一種柔性或薄膜太陽能電池用eva膜及其製備方法
2023-04-24 13:13:31 1
一種柔性或薄膜太陽能電池用eva膜及其製備方法
【專利摘要】一種柔性或薄膜太陽能電池用EVA及其製備方法，由下述重量份的如下組分製成：EVA樹脂100；納米鋁粉0.0001-0.1。上述物料經共混、擠出經過濾導入流延模頭，經冷卻、欠伸、卷取等工序得到太陽能電池用EVA膜。本發明所製作出來的產品，附於薄膜太陽能電池受光表面或做太陽能電池的上封裝膜，直接提高柔性或薄膜太陽能電池的發電效率。
【專利說明】—種柔性或薄膜太陽能電池用EVA膜及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種柔性或薄膜太陽能電池用及其製備方法，通過使用該薄膜列印在柔性或薄膜太陽能電池入光面的表面，直接提高柔性或薄膜太陽能電池的效率。
【背景技術】
[0002]太陽能電池板的需求上升推動乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)需求增長。乙烯與醋酸乙烯共聚物是乙烯共聚物中最重要的產品，國外一般將其統稱為EVA。EVA樹脂的特點是具有良好的柔軟性，橡膠般的彈性，在_50°C下仍能夠具有較好的可撓性，透明性和表面光澤性好，化學穩定性良好，抗老化和耐臭氧強度好，無毒性。與填料的摻混性好，著色和成型加工性好。亞洲生產商近期目標是擴大醋酸乙烯含量30-33%的產量，以滿足太陽能面板市場的需要。中國臺灣和韓國的幾家生產商目前正在著手建設30-33%醋酸乙烯含量的項目。該產品主要用作太陽能電池板封裝原料，太陽能電池板廣泛應用於住宅、商業、工業、農業和交通運輸部門。
[0003] 在太陽能的有效利用項目當中:光電利用是近些年來發展最快，最具活力的研究領域。一般太陽能電池的製作主要是以半導體材料為基礎，利用光電材料吸收光能後發生光電轉換反應發電。根據所用材料的不同，太陽能電池可分為:1、矽太陽能電池；2、以無機鹽如砷化鎵II1-V化合物、硫化鎘、銅銦硒等多元化合物為材料的太陽能電池；3、以功能高分子材料製備的太陽能電池；4、納米晶太陽能電池等。
[0004]現有技術工作效率最高的是以II1-V族半導體無機材料為原材料的產品。例如:砷化鎵/鍺單一接面型的量子井陷晶結構，其光電轉換效率可達>18 % ;而多重接面量子井陷晶結構之太陽電池，例如:磷化銦鎵/砷化鎵/鍺，其光電轉換效率可高達>30 %。目前應用最廣，以矽為主:包括非晶矽，光電轉換效率約9 % ;多晶矽，光電轉換效率約14 % ；單晶矽，光電轉換效率約17 %。雖然在價格上，VI族元素Si要比II1-V族半導體GaAs便宜，但其製造的價格，與高分子有機太陽能電池相比，還是昂貴許多；而在應用上，質輕又無破裂之虞的全塑化有機太陽能電池可經由印刷的加工實現，除價格降低外，更適合可攜式電子產品的需求，且在室內或陰天均能正常使用(這是矽質太陽能電池所無法達到的)，使得它的實用性及市場應用廣度更加提升。
[0005]太陽能電池是一項關鍵技術，會推進更清潔的能源生產。但是太陽能電池的成本問題，降低了太陽能技術的經濟競爭力。為克服這個問題，薄膜太陽能電池是目前廣泛應用的技術，可以大量減少昂貴半導體材料的使用量，但薄膜太陽能電池的光吸收量較低，性能比不上傳統的太陽能電池。
[0006]薄膜太陽能模塊是由玻璃基板、金屬層、透明導電層、電器功能盒、膠合材料、半導體層等所構成的。有機-無機複合太陽能電池是基於有機共軛高分子-無機納米晶複合材料體系的太陽能電池，因同時具有機高分子材料成膜性好，能級結構及帶隙易於調節，可以通過溼法製備低成本、大面積、柔性太陽能電池器件以及無機納米晶材料高穩定性，高遷移率，可構築有序納米結構等優點，而成為近年來太陽能電池領域的研究熱點。金屬納米粒子可以引導光更好地進入太陽能電池，防止光逃逸。在傳統的「厚膜」太陽能電池中，納米粒子沒有什麼效果，因為所有的光線吸收都是通過這種膜，這就依賴它的厚度。然而，對於薄膜而言，納米粒子就可以發揮很大作用。它們的散射增加了光停留在薄膜中的時間，使總體吸收的光達到一種水平，可以媲美傳統的太陽能電池。
[0007]鋁與銀納米粒子在可見部分的頻譜中，可以很好地聚焦光線進入太陽能電池。但是光學共振也會導致納米粒子吸收光，這就意味著太陽能電池的效率會較低。銀納米粒子共振正好處在太陽能電池關鍵吸收光譜部分，所以光的吸收是相當可觀的。鋁納米粒子共振超出了太陽能電池關鍵光譜部分。對能量的損耗較小，此外，鋁粒子很容易鈍化，雖然會改變形狀和大小，鈍化後納米粒子屬性變化很小。納米粒子有凹凸不平的表面，散射光線會更多地進入廣譜波長範圍。這會帶來更大的吸收，從而提高電池的整體效率。
[0008]EVA膜本身為太陽能電池廣泛應用的封裝用膜，為適應以上工業需求，我們發明了納米鋁粉改性EVA膜。該膜既可以使用於薄膜太陽能電池的背光板處，也可以使用於薄膜太陽能電池的入光膜表面，同時也可以使用於薄膜太陽能電池的中間層，提高太陽能電池的光吸收效率。提高太陽能電池的發電效率。
【發明內容】
[0009]本發明的目的是提供一種柔性或薄膜太陽能電池用EVA膜及其製備方法，通過使用該膜封裝在柔性或薄膜太陽能電池入光面的表面，直接提高柔性或薄膜太陽能電池的效率。並具經封裝的柔性或薄膜太陽能電池具有自清潔的作用。
[0010]本發明的柔性或薄膜太陽能電池用EVA膜，包括下述重量份的如下組分:EVA樹脂100 ;納米鋁粉 0.0001-0.1。
[0011]所述的EVA樹脂為氯化EVA、銪化EVA、氟化EVA或納米改性乙烯一醋酸乙烯共聚物。
[0012]所述乙烯-醋酸乙烯共聚物具有28~36%的醋酸乙烯的含量。
[0013]本發明的柔性或薄膜太陽能電池用EVA膜製備方法，包括如下步驟:
(1)將配方量的乙烯-醋酸乙烯的共聚物；納米鋁粉混合，用攪拌器在-1(T4(TC溫度環境下攪拌共混均勻；
(2)將以上共混物導入螺杆混合擠出機進行共混擠出，溫度控制在8(T90°C，擠出物經過濾、計量擠出、流延、冷卻、欠伸、牽引、卷取等工序，得到太陽能封裝用EVA膜。
[0014]本發明的有益效果:納米金屬鋁粒子很容易鈍化，雖然會改變形狀和大小，鈍化後納米粒子屬性變化很小。納米粒子有凹凸不平的表面，散射光線會更多地進入廣譜波長範圍。這會帶來更大的吸收，從而提高電池的整體效率。金屬鋁納米粒子的散射增加了光停留在薄膜中的時間，使總體吸收的光達到一種水平，可以媲美傳統的太陽能電池。經使用本發明薄膜處理的薄膜太陽能電池比未經本薄膜處理的薄膜太陽能電池性能提高3-15%。薄膜太陽能電池使用該薄膜後，金屬鋁納米粒子可以引導光較好地進入太陽能電池，防止光逃逸。解決傳 統的「厚膜」太陽能電池中，納米粒子沒有什麼效果而所有的光線吸收必需依賴厚度解決的問題。
【具體實施方式】[0015]實施例1
將EVA (醋酸乙烯含量28%，廣州市協宇化工有限公司)1OOkg ;納米鋁粉0.0001，用攪拌器在-10~40.C溫度環境下攪拌共混均勻；將以上共混物導入螺杆混合擠出機進行共混擠出，溫度控制在80~90 °C，擠出物經過濾、計量擠出、流延、冷卻、欠伸、牽引、卷取等工序，得到太陽能封裝用EVA膜。
[0016]經使用本薄膜的薄膜太陽能電池比未使用的薄膜太陽能電池性能提高6.8%。
[0017]實施例2
將EVA (醋酸乙烯含量36%，廣州市協宇化工有限公司)1OOkg ;納米鋁粉0.0008，用攪拌器在-10~40.C溫度環境下攪拌共混均勻；將以上共混物導入螺杆混合擠出機進行共混擠出，溫度控制在80~90 °C，擠出物經過濾、計量擠出、流延、冷卻、欠伸、牽引、卷取等工序，得到太陽能封裝用EVA膜。
[0018]經使用本薄膜的薄膜太陽能電池比未使用的薄膜太陽能電池性能提高6.9%。
[0019]實施例3
將EVA (醋酸乙烯含量32%，廣州市協宇化工有限公司)1OOkg ;納米鋁粉0.005，用攪拌器在-10~40.C溫度環境下攪拌共混均勻；將以上共混物導入螺杆混合擠出機進行共混擠出，溫度控制在80~90°C，擠出物經過濾、計量擠出、流延、冷卻、欠伸、牽引、卷取等工序，得到太陽能封裝用EVA膜。
[0020]經使用本薄膜的薄膜太陽能電池比未使用的薄膜太陽能電池性能提高3.8%。
[0021]實施例4
將銪化EVA (EVA與乙酸乙烯酯-丙烯酸銪共聚物(VAA-Eu)的共混物(EVA/VAA_Eu))IOOkg ;納米鋁粉0.05，用攪拌器在-1(T40°C溫度環境下攪拌共混均勻；將以上共混物導入螺杆混合擠出機進行共混擠出，溫度控制在8(T90 °C，擠出物經過濾、計量擠出、流延、冷卻、欠伸、牽引、卷取等工序，得到太陽能封裝用EVA膜。
[0022]經使用本薄膜的薄膜太陽能電池比未使用的薄膜太陽能電池性能提高12.2%。
[0023]實施例5
將納米改性乙烯-醋酸乙烯共聚物(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物一改性蒙脫石納米複合材料)100kg ;納米鋁粉0.1，用攪拌器在-10~40°C溫度環境下攪拌共混均勻；將以上共混物導入螺杆混合擠出機進行共混擠出，溫度控制在80~90°C，擠出物經過濾、計量擠出、流延、冷卻、欠伸、牽引、卷取等工序，得到太陽能封裝用EVA膜。
[0024]經使用本薄膜的薄膜太陽能電池比未使用的薄膜太陽能電池性能提高15.1%。
【權利要求】
1.一種柔性或薄膜太陽能電池用EVA膜，其特徵在於，由下述重量份的如下組分製成:EVA樹脂100 ;納米鋁粉0.0001-0.1。
2.根據權利要求1所述的柔性或薄膜太陽能電池用EVA膜，其特徵在於:所述的EVA樹脂為氯化EVA、銪化EVA、氟化EVA或納米改性乙烯一醋酸乙烯共聚物。
3.根據權利要求1所述的柔性或薄膜太陽能電池用EVA膜，其特徵在於:所述乙烯-醋酸乙烯共聚物具有28~36%的醋酸乙烯的含量。
4.權利要求1所述的柔性或薄膜太陽能電池用EVA膜製備方法，其特徵在於:包括如下步驟: (1)將配方量的乙烯-醋酸乙烯的共聚物；納米鋁粉混合，用攪拌器在-1(T4(TC溫度環境下攪拌共混均勻； (2)將以上共混物導入螺杆混合擠出機進行共混擠出，溫度控制在80-90V，擠出物經過濾、計量擠出、流延、 冷卻、欠伸、牽引、卷取等工序，得到太陽能封裝用EVA膜。
【文檔編號】H01L51/44GK103904222SQ201210588947
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月31日 優先權日:2012年12月31日
【發明者】張迎晨, 吳紅豔 申請人:中原工學院