專利名稱：一種彩色熒光太陽(yáng)能電池板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽(yáng)能電池應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有太陽(yáng)能電池技術(shù)多是以硅基材料為主體，其以平面形式正對(duì)于陽(yáng)光，太陽(yáng)光中540nm 以下的光譜可以被高效率完成光電能轉(zhuǎn)換，其光電能轉(zhuǎn)換主要集中在近紫外光與藍(lán)綠光之間。 對(duì)540nni以上的陽(yáng)光光電轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較低。太陽(yáng)光中有豐富的近紅外光，但在太陽(yáng)能電池
光電轉(zhuǎn)換中作用近于零。
具有高效率的熒光染料與上轉(zhuǎn)換熒光材料的制備技術(shù)較為成熟，其合成工藝簡(jiǎn)單，成本
低廉，在中國(guó)專利95106975.6、 96122293. X、 01808529.6、 01138920.6已有充分的揭示。 上轉(zhuǎn)換熒光材料在太陽(yáng)能電池中提高效率的作用在中國(guó)專利200810152280. 2 、 200910078549. 1等中已有闡述。上轉(zhuǎn)換熒光材料應(yīng)用被簡(jiǎn)單涂印制成轉(zhuǎn)化層，由于印刷致密 性及涂料的遮擋，可見(jiàn)陽(yáng)光透過(guò)率大大降低；進(jìn)而人們追求上轉(zhuǎn)換熒光材料顆粒減小到納米， 但由于納米上轉(zhuǎn)換熒光顆粒發(fā)光效率太低，通常只有常規(guī)發(fā)光材料發(fā)光效率的10%，以至無(wú) 法實(shí)際形成產(chǎn)品應(yīng)用。
現(xiàn)有技術(shù)不足之處還表現(xiàn)在太陽(yáng)能電池板表面需要正對(duì)陽(yáng)光直射，側(cè)射陽(yáng)光或陰天會(huì) 降低甚至不能產(chǎn)生光電轉(zhuǎn)換。另外陽(yáng)光中的近紅外線部分也無(wú)法被接收與使用。
本發(fā)明的一種彩色熒光太陽(yáng)能電池板，其通過(guò)帶有熒光染料的透明有機(jī)玻璃板及上轉(zhuǎn)換 熒光技術(shù)，利用側(cè)光折射及近紅外光轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光原理，可高效率的提升太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效 率。本發(fā)明在使用結(jié)構(gòu)上與己知技術(shù)有較大區(qū)別，解決了光透過(guò)率、發(fā)光效率、入射光移動(dòng) 之間制約矛盾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一種彩色熒光太陽(yáng)能電池板，它包括帶有熒光染料的透明有機(jī)玻璃板(1)，有 機(jī)玻璃板下面有反射涂層(4),有機(jī)玻璃板周邊側(cè)面鑲嵌并密封有太陽(yáng)能電池(2),引出電 極后從而形成一單元彩色熒光太陽(yáng)能電池板(見(jiàn)圖l);在單元彩色熒光太陽(yáng)能電池板外部周邊封裝有固定框架(3)。當(dāng)陽(yáng)光或可見(jiàn)光(5)照射到透明有機(jī)玻璃板(1)時(shí)，有機(jī)玻璃板 發(fā)生熒光折射(6)，折射光被太陽(yáng)能電池(2)表面吸收，產(chǎn)生光電轉(zhuǎn)換(見(jiàn)圖3)。
本發(fā)明中帶有熒光染料的透明有機(jī)玻璃板(1)是在有機(jī)玻璃原料中按重量比添加 0. 01_1%的有機(jī)熒光染料及0. 01-0. 5%的上轉(zhuǎn)換熒光材料。帶有熒光染料的透明有機(jī)玻璃板可 以制成藍(lán)色、綠色、黃綠色、黃色或其它們的組合色中的一種:其具備良好的透明度，并在周 邊側(cè)面可以產(chǎn)生有強(qiáng)烈的熒光折射。有機(jī)熒光染料應(yīng)選擇具有抗紫外線特性的材料，種類可 以是金屬絡(luò)合染料、分散熒光染料、菁染料等。如使用分散熒光綠、熒光藍(lán)、耐曬熒光黃 綠、熒光黃等。
上轉(zhuǎn)換熒光材料主要使用稀土材料氟化物，其耐曬性好于有機(jī)體系。當(dāng)陽(yáng)光照射到透明 有機(jī)玻璃板時(shí)，其分布在內(nèi)部的上轉(zhuǎn)換熒光顆粒，將陽(yáng)光中的近紅外光800-1600nra可以轉(zhuǎn)換 成可見(jiàn)光，激發(fā)熒光染料，被太陽(yáng)能電池所吸收，從而提高太陽(yáng)能的光電轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明 中上轉(zhuǎn)換熒光粉體材料顆粒度在1微米，并具有完整的獨(dú)立單體顆粒，能夠保證上轉(zhuǎn)換熒光 粉體有較高的發(fā)光效率，其吸收800-1600nm近紅外光，發(fā)射400-540nm的可見(jiàn)光。本發(fā)明中 上轉(zhuǎn)換熒光粉體材料制備技術(shù)為常規(guī)的體材料制備方法。
本發(fā)明中帶有熒光染料的透明有機(jī)玻璃板(1)中可以按重量比添加0.01-1%的熒光增 白劑。熒光增白劑可以提高紫外線與可見(jiàn)光熒光轉(zhuǎn)換效率。
本發(fā)明中有機(jī)玻璃板下面有反射涂層(4)，實(shí)現(xiàn)方法蒸鍍有透明反射材料的薄層，其 將可見(jiàn)光反射到有機(jī)玻璃板面，提高日光使用效率，并且有機(jī)玻璃板透明或半透明。反射涂 層(4)還也可以是白色或銀色涂層，其將可見(jiàn)光直接反射到有機(jī)玻璃板面。反射層可以將已 經(jīng)透過(guò)的可見(jiàn)光再次反射給有機(jī)玻璃，增強(qiáng)有機(jī)玻璃的邊緣折射。加入反射涂層可以提高 20-30%的折射效率。
本發(fā)明中太陽(yáng)能電池(2)正表面應(yīng)與透明有機(jī)玻璃板(1)側(cè)面緊密結(jié)合，太陽(yáng)能電池 可以接收透明有機(jī)玻璃板折射光，并實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明中，在一固定框架內(nèi)可以高密度分布排列多個(gè)單元彩色熒光太陽(yáng)能電池板，形成 矩陣彩色熒光太陽(yáng)能電池板組(見(jiàn)圖2);不同的單元彩色熒光太陽(yáng)能電池板，電路可以串聯(lián) 或并聯(lián)。


圖1單元彩色熒光太陽(yáng)能電池板結(jié)構(gòu)圖 圖2矩陣彩色熒光太陽(yáng)能電池板組結(jié)構(gòu)3熒光太陽(yáng)能電池板原理圖
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明一種彩色熒光太陽(yáng)能電池板，它包括帶有熒光染料的透明有機(jī)玻璃板(1)，有 機(jī)玻璃板下面有反射涂層(4)，有機(jī)玻璃板周邊側(cè)面鑲嵌并密封有太陽(yáng)能電池(2)，引出電 極后從而形成一單元彩色熒光太陽(yáng)能電池板；在單元彩色熒光太陽(yáng)能電池板外部周邊封裝有 固定框架(3)。
有機(jī)玻璃板材料可以是聚甲基丙烯酸甲酯(P畫(huà)A)或環(huán)氧樹(shù)脂類材料，熒光染料、上轉(zhuǎn) 換熒光粉體材料與P讓A粉體及樹(shù)脂類原料混合時(shí)應(yīng)充分?jǐn)嚢?，保證均勻度；加溫成型平板透 明玻璃，高透明的有機(jī)玻璃板可以提高入射光折射效率。有機(jī)玻璃板側(cè)面光滑平整非常重要， 不光滑的側(cè)面無(wú)法實(shí)現(xiàn)光折射。
本發(fā)明中帶有熒光染料的透明有機(jī)玻璃板(1)是在有機(jī)玻璃原料中添加重量比的 0. Ol-W的有機(jī)熒光染料及0. 01-0. 5%的上轉(zhuǎn)換熒光材料有機(jī)熒光染料選擇使用可以抗紫外 線及耐高溫的材料，如使用分散熒光綠、熒光藍(lán)、耐曬熒光黃綠、熒光黃等。上轉(zhuǎn)換熒光材 料顆粒度在1微米左右，并具有完整的獨(dú)立單體顆粒；能夠保證上轉(zhuǎn)換熒光粉體有較高的發(fā) 光效率，其吸收700-1600nm近紅外光，發(fā)射400-540nm的可見(jiàn)光，如使用HT111型號(hào)。本發(fā) 明中使用的熒光染料與上轉(zhuǎn)換熒光粉體材料為常規(guī)市售產(chǎn)品。
本發(fā)明中帶有熒光染料的透明有機(jī)玻璃板(1)中，可以添加重量比為0.01-1%的熒光增 白劑。熒光增白劑可以提高抗紫外線與可見(jiàn)光熒光轉(zhuǎn)換效率。熒光增白劑選擇普通的市售產(chǎn)
品o
本發(fā)明中有機(jī)玻璃板下面反射涂層(4),可以是蒸鍍透明反射材料的薄層，其將可見(jiàn)光 反射到有機(jī)玻璃板面，提高日光使用效率，使有機(jī)玻璃板透明或半透明，又可在邊緣斷面產(chǎn) 生明亮熒光。本發(fā)明中有機(jī)玻璃板下面反射涂層(4)也可以是白色或銀色涂層，其將可見(jiàn)光 直接反射到有機(jī)玻璃板面。如使用金屬鍍膜鉻、金屬鍍膜鎳、氧化鈦涂層均可以。
本發(fā)明中太陽(yáng)能電池正(2)表面應(yīng)與有機(jī)玻璃板(1)側(cè)面緊密結(jié)合，太陽(yáng)能電池可以 接收有機(jī)玻璃板折射光，并實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。有機(jī)玻璃板厚度通常為2-8毫米，太陽(yáng)能電池硅 片寬度小于或與之相等，太陽(yáng)能電池硅片長(zhǎng)度可以隨意設(shè)計(jì)，以相互連接方便為原則。有機(jī) 玻璃板與太陽(yáng)能電池使用透明環(huán)氧樹(shù)脂類材料無(wú)縫粘連。
本發(fā)明中，在一固定框架內(nèi)可以高密度分布排列多個(gè)單元彩色熒光太陽(yáng)能電池板；不同 的單元彩色熒光太陽(yáng)能電池板，電路可以串聯(lián)或并聯(lián)。本發(fā)明中的太陽(yáng)能電池板電路連接可以在側(cè)面根據(jù)需要與設(shè)計(jì)隨意引出連接。封裝固定框架可以使用金屬或塑料材料。 本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明在太陽(yáng)能電池使用結(jié)構(gòu)上與已知技術(shù)有較大區(qū)別，解決了光透過(guò)率與發(fā)光效率之 間制約矛盾。本發(fā)明可以應(yīng)用在現(xiàn)有各類太陽(yáng)能電池面板上，明顯提高光電轉(zhuǎn)換效率。并且 可不影響現(xiàn)有玻璃的可見(jiàn)光透過(guò)率。
本發(fā)明使用低成本方法，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池在陰天狀態(tài)下使用，提高了3(W的光電轉(zhuǎn)換效率。 在日光下使用提高了2%光電轉(zhuǎn)換效率。
' 實(shí)施例
使用聚甲基丙烯酸甲酯(PfflW)材料，其按重量比加入O. 1%的熒光藍(lán)染料，加入O. 1%的 上轉(zhuǎn)換熒光材料HTlll，加入O. 1%的熒光增白劑，混合后加溫制備成厚度5毫米，面積尺寸為 100 X 50 (毫米)的帶熒光染料的透明有機(jī)玻璃板。并在有機(jī)玻璃板一側(cè)鍍有透明金屬反射 層鉻。
選擇硅太陽(yáng)能電池片寬度4.8毫米，長(zhǎng)度30毫米，排列在透明有機(jī)玻璃板側(cè)面，并使用 環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)固定，電極并串連接，使用塑料外框固定與保護(hù)。
當(dāng)陽(yáng)光或可見(jiàn)光照射到透明有機(jī)玻璃板時(shí)，有機(jī)玻璃板發(fā)生藍(lán)色熒光折射，折射光被太 陽(yáng)能電池表面吸收，產(chǎn)生光電轉(zhuǎn)換。
在上面針對(duì)本發(fā)明較好的實(shí)施方式作了舉例說(shuō)明后，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)應(yīng)明白的 是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，對(duì)本發(fā)明所作的任何改變和改進(jìn)都在本發(fā)明的 范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種彩色熒光太陽(yáng)能電池板，它包括帶有熒光染料的透明有機(jī)玻璃板(1)，有機(jī)玻璃板下面有反射涂層(4)，有機(jī)玻璃板周邊側(cè)面鑲嵌并密封有太陽(yáng)能電池(2)，引出電極后從而形成一單元彩色熒光太陽(yáng)能電池板；在單元彩色熒光太陽(yáng)能電池板外部周邊封裝有固定框架(3)。
2. 如權(quán)利要求1所述，帶有熒光染料的透明有機(jī)玻璃板(1)是在有機(jī)玻璃原料中按重量比 添加0.01-1%的有機(jī)熒光染料及0.01-0. 5%的上轉(zhuǎn)換熒光材料帶有熒光染料的透明有機(jī) 玻璃板可以是藍(lán)色、綠色、黃綠色、黃色或其它們的組合色中的一種;其具備良好的透明度， 并在周邊側(cè)面可以產(chǎn)生有強(qiáng)烈的熒光折射。
3. 如權(quán)利要求l所述，有機(jī)玻璃板下面反射涂層(4)是蒸鍍方法形成透明反射材料的薄層， 其將可見(jiàn)光反射到有機(jī)玻璃板側(cè)面，提高日光使用效率。
4. 如權(quán)利要求l所述，有機(jī)玻璃板下面反射涂層(4)，可以是白色或銀色涂層，其將可見(jiàn)光 直接反射到有機(jī)玻璃板側(cè)面。
5. 如權(quán)利要求l所述，太陽(yáng)能電池(2)正表面應(yīng)與透明有機(jī)玻璃板(1)側(cè)面緊密結(jié)合，太 陽(yáng)能電池可以接收透明有機(jī)玻璃板折射光，并實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。
6. 如權(quán)利要求1所述，在一固定框架內(nèi)可以高密度分布排列多個(gè)單元彩色熒光太陽(yáng)能電池板； 不同的單元彩色熒光太陽(yáng)能電池板，電路可以串聯(lián)或并聯(lián)。
7. 如權(quán)利要求l所述，帶有熒光染料的透明有機(jī)玻璃板(1)中可以按重量比添加0.01-1% 的熒光增白劑。
全文摘要
本發(fā)明一種彩色熒光太陽(yáng)能電池板它包括帶有熒光染料的透明有機(jī)玻璃板(1)，有機(jī)玻璃板下面有反射涂層(4)，有機(jī)玻璃板周邊側(cè)面鑲嵌并密封有太陽(yáng)能電池(2)，引出電極后從而形成一單元彩色熒光太陽(yáng)能電池板；在單元彩色熒光太陽(yáng)能電池板外部周邊封裝有固定框架(3)。當(dāng)陽(yáng)光或可見(jiàn)光照射到透明有機(jī)玻璃板時(shí)，有機(jī)玻璃板發(fā)生熒光折射，折射光被太陽(yáng)能電池表面吸收，產(chǎn)生光電轉(zhuǎn)換。
文檔編號(hào)H01L31/052GK101661969SQ20091019603
公開(kāi)日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2009年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月22日
發(fā)明者耿樹(shù)范, 邊靜宇, 巖 鄭 申請(qǐng)人:上?？茲?rùn)光電技術(shù)有限公司