專(zhuān)利名稱(chēng)：利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換效率的太陽(yáng)能電池組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換效率的太陽(yáng)能電池組件
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能材料和器件領(lǐng)域，尤其是一種利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換 效率的太陽(yáng)能電池組件。
背景技術(shù)：
目前，單晶硅電池只能將16%至20%的入射光轉(zhuǎn)化為電流。太陽(yáng)光包含電磁 波中從250納米到2500納米的一個(gè)很寬的光譜范圍，大體上成分為紫外光占7%、 可見(jiàn)光占45%和紅外光占47%左右。對(duì)硅電池而言，存在一個(gè)光能臨界值，即太 陽(yáng)光譜中只有波長(zhǎng)小于1100納米的光，才會(huì)產(chǎn)生電子-空穴對(duì)形成電流，波長(zhǎng)大 于1100納米的長(zhǎng)波部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?，使硅太?yáng)能電池的溫度升高，導(dǎo)致電池電壓 和轉(zhuǎn)換效率降低。
上轉(zhuǎn)換發(fā)光效應(yīng)把至少兩個(gè)低能近紅外光子轉(zhuǎn)化成一個(gè)波長(zhǎng)為400納米至 750納米的高能可見(jiàn)光，如藍(lán)綠光甚至紫色光，或一個(gè)波長(zhǎng)為750納米到3000納 米的近紅外光子，也稱(chēng)為反Stokes效應(yīng)。上轉(zhuǎn)換材料過(guò)去主要用在防偽油墨、油 漆或涂料，用于提高太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換領(lǐng)域則很少。通過(guò)上轉(zhuǎn)換技術(shù)，若把太陽(yáng)看成為 一個(gè)6000K的黑體， 一個(gè)單節(jié)的上轉(zhuǎn)換太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到47.6%，按標(biāo) 準(zhǔn)空氣-質(zhì)量大氣光譜換算為50.7%。因而，如何采用上轉(zhuǎn)換發(fā)光技術(shù)，最大限度 利用占太陽(yáng)光能量近一半的紅外光，就成為一個(gè)技術(shù)問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型目的旨在為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種利用近紅外光提高 轉(zhuǎn)換效率的太陽(yáng)能電池組件，把近紅外光轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光的特性，提高太陽(yáng)能電池 的光電轉(zhuǎn)換效率。
本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)計(jì)了一種利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換效率的太陽(yáng) 能電池組件，其包括窗玻璃、背面材料、太陽(yáng)能電池片和粘合物，所述粘合物將 窗玻璃、背面材料及太陽(yáng)能電池片粘合在一起，所述窗玻璃涂覆有上轉(zhuǎn)換材料的 涂層或者所述窗玻璃采用上轉(zhuǎn)換材料玻璃。
本實(shí)用新型有益效果是本實(shí)用新型中在石英玻璃上涂覆得上轉(zhuǎn)換材料和采用上轉(zhuǎn)換材料制成的窗玻璃，都能夠?qū)⑻?yáng)光光譜中的紅外成分轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光， 降低光電池的溫度，從而提高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，減少太陽(yáng)能電池對(duì)不 能產(chǎn)生載流子的紅外光子的吸收，降低電池的熱效應(yīng)。


圖1為本實(shí)用新型利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換效率的太陽(yáng)能電池組件第一實(shí)施例 的結(jié)構(gòu)示意圖2為本實(shí)用新型利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換效率的太陽(yáng)能電池組件第二實(shí)施例 的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型所述的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
本實(shí)用新型公開(kāi)了一種利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換效率的太陽(yáng)能電池組件。
第一實(shí)施例
請(qǐng)參見(jiàn)圖l所示，第一實(shí)施例中利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換效率的太陽(yáng)能電池組件的 上表面是石英窗玻璃1，起到支撐太陽(yáng)能電池片的作用。下表面是背面材料TPT (聚 四氟乙烯復(fù)合材料)2，具有很強(qiáng)的耐腐蝕、抗老化能力以及良好的電絕緣性能。中間 是太陽(yáng)能電池片3，電池片之間由互連條6串、并聯(lián)起來(lái)。電池片的上、下兩面是粘 合物EVA(聚醋乙酯)4， EVA是一種特殊的膠膜，具有很高的透光性，在常溫下EVA 的外形像一成很薄的透明塑料紙，在高溫下EVA熔化，起粘接作用，能夠把太陽(yáng)能電 池片3與石英窗玻璃1以及背面材料TPT2黏合在一起。此外，該組件還包括邊框5， 接合在窗玻璃和背面材料周邊用于固定在組件以將該組件形成一個(gè)整體。
在本第一實(shí)施例中，值得關(guān)注的是，石英玻璃的一側(cè)涂覆有上轉(zhuǎn)換材料的涂層7， 上轉(zhuǎn)換涂層7的成分為NaYF4:0.2Er3+/0.2Yb3+，熒光粉與丙烯酸漆的質(zhì)量比例為5:3， 厚度為0.2毫米~2毫米，采用刷涂或噴涂方法制備。該上轉(zhuǎn)換材料涂層7能夠?qū)⑻?yáng) 光光譜中的紅外成分轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光。
第二實(shí)施例
請(qǐng)參見(jiàn)圖3所示，第一實(shí)施例中利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換效率的太陽(yáng)能電池組件的 基本結(jié)構(gòu)和第一實(shí)施例的相似，區(qū)別點(diǎn)在于窗玻璃采用上轉(zhuǎn)換材料玻璃8，上轉(zhuǎn)換玻 璃的成分為40SiO2—25A12O3-18NaCO3—10YF3—7NaF~0.2ErF3—0.1YbF3 或者40SiO2-25Al2O3-18NaC03-10YF3—7NaF~0.3TmF3~0.1YbF3。該上轉(zhuǎn)換玻璃8也能夠?qū)?太陽(yáng)光光譜中的紅外成分轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光。
綜上，本實(shí)用新型中在石英玻璃上涂覆得上轉(zhuǎn)換材料和采用上轉(zhuǎn)換材料制成的窗 玻璃，都能夠?qū)⑻?yáng)光光譜中的紅外成分轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光，降低光電池的溫度，從而提 高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，減少太陽(yáng)能電池對(duì)不能產(chǎn)生載流子的紅外光子的吸收， 降低電池的熱效應(yīng)。
以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易 想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保 護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1、一種利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換效率的太陽(yáng)能電池組件，其包括窗玻璃、背面材料、太陽(yáng)能電池片和粘合物，所述粘合物將窗玻璃、背面材料及太陽(yáng)能電池片粘合在一起，其特征在于所述窗玻璃涂覆有上轉(zhuǎn)換材料的涂層或者所述窗玻璃采用上轉(zhuǎn)換材料玻璃。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換效率的太陽(yáng)能電池組件，其 特征在于所述背面材料采用聚四氟乙烯復(fù)合材料。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換效率的太陽(yáng)能電池組件，其 特征在于所述粘合物采用聚醋乙酯。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換效率的太陽(yáng)能電池組件，其 特征在于還包括互連條，所述太陽(yáng)能電池片之間由互連條串、并聯(lián)起來(lái)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換效率的太陽(yáng)能電池組件，其 特征在于還包括邊框，接合在窗玻璃和背面材料周邊用于固定組件。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換效率的太陽(yáng)能電池組件，其包括窗玻璃、背面材料、太陽(yáng)能電池片和粘合物，所述粘合物將窗玻璃、背面材料及太陽(yáng)能電池片粘合在一起，所述窗玻璃涂覆有上轉(zhuǎn)換材料的涂層或者所述窗玻璃采用上轉(zhuǎn)換材料玻璃。本實(shí)用新型中采用上轉(zhuǎn)換材料，能夠?qū)⑻?yáng)光光譜中的紅外成分轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光，降低光電池的溫度，從而提高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，減少太陽(yáng)能電池對(duì)不能產(chǎn)生載流子的紅外光子的吸收，降低電池的熱效應(yīng)。
文檔編號(hào)H01L31/0232GK201149872SQ20072009898
公開(kāi)日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2007年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月17日
發(fā)明者于文惠, 劉凌云, 李雪征, 毛智勇, 王達(dá)健, 陸啟飛 申請(qǐng)人:天津理工大學(xué)