一種太陽能電池組件的封裝材料和太陽能電池組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽能電池組件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種太陽能電池組件的封裝材料和太陽能電池組件。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能電池組件是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，而光伏組件的核心是電池片，其本身具有長達30年以上的使用壽命，太陽能電池組件在長期室外環(huán)境下的性能可靠性主要決定于組件的封裝。太陽能電池組件封裝通常是按照前板、封裝材料、電池片、封裝材料和背板的順序粘合為一體，具體的封裝結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0003]現(xiàn)有太陽能電池組件中，由于太陽能電池片與封裝材料的折射率差較大，在兩者界面處存在較高的反射而無法高效率地利用入射光，因此組件對太陽光利用率低、功率輸出較低。而目前對太陽能電池組件光學(xué)性能的優(yōu)化主要集中在太陽能電池片上或外層的玻璃前板上，如使用表面織構(gòu)化的電池片，并鍍有減反射膜以減少太陽光的反射；再如組件的最上層使用鍍有減反膜的玻璃前板，但最外層的減反射層需要額外的封裝材料保護，這將增加組件的制造成本，使太陽能電池組件的工藝復(fù)雜化，而針對可提高太陽能電池組件對太陽光利用率的封裝材料的研宄較少。
[0004]因此，開發(fā)出一種對太陽光利用率高的太陽能電池組件及相關(guān)封裝材料顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種太陽能電池組件的封裝材料和一種太陽能電池組件，所述封裝材料具有合適的折射率，且具有波長轉(zhuǎn)換功能，所述太陽能電池組件采用了上述封裝材料，對太陽光的利用率高，提高了太陽能電池組件的轉(zhuǎn)換效率和功率輸出。
[0006]第一方面，本發(fā)明提供了一種太陽能電池組件的封裝材料，所述封裝材料的材質(zhì)包括封裝基體材料和均勻分布在封裝基體材料中的功能材料，所述功能材料包括高折射率物質(zhì)，所述高折射率物質(zhì)為二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋁和氮化硅中的一種或多種，所述封裝基體材料選自乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、聚烯烴(PO)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)中的一種，所述封裝材料的折射率為1.50-2.06。
[0007]優(yōu)選地，所述功能材料的質(zhì)量不超過所述封裝基體材料的35%。
[0008]優(yōu)選地，所述高折射率物質(zhì)為二氧化鈦。
[0009]優(yōu)選地，所述高折射率物質(zhì)的粒徑為10nm-15 μ m。
[0010]更優(yōu)選地，所述高折射率物質(zhì)的粒徑為100_2500nm。
[0011]優(yōu)選地，所述功能材料還包括波長轉(zhuǎn)換物質(zhì)(即熒光物質(zhì))。
[0012]優(yōu)選地，所述高折射率物質(zhì)與所述波長轉(zhuǎn)換物質(zhì)的質(zhì)量比為1:0.01-200。
[0013]更優(yōu)選地，所述高折射率物質(zhì)與所述波長轉(zhuǎn)換物質(zhì)的質(zhì)量比為1:0.1-50。
[0014]優(yōu)選地，所述波長轉(zhuǎn)換物質(zhì)為吸收波長在250-400nm或800_1100nm、發(fā)射波長在400-1 10nm的發(fā)光材料。
[0015]如本發(fā)明所述的，所述功能材料包括波長轉(zhuǎn)換物質(zhì)和高折射率物質(zhì)。
[0016]優(yōu)選地，所述波長轉(zhuǎn)換物質(zhì)的發(fā)射波長位于500-800nm。
[0017]所述波長轉(zhuǎn)換物質(zhì)的發(fā)射波長與晶硅太陽能電池片的最佳吸收波長(500_800nm)相匹配，可進一步提高電池片對太陽光的利用率。
[0018]優(yōu)選地，所述波長轉(zhuǎn)換物質(zhì)包括有機染料、半導(dǎo)體量子點、含稀土元素的發(fā)光材料中的一種或多種，但不限于此，只要具有上述波長轉(zhuǎn)換能力即可。
[0019]優(yōu)選地，所述有機染料包括金屬絡(luò)合染料、羅丹明類染料、香豆素類染料、噁二唑類染料、三唑類染料、1，8-萘酰亞胺類染料、吡唑啉類染料、三苯胺類染料、卩卜啉類染料、咔唑類染料、吡嗪類染料、噻唑類類染料、茈類類染料中的一種或多種。
[0020]優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體量子點包括CdS、CdSe, ZnO、ZnS, PbSe中的一種或多種。
[0021]優(yōu)選地，所述含有稀土元素的發(fā)光材料包括稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料和稀土下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。
[0022]更優(yōu)選地，所述稀土下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料含有Ce3+、Tb3+、Eu3+、Sm3+、Tm3+、Pr3+、Ho3+、Dy3+中的一種或多種。
[0023]如本發(fā)明所述的，所述稀土下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的吸收波長在250_400nm?？梢栽谧贤夤獾募ぐl(fā)下，發(fā)射出可見光。
[0024]進一步優(yōu)選地，所述稀土下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料為Y203:Eu3+、LaF3:Ce3+/Tb3+> YF3:Eu3+、YVO4: Eu3+中的一種或多種。
[0025]更優(yōu)選地，所述稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料含有Nd3+、Yb3+、Er3+中的一種或多種。
[0026]進一步優(yōu)選地，所述稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料為NaYF4: Yb3+/Er3\ YF3: Yb3+，Er3+、NaYF4: Yb3+, Tm3+、YF3: Yb3+, Tm3+、NaYF4: Yb3+, Ho3+和 YF 3: Yb3+, Ho3+中的一種或多種。
[0027]如本發(fā)明所述的，所述稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的吸收波長在800_1100nm。
[0028]所述封裝材料，還可包括紫外穩(wěn)定劑、固化劑、抗氧化劑、塑化劑等，以提高封裝材料的密封性、耐候性。
[0029]如本發(fā)明所述的，在常規(guī)封裝基體材料的基礎(chǔ)上，通過直接在組件封裝材料中添加具有波長轉(zhuǎn)換功能的熒光材料和/或高折射率物質(zhì)，得到本發(fā)明所述所述封裝材料。
[0030]當太陽光透過光伏玻璃時，為了將任意角度進入的太陽光都能透過所述封裝材料，并導(dǎo)入到太陽能電池片上，所述封裝材料的折射率比玻璃前板的折射率(1.5)高，比太陽能電池片上的氮化硅減反射膜的折射率(2.06-2.20)低，因此設(shè)為1.50-2.06 ;封裝材料中的波長轉(zhuǎn)換材料可以吸收太陽光中的紫外光(250-400nm)和紅外光(800-1 10nm)，將其轉(zhuǎn)換為太陽能電池片對其靈敏度高的可見光，還可降低紫外光對封裝基體材料的損害。
[0031 ] 如本發(fā)明所述，通過調(diào)節(jié)功能材料的含量、種類，可以調(diào)節(jié)封裝材料的折射率位于1.50-2.06。
[0032]所述封裝材料具有合適的折射率，還具有波長轉(zhuǎn)換功能，可用于太陽能電池組件。且由于所述功能材料即是所述封裝材料的組分之一，無需采用額外的封裝材料對功能材料加以保護。
[0033]第二方面，本發(fā)明提供了一種太陽能電池組件，所述太陽能電池組件包括依次層疊的前板、第一封裝材料層、串聯(lián)在一起的太陽能電池片、第二封裝材料層和背板，
[0034]其中，所述第一封裝材料層的材質(zhì)包括封裝基體材料和均勻分布在封裝基體材料中的功能材料，所述第一封裝材料層的折射率為1.50-2.06 ；
[0035]所述第二封裝材料層的材質(zhì)為封裝基體材料；
[0036]所述功能材料包括高折射率物質(zhì)，所述高折射率物質(zhì)為二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋁、氮化硅中的一種或多種；
[0037]所述封裝基體材料選自乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、聚烯烴(PO)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)中的一種。
[0038]優(yōu)選地，所述第一封裝材料層中，所述功能材料的質(zhì)量不超過所述封裝基體材料的 35%。
[0039]優(yōu)選地，所述第一封裝材料層的厚度為0.3-0.6mm。
[0040]優(yōu)選地，所述第二封裝材料層的厚度為0.3-0.6mm。
[0041]如本發(fā)明所述的，所述前板、背板為太陽能電池組件中的常規(guī)選擇。
[0042]太陽能電池組件的前板為透過率高的低鐵鋼化玻璃(又叫光伏玻璃)，光伏玻璃對320-1 10nm波長范圍的光的透過率達到90%以上，而對于波長大于1200nm的紅外光有較高的反射率，所述前板還具有保護太陽能電池片的作用。
[0043]如本發(fā)明所述的，所述背板為常規(guī)的聚氟乙烯復(fù)合膜或金屬或光伏玻璃。
[0044]所述背板具有耐老化、耐腐蝕、阻止水汽滲透的作用及良好的絕緣性能能。
[0045]所述第一、第二封裝材料，均具有密封、粘結(jié)的作用。
[0046]所述第一、第二封裝材料，還可包括紫外穩(wěn)定劑、固化劑、抗氧化劑、塑化劑