一种高效转光胶膜及其制备方法与用途与流程

xiaoxiao2026-08-11  12

本发明涉及光伏组件,具体涉及一种高效转光胶膜及其制备方法与用途。


背景技术:

1、紫外可见到红外区(280~2500nm,0.5~4.4ev),但是光伏电池只能利用其中的一小部分。例如,晶硅太阳能电池的带隙决定了它可以吸收能量高于带隙能的1100nm之前的太阳光,并且晶硅太阳能电池对1000nm以上波段和紫外光、可见蓝光的响应却很弱,即晶硅太阳能电池的硅半导体带隙吸收的太阳光与入射太阳光不匹配,这就造成了对太阳光的利用率较低,造成浪费。380nm以下(紫外波段)能量高的光子以晶格热损失的形式将多余的能量散失掉,而对于波长大于1200nm(红外光)能量低于硅半导体带隙的光子,则不能被晶硅太阳能电池所吸收,造成电池片工作温度提高,从而降低发电功率。


技术实现思路

1、本发明的目的在于:针对晶硅太阳能电池存在的对太阳光线中波长低于380nm和高于1200nm的能量无法进行利用,从而导致晶硅太阳能电池发电功率较低的问题,而提供了一种高效转光胶膜,其可以最大程度地将未被晶硅太阳能电池利用的uv紫外光和红外光转换成能够被电池高吸收的可见光,从而可以有效提高太阳能电池的光利用率,提高其发电功率。

2、为达到上述目的,本发明是通过如下技术方案实现的:

3、本发明提供了一种高效转光胶膜,所述的高效转光胶膜由基体树脂中均匀分散上转光母粒和下转光母粒得到,所述的高效转光胶膜对380nm以下波段的紫外光的平均透过率不大于13.0%;所述的高效转光胶膜,其包括如下重量份的组分:

4、基体树脂50.0~60.0份、过氧化物交联剂0.5~1.0份、交联助剂0.5~1.5份、硅烷偶联剂0.5~1.0份、上转光母粒10.0~15.0份以及下转光母粒10.0~15.0份;

5、其中:所述的上转光母粒和下转光母粒具有高散射的特性,所述的上转光母粒经由上转光材料与转光材料载体树脂以及硅烷偶联剂共混造粒得到,下转光母粒经由下转光材料与转光材料载体树脂以及硅烷偶联剂共混造粒得到。

6、具体的,本发明为了解决硅太阳能电池对太阳光线中波长低于380nm的紫外光和对波长高于1200nm的红外光的能量无法利用的问题,本发明提出了一种高效转光胶膜,该胶膜兼具散射和转光性能,该胶膜中的上、下转光母粒间隔均匀分布,上转光母粒可以作为下转光母粒的散射粒子,下转光母粒同时也可以作为上转光母粒的散射粒子,从而可以最大程度地利用太阳光中未被利用的uv紫外光和红外光,通过该胶膜可以将其转换成可以被电池高吸收的可见光,从而提高电池片高效率利用的可见光,提高光伏组件的光利用率。

7、具体的,本发明中所用的上转光材料和下转光材料是长余辉类稀土发光材料,上转光材料可以选用β-nayf_4:er@nayf_4或y2o3:eu3+,下转光材料可以选用sr3y(bo3)3:ce3+或nabif4:yb,tm。

8、进一步的,一种高效转光胶膜:所述上转光母粒和下转光母粒的粒径分别为5.0~20.0nm。转光材料的粒径选择20nm以下时,形成均光的效果。

9、进一步的,一种高效转光胶膜:所述上转光材料的吸收波段为1000~2500nm、发射波段为550~800nm;所述的上转光材料选自无机金属氧化物、稀土配合物转光剂中的至少一种。

10、进一步的,一种高效转光胶膜:所述下转光材料的吸收波段为300~380nm,发射波段为550~800nm;所述的下转光材料选自无机金属氧化物、有机小分子类、稀土配合物转光剂中的一种或几种。

11、本发明还提供了一种高效转光胶膜的制备方法,包括如下步骤:

12、s1、上转光母粒的制备:将上转光材料与转光材料载体树脂以及硅烷偶联剂混合均匀,而后将混合物加入到挤出机中进行熔融挤出造粒,获得上转光母粒;

13、s2、下转光母粒的制备:将下转光材料与转光材料载体树脂以及硅烷偶联剂混合均匀,而后将混合物加入到挤出机中进行熔融挤出造粒,获得下转光母粒;

14、s3、高效转光胶膜的制备:将基体树脂、过氧化物交联剂、交联助剂、硅烷偶联剂、上转光母粒以及下转光母粒混合均匀,而后将所得混合物进行定型成膜,获得高效转光胶膜。

15、进一步的,一种高效转光胶膜的制备方法:步骤s1、将0.01~5.0份的上转光材料与20.0~90.0份的转光材料载体树脂以及5.0~20.0份的硅烷偶联剂混合均匀,而后将混合物加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒,获得上转光母粒。

16、具体的,转光材料载体树脂可选用poe树脂或eva树脂,基体树脂可选用poe树脂或eva树脂。

17、进一步的,一种高效转光胶膜的制备方法:步骤s2、将0.01~3.0份的下转光材料与20.0~90.0份的转光材料载体树脂以及5.0~20.0份的硅烷偶联剂混合均匀,而后将混合物加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒,获得下转光母粒。

18、进一步的,一种高效转光胶膜的制备方法:步骤s3、将50.0~60.0份的基体树脂、0.5~1.0份的过氧化物交联剂、0.5~1.5份的交联助剂、0.5~1.0份的硅烷偶联剂、10.0~15.0份的上转光母粒以及10.0~15.0份的下转光母粒混合均匀,而后将所得混合物进行定型成膜,获得高效转光胶膜。

19、一种高效转光胶膜的用途,将所述的高效转光胶膜作为封装胶膜用于组装光伏组件。

20、本发明的有益效果:

21、(1)本发明提供的高效转光胶膜,其可以将未被电池直接吸收利用的uv紫外光转换成可见光,这样就减少了穿透胶膜到达电池层的uv紫外光,使uv紫外光的透过率不超过13.0%,其可以明显减少uv紫外光对电池片造成的损害。同时,本发明的胶膜还可以将未被电池利用的红外光转换成为可见光,这样也减少了穿透胶膜到达电池层的红外光,可以避免因红外光造成电池工作温度过高而带来的发电功率下降的问题。

22、(2)本发明高效转光胶膜中使用的上、下转光母粒,其具有高散射的特性,可以达到光扩散的效果,使射出的光线更加均匀,进入胶膜层的紫外光线和红外光线更多的被单个转光母粒利用,提高光线利用率,以及减少转光母粒的掺入比例,降低胶膜的成本。

23、(3)本发明将上、下转光材料分别制备成上、下转光母粒后,再将上、下转光母粒分散在基体膜中制备成高效转光胶膜,这样可以对上、下转光材料实现预分散的效果,提高了上、下转光材料在基体膜中的分散性,使得制作出来的转光胶膜的稳定性更好。在本发明的胶膜中上转光母粒作为下转光母粒的散射粒子,下转光母粒同时也是上转光母粒的散射粒子,可以最大程度利用未被利用的uv紫外光和红外光,将其转换成能被电池高吸收的可见光,提升光利用率,提升发电功率。

24、(4)本发明将上、下转光材料制成上、下转光母粒后再与基体树脂进行混合,其相对于直接将上、下转光材料分散于基体树脂中的方式,可以减少上、下转光材料接触的几率,有助于提升转光效果。将上、下转光材料制成上、下转光母粒后,转光母粒在基体树脂中不易发生团聚的问题,而直接将上、下转光材料掺入到基体树脂中,其容易发生团聚,此时380nm波段以下的紫外光照射到团聚的上转换材料上时被反射,则不会照射下转换粒子上,从而造成了转光效果的降低;同样的1200nm波段以上的红外光照射到团聚的下转换材料上时被反射,也不会照射到上转换粒子上,从而降低转光效果。而本发明则是先将上、下转光材料分别制成上、下转光母粒,而后再将母粒分散于基体膜中制成转光胶膜,其实现了对转光材料的预分散,提高了转光材料在基体膜中的分散性,减少上、下转光材料接触的几率,不易发团聚问题,从而有助于提升转光效果,提升发电功率。


技术特征:

1.一种高效转光胶膜,其特征在于,所述的高效转光胶膜由基体树脂中均匀分散上转光母粒和下转光母粒得到,所述的高效转光胶膜对380nm以下波段的紫外光的平均透过率不大于13.0%;

2.根据权利要求1所述的一种高效转光胶膜,其特征在于,所述上转光母粒和下转光母粒的粒径分别为5.0~20.0nm。

3.根据权利要求1所述的一种高效转光胶膜,其特征在于,所述上转光材料的吸收波段为1000~2500nm、发射波段为550~800nm;

4.根据权利要求1所述的一种高效转光胶膜,其特征在于,所述下转光材料的吸收波段为300~380nm,发射波段为550~800nm;

5.根据权利要求1~4任一项所述的一种高效转光胶膜的制备方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:

6.根据权利要求5所述的一种高效转光胶膜的制备方法,其特征在于,步骤s1、将0.01~5.0份的上转光材料与20.0~90.0份的转光材料载体树脂以及5.0~20.0份的硅烷偶联剂混合均匀,而后将混合物加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒,获得上转光母粒。

7.根据权利要求5所述的一种高效转光胶膜的制备方法,其特征在于,步骤s2、将0.01~3.0份的下转光材料与20.0~90.0份的转光材料载体树脂以及5.0~20.0份的硅烷偶联剂混合均匀,而后将混合物加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒,获得下转光母粒。

8.根据权利要求5所述的一种高效转光胶膜的制备方法,其特征在于,步骤s3、将50.0~60.0份的基体树脂、0.5~1.0份的过氧化物交联剂、0.5~1.5份的交联助剂、0.5~1.0份的硅烷偶联剂、10.0~15.0份的上转光母粒以及10.0~15.0份的下转光母粒混合均匀,而后将所得混合物进行定型成膜,获得高效转光胶膜。

9.根据权利要求1~4任一项所述的一种高效转光胶膜的用途,其特征在于,将所述的高效转光胶膜作为封装胶膜用于组装光伏组件。


技术总结
本发明公开了一种高效转光胶膜及其制备方法与用途,该胶膜对380nm以下波段的紫外光的透过率不大于13%;胶膜包括:基体树脂50.0~60.0份、交联剂0.5~1.0份、交联助剂0.5~1.5份、硅烷偶联剂0.5~1.0份、上转光母粒10.0~15.0份及下转光母粒10.0~15.0份;上、下转光母粒分别由上、下转光材料与载体树脂以及硅烷偶联剂造粒得到。本发明将上、下转光材料分别制备成上、下转光母粒后再分散于基体膜中制成高效转光膜,提高了上、下转光材料在基体膜中的分散性,使胶膜的稳定性更好。本发明的胶膜可以最大程度利用UV紫外光和红外光,将其转换成能被电池高吸收的可见光,提升发电功率。

技术研发人员:苏维燕,初文静,林金锡,林金汉
受保护的技术使用者:安徽汉韦光电封装材料有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/9/23
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