專利名稱：利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換效率的太陽能電池組件的制作方法
技術領域：
利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換效率的太陽能電池組件
技術領域：
本實用新型涉及太陽能材料和器件領域，尤其是一種利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換 效率的太陽能電池組件。
背景技術：
目前，單晶硅電池只能將16%至20%的入射光轉(zhuǎn)化為電流。太陽光包含電磁 波中從250納米到2500納米的一個很寬的光譜范圍，大體上成分為紫外光占7%、 可見光占45%和紅外光占47%左右。對硅電池而言，存在一個光能臨界值，即太 陽光譜中只有波長小于1100納米的光，才會產(chǎn)生電子-空穴對形成電流，波長大 于1100納米的長波部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?，使硅太陽能電池的溫度升高，導致電池電?和轉(zhuǎn)換效率降低。
上轉(zhuǎn)換發(fā)光效應把至少兩個低能近紅外光子轉(zhuǎn)化成一個波長為400納米至 750納米的高能可見光，如藍綠光甚至紫色光，或一個波長為750納米到3000納 米的近紅外光子，也稱為反Stokes效應。上轉(zhuǎn)換材料過去主要用在防偽油墨、油 漆或涂料，用于提高太陽能轉(zhuǎn)換領域則很少。通過上轉(zhuǎn)換技術，若把太陽看成為 一個6000K的黑體， 一個單節(jié)的上轉(zhuǎn)換太陽能電池轉(zhuǎn)換效率可以達到47.6%，按標 準空氣-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，最大限度 利用占太陽光能量近一半的紅外光，就成為一個技術問題。

實用新型內(nèi)容
本實用新型目的旨在為克服現(xiàn)有技術的不足，而提供一種利用近紅外光提高 轉(zhuǎn)換效率的太陽能電池組件，把近紅外光轉(zhuǎn)換為可見光的特性，提高太陽能電池 的光電轉(zhuǎn)換效率。
本實用新型為實現(xiàn)上述目的，設計了一種利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換效率的太陽 能電池組件，其包括窗玻璃、背面材料、太陽能電池片和粘合物，所述粘合物將 窗玻璃、背面材料及太陽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。
本實用新型有益效果是本實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柟夤庾V中的紅外成分轉(zhuǎn)換為可見光， 降低光電池的溫度，從而提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，減少太陽能電池對不 能產(chǎn)生載流子的紅外光子的吸收，降低電池的熱效應。


圖1為本實用新型利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換效率的太陽能電池組件第一實施例 的結構示意圖2為本實用新型利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換效率的太陽能電池組件第二實施例 的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型所述的技術方案進行詳細的說明。
本實用新型公開了一種利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換效率的太陽能電池組件。
第一實施例
請參見圖l所示，第一實施例中利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換效率的太陽能電池組件的 上表面是石英窗玻璃1，起到支撐太陽能電池片的作用。下表面是背面材料TPT (聚 四氟乙烯復合材料)2，具有很強的耐腐蝕、抗老化能力以及良好的電絕緣性能。中間 是太陽能電池片3，電池片之間由互連條6串、并聯(lián)起來。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整體。
在本第一實施例中，值得關注的是，石英玻璃的一側涂覆有上轉(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?光光譜中的紅外成分轉(zhuǎn)換為可見光。
第二實施例
請參見圖3所示，第一實施例中利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換效率的太陽能電池組件的 基本結構和第一實施例的相似，區(qū)別點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)?太陽光光譜中的紅外成分轉(zhuǎn)換為可見光。
綜上，本實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柟夤庾V中的紅外成分轉(zhuǎn)換為可見光，降低光電池的溫度，從而提 高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，減少太陽能電池對不能產(chǎn)生載流子的紅外光子的吸收， 降低電池的熱效應。
以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易 想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保 護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求1、一種利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換效率的太陽能電池組件，其包括窗玻璃、背面材料、太陽能電池片和粘合物，所述粘合物將窗玻璃、背面材料及太陽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)權利要求l所述的利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換效率的太陽能電池組件，其 特征在于所述背面材料采用聚四氟乙烯復合材料。
3、 根據(jù)權利要求l所述的利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換效率的太陽能電池組件，其 特征在于所述粘合物采用聚醋乙酯。
4、 根據(jù)權利要求1所述的利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換效率的太陽能電池組件，其 特征在于還包括互連條，所述太陽能電池片之間由互連條串、并聯(lián)起來。
5、 根據(jù)權利要求l所述的利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換效率的太陽能電池組件，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。
專利摘要本實用新型公開了一種利用近紅外光提高轉(zhuǎn)換效率的太陽能電池組件，其包括窗玻璃、背面材料、太陽能電池片和粘合物，所述粘合物將窗玻璃、背面材料及太陽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。本實用新型中采用上轉(zhuǎn)換材料，能夠?qū)⑻柟夤庾V中的紅外成分轉(zhuǎn)換為可見光，降低光電池的溫度，從而提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，減少太陽能電池對不能產(chǎn)生載流子的紅外光子的吸收，降低電池的熱效應。
文檔編號H01L31/0232GK201149872SQ20072009898
公開日2008年11月12日 申請日期2007年12月17日 優(yōu)先權日2007年12月17日
發(fā)明者于文惠, 劉凌云, 李雪征, 毛智勇, 王達健, 陸啟飛 申請人:天津理工大學