料中yb3+和er3+的摩尔比为1:1的情况下，能够使得太阳能光伏发电系统的光电转化率得到明显提升。
技术特征：
1.一种太阳能光伏电池盖板玻璃，其特征在于，所述太阳能光伏电池盖板玻璃的原料包括转换发光材料和二氧化硅；其中，以所述太阳能光伏电池盖板玻璃的原料的总重量为基准，所述转换发光材料的用量为(10～30)wt%，所述二氧化硅的用量为(70～90)wt%；
2.根据权利要求1所述的太阳能光伏电池盖板玻璃，其特征在于，所述转换发光材料包括重量比为1:(0.6～4)的所述第一转换发光材料和所述第二转换发光材料。
3.根据权利要求2所述的太阳能光伏电池盖板玻璃，其特征在于，所述转换发光材料包括重量比为1:1.5的所述第一转换发光材料和所述第二转换发光材料。
4.根据权利要求1所述的太阳能光伏电池盖板玻璃，其特征在于，r1c包含yb3+和er3+，且yb3+和er3+的摩尔比为1:(0.5～2)。
5.根据权利要求4所述的太阳能光伏电池盖板玻璃，其特征在于，r1c包含yb3+和er3+，且yb3+和er3+的摩尔比为1:1。
6.根据权利要求1所述的太阳能光伏电池盖板玻璃，其特征在于，所述(r1a)(r1b)2sio4:r1c中(r1a)(r1b)2sio4和r1c的摩尔比为1:(0.04～0.4)。
7.根据权利要求1所述的太阳能光伏电池盖板玻璃，其特征在于，r1a选自zn2+；
8.根据权利要求1所述的太阳能光伏电池盖板玻璃，其特征在于，r2c选自eu3+。
9.根据权利要求1所述的太阳能光伏电池盖板玻璃，其特征在于，所述(r2a)(r2b)2sio4:r2c中(r2a)(r2b)2sio4和r2c的摩尔比为1:(0.04～0.4)。
10.根据权利要求1所述的太阳能光伏电池盖板玻璃，其特征在于，r2a选自zn2+；
11.一种太阳能光伏电池盖板玻璃，其特征在于，所述太阳能光伏电池盖板玻璃包括玻璃基板以及设置在玻璃基板的上表面和/或下表面的镀膜；其中，所述镀膜是由镀膜液涂覆在所述玻璃基板的上表面和/或下表面并经过干燥而得到；
技术总结
本公开涉及太阳能光伏发电相关技术领域，具体提供了一种太阳能光伏电池盖板玻璃，所述太阳能光伏电池盖板玻璃的原料包括转换发光材料和二氧化硅；其中，以所述太阳能光伏电池盖板玻璃的原料的总重量为基准，所述转换发光材料的用量为(10～30)wt%，所述二氧化硅的用量为(70～90)wt%；所述转换发光材料包括重量比为1:(0.25～4)的第一转换发光材料和第二转换发光材料。本公开将转换发光材料应用于太阳能光伏电池盖板玻璃，大大提升了太阳能光伏发电系统的光电转化率。
技术研发人员：姚引良,刘壮
受保护的技术使用者：西安中易建科技集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23