太陽能電池用波長轉(zhuǎn)換性樹脂組合物的評價方法
【專利說明】
[00011 本發(fā)明是申請?zhí)枮?011800181961、申請日為2011年4月8日、發(fā)明名稱為"太陽能 電池用波長轉(zhuǎn)換性樹脂組合物和太陽能電池模塊"的發(fā)明申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及太陽能電池用波長轉(zhuǎn)換性樹脂組合物和太陽能電池模塊。
【背景技術(shù)】
[0003] 在以往的硅晶體系的太陽能電池模塊中,表面的保護玻璃(也稱為覆蓋玻璃 (cover glass))因注重耐沖擊性而使用強化玻璃,為了使與密封材料(通常為以乙烯一醋 酸乙烯酯共聚物為主成分的樹脂,也稱為填充材料)的密合性良好,單面通過壓紋加工而實 施了凹凸花紋。另外,該凹凸花紋形成于內(nèi)側(cè),太陽能電池模塊的表面平滑(為了提高太陽 光的導(dǎo)入效率,也有在外側(cè)也實施凹凸形狀的情況)。另外在保護玻璃的下側(cè)設(shè)有太陽能電 池單元、用于保護密封TAB線的密封材料和背膜。
[0004] 于是,為了提高太陽能電池的發(fā)電效率,提出了多種方案。例如,日本特開2000 - 328053號公報、日本特開2001 - 352091號公報等中提出了如下方法:在太陽能電池受光面 側(cè),設(shè)置通過使用熒光物質(zhì)對太陽光譜中對發(fā)電的貢獻少的紫外區(qū)域或紅外區(qū)域的光進行 波長轉(zhuǎn)換,從而發(fā)出對發(fā)電的貢獻大的波長區(qū)域的光的層。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 發(fā)明要解決的課題
[0006] 在日本特開2000 - 328053號公報和日本特開2001 - 352091號公報中記載的、將對 發(fā)電的貢獻少的波長區(qū)域的光進行波長轉(zhuǎn)換為對發(fā)電的貢獻大的波長區(qū)域的光的提案中, 波長轉(zhuǎn)換層中含有熒光物質(zhì),但該熒光物質(zhì)一般折射率較大,而且由于其形狀,入射的太陽 光通過波長轉(zhuǎn)換膜時,存在發(fā)生散射而無法充分到達太陽能電池單元,對發(fā)電無貢獻的比 例增加的情況。
[0007] 本發(fā)明的課題是提供一種能夠構(gòu)成發(fā)電效率優(yōu)異的太陽能電池模塊的波長轉(zhuǎn)換 性樹脂組合物和具備包含該波長轉(zhuǎn)換性樹脂組合物的透光層的太陽能電池模塊。
[0008] 解決課題的方法
[0009] 本發(fā)明人等為解決上述課題而進行了積極研究,結(jié)果得到如下見解:在以往的波 長轉(zhuǎn)換層中,由于在透明分散介質(zhì)樹脂中分散有折射率與介質(zhì)不同且粒徑大的熒光物質(zhì), 因此發(fā)生光的散射,從而有即使通過波長轉(zhuǎn)換層將紫外區(qū)域的光轉(zhuǎn)換為可見區(qū)域的光,所 發(fā)電的電力相對于入射的太陽光的比例(發(fā)電效率)也不提高的情況。進而得到如下見解: 相反地,即使完全沒有可見光的散射等光損失,如果紫外區(qū)域的光可產(chǎn)生散射,則波長轉(zhuǎn)換 功能對太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率甚至可能起到負作用?;谶@些見解,發(fā)現(xiàn)在將入射的太陽 光中對太陽光發(fā)電的貢獻少的波長區(qū)域的光轉(zhuǎn)換為對太陽光發(fā)電貢獻大的波長的光的波 長轉(zhuǎn)換性樹脂組合物中,成為散射光的情況少而能夠高效地導(dǎo)入太陽能電池單元的判斷基 準(zhǔn)的方法,由此完成了本發(fā)明。
[0010] 即,本發(fā)明如下所述。
[0011] <1>-種太陽能電池用波長轉(zhuǎn)換性樹脂組合物,其為包含吸光度光譜中的極大 吸收波長為A max(nm)的焚光物質(zhì)、樹脂粒子和分散介質(zhì)樹脂的樹脂組合物,將使波長λ(ηπ〇 下的光強度為Ιο(λ)的入射光向由前述樹脂組合物形成的厚度為t(ym)的樹脂膜的厚度方 向入射而得到的透射光的強度記作Ι(λ),將使前述入射光向由從前述樹脂組合物中除去前 述熒光物質(zhì)和樹脂粒子所得的參照用樹脂組合物所形成的厚度為trrf(ym)的參照用樹脂膜 的厚度方向入射而得到的透射光的強度記作I rrf(A)時,下述式1所表示的^〇)的值在前述 極大吸收波長Xmax(nm)下為3.0X 10-4(0.D./ym)以下。
[0012] 式1 :Αι(λ) = {l〇g(I〇(A)/I(A))}/t -{log(Io(A)/Iref (λ)) }/tref
[0013] <2>前述<1>所述的太陽能電池用波長轉(zhuǎn)換性樹脂組合物中,前述熒光物質(zhì)內(nèi) 包于前述樹脂粒子中。
[0014] < 3 >前述< 1 >或< 2 >所述的太陽能電池用波長轉(zhuǎn)換性樹脂組合物中,前述熒 光物質(zhì)為包含有機配體的稀土金屬絡(luò)合物。
[0015] <4>-種太陽能電池模塊,具備包含前述<1>~<3>中任一項所述的太陽能 電池用波長轉(zhuǎn)換性樹脂組合物的透光性層。
[0016] <5>-種太陽能電池用波長轉(zhuǎn)換性樹脂組合物的評價方法,其為包含吸光度光 譜中的極大吸收波長為A max(nm)的熒光物質(zhì)和分散介質(zhì)樹脂的太陽能電池用波長轉(zhuǎn)換性樹 脂組合物的評價方法,包括:
[0017] 將使波長λ(ηπ〇下的光強度為Ι〇(λ)的入射光向由前述樹脂組合物形成的厚度為t (μπι)的樹脂膜的厚度方向入射而得到的透射光的強度記作Ι(λ),將使前述入射光向由從前 述樹脂組合物中除去前述熒光物質(zhì)所得的參照用樹脂組合物所形成的厚度為t ref(ym)的參 照用樹脂膜的厚度方向入射而得到的透射光的強度記作?Μ(λ)時,基于前述極大吸收波長 Amax(nm)下的下述式1所表示的^〇)的值來評價波長轉(zhuǎn)換效率。
[0018] 式1 :Αι(λ) = {l〇g(I〇(A)/I(A))}/t -{log( Io(A)/Iref (λ)) }/tref
[0019] 發(fā)明效果
[0020] 根據(jù)本發(fā)明,可以提供能夠構(gòu)成發(fā)電效率優(yōu)異的太陽能電池模塊的波長轉(zhuǎn)換性樹 脂組合物和具備包含該波長轉(zhuǎn)換性樹脂組合物的透光層的太陽能電池模塊。
【附圖說明】
[0021] 圖1為表示本發(fā)明的波長350nm下的ΑΚλ)值與太陽能電池的發(fā)電效率的關(guān)系的一 例的圖。
[0022] 圖2為表示本發(fā)明的實施例和比較例的波長轉(zhuǎn)換性樹脂組合物中的入射光波長與 ΑΚλ)值的關(guān)系的一例的圖。
[0023] 圖3為表示本發(fā)明的實施例和比較例的波長轉(zhuǎn)換性樹脂組合物中的入射光波長與 ΑΚλ)值的關(guān)系的一例的圖。
[0024]圖4為表示本發(fā)明的實施例的熒光物質(zhì)的激發(fā)光譜和發(fā)光光譜的一例的圖。
[0025]圖5為表示本發(fā)明的實施例的分散于分散介質(zhì)樹脂中的熒光物質(zhì)的吸光度光譜的 一例的圖。
[0026] 圖6為表示本發(fā)明的實施例的波長350~400nm下的Α!(λ)值的平均值與太陽能電 池的發(fā)電效率的關(guān)系的一例的圖。
[0027] 圖7為表示本發(fā)明的比較例的可見區(qū)域的直線透射率與太陽能電池的發(fā)電效率的 關(guān)系的一例的圖。
[0028] 圖8為表示本發(fā)明的比較例的積分發(fā)光強度與太陽能電池的發(fā)電效率的關(guān)系的一 例的圖。
【具體實施方式】
[0029] 本說明書中,"~"表示包含其前后所記載的數(shù)值分別作為最小值和最大值的范 圍。
[0030] <太陽能電池用波長轉(zhuǎn)換性樹脂組合物>
[0031] 本發(fā)明的太陽能電池用波長轉(zhuǎn)換性樹脂組合物包含吸光度光譜中的極大吸收波 長為Amax(nm)的熒光物質(zhì)、樹脂粒子和分散介質(zhì)樹脂。另外,將使波長λ( ηπ〇下的光強度為1〇 (λ)的入射光向由前述樹脂組合物形成的厚度為t(ym)的樹脂膜的厚度方向入射而得到的 透射光的強度記作Ι(λ),將使前述入射光向由從前述樹脂組合物中除去前述熒光物質(zhì)和樹 脂粒子所得的參照用樹脂組合物所形成的厚度為t rrf(ym)的參照用樹脂膜的厚度方向入射 而得到的透射光的強度記作Irrf(A)時,下述式1所表示的六:以)的值在前述極大吸收波長 ^max(nm)下為0 · 0003 (0 · D · /μπι)以下。
[0032] 式1 :Αι(λ) = {l〇g(I〇(A)/I(A))}/t -log{ (Io(A)/Iref(A))}/tref
[0033] 通過以在吸光度光譜的極大吸收波長Amax(nm)下,前述式1所表示的六:以)值成為 3.0Xl(T 4(〇.D.Aim)以下的方式來構(gòu)成包含熒光物質(zhì)、樹脂粒子和分散介質(zhì)樹脂的太陽能 電池用波長轉(zhuǎn)換性樹脂組合物,具備由該波長轉(zhuǎn)換性樹脂組合物形成的透光性的樹脂層的 太陽能電池的發(fā)電效率提高。另一方面,在吸光度光譜的極大吸收波長A max(nm)下,前述式1 所表示的^⑷值超過3.(^1〇-4(0.0./^)時,不僅發(fā)電效率不提高,還有發(fā)電效率降低的 情況。
[0034] 這可認為是由于,例如,在將向太陽能電池入射的太陽光中對太陽光發(fā)電的貢獻 少的波長區(qū)域的光轉(zhuǎn)換為對發(fā)電的貢獻大的波長區(qū)域的光的同時,可以抑制太陽光的散 射,并可高效且穩(wěn)定地將太陽光用于發(fā)電。
[0035] 本發(fā)明中,Μλ)值在波長λΜΜ下為3.0\104(0』./^)以下,但從太陽能電池的轉(zhuǎn) 換效率的觀點出發(fā),優(yōu)選為2.5 X 10-4以下,更優(yōu)選為2.0 X ΚΓ4以下。
[0036] 本發(fā)明中,ΑΚλ)值可使用英弘精機(株)制太陽模擬器用衍射光柵型分光放射計 LS - 100和Wacom電倉ij(株)制太陽模擬器WXS - 155S - 10,ΑΜ1 · 5G來測定。
[0037]具體而言,在衍射光柵型分光放射計LS -100的檢測部上放置評價用樣本,并使用 Wacom電創(chuàng)(株)制太陽模擬器WXS - 155S - 10,AMI. 5G來照射光,得到強度譜I (λ)。另外,在 上述LS -100的檢測部上什么也不放置,得到空白的強度譜Ι〇(λ)。進一步將參照用樣本放 置在上述LS -100的檢測部上,得到參照樣本的強度譜Iref(A)。使用這樣測定的強度譜,依 據(jù)式1算出Αι(λ)值。
[0038]熒光物質(zhì)的吸光度光譜可以使用分光光度計(例如日立高新技術(shù)(株)制U-3310、 日本分光(株)制V-570等),通過通常的方法來測定。
[0039] 另外樹脂膜的厚度可使用數(shù)位式測微計來測定。
[0040] 本發(fā)明中,由于是基于對太陽光發(fā)電的貢獻少的波長區(qū)域的光的散射程度來評價 波長轉(zhuǎn)換性樹脂組合物時的太陽能電池的發(fā)電效率,因此也可以用與其相關(guān)的值代替前述 Amax下的"(λ)值而進行評價。具體可列舉例如以下的方法。
[0041] 另外本發(fā)明中,ΑΚλ)值也可以使用包含Amax的特定的波長范圍中的^〇)值的平均 值代替λ_χ下的ΑΚλ)值,來評價構(gòu)成太陽能電池時的轉(zhuǎn)換效率。作為這種情況下的特定的 波長范圍,例如,優(yōu)選設(shè)為300nm以上、且至吸光度光譜的上升(吸收臨界值)的波長范圍,更 優(yōu)選設(shè)為波長λ為λ ΜΧ以上、且{l〇g(IQ(A)/I(A))}/t的值(單位膜厚的吸光度)為0.0001 (O.D./μπι)以上的波長λ的范圍。
[0042] 另外,將ΑΚλ)值作為特定的波長范圍的平均值進行評價時,ΑΚλ)值優(yōu)選小于1.5 X 10'更優(yōu)選為1.2 ΧΚΓ4以下,進一步優(yōu)選為1.0 ΧΚΓ4以下。
[0043] 另外進一步,本發(fā)明中,也可以使用包含λΜΧ的特定的波長范圍中的^〇)的積分 值代替λ_χ下的ΑΚλ)值,來評價構(gòu)成太陽能電池時的轉(zhuǎn)換效率。以ΑΚλ)的積分值形式進行 評價時的特定的波長范圍與上述同樣。
[0044] 另外,以特定的波長范圍中的Αι(λ)的積分值形式進行評價時,特定的波長范圍中 的八:(λ)的積分值優(yōu)選為7.0 X 10_3以下,更優(yōu)選為6.0 X 10_3以下,進一步優(yōu)選為5.0 X 10_3 以下。
[0045] 進一步另外,本發(fā)明中,還優(yōu)選使用下述式2所表示的知〇)值代替前述式1所表示 的^〇)值進行評價。一般ΑΚλ)值與Α2(λ)值在理論上是等價的,可以根據(jù)可利用的測定裝 置而適當(dāng)選擇ΑΚλ)值或Α 2(λ)值來進行評價。
[0046] 式2: Α2(λ) =a(A)/t - aref (λ)/ tref
[0047] 式2中,a(A)是使波長為波長λ(ηπ〇的入射光