一種用於延長染料敏化太陽能電池工作時間的發光板的製作方法

2023-05-01 21:38:51

專利名稱：一種用於延長染料敏化太陽能電池工作時間的發光板的製作方法
技術領域：
本發明涉及發光板，尤其是一種用於延長染料敏化太陽能電池工作時 間的發光板。
背景技術：
染料敏化太陽能電池以其較低的製作成本和簡單的生產工藝將成為 新一代太陽能電池的代表。染料敏化太陽能電池中的吸光物質是其中的染 料，由於染料具有較強的吸光能力，因此弱光下仍然有較好的光電轉換效 率，由於強光下產生的電子較多，大量的陽極電子不能短時間內流向陰極， 卻聚集在陽極，造成強光照射下，電池的光電轉換效率反而降低了。
稀土摻雜的長餘輝材料由於其特殊的能級結構，造成激發到導帶的電 子被暫時束縛在帶隙的陷阱中，電子從陷阱跳回導帶需要一定的時間，因
此長餘輝材料吸光後可以持續發光10個小時以上，雖然光強在不斷的衰
減，但是仍然可以達到染料敏化太陽能電池的工作光強，尤其當採用納米 級長餘輝材料時，由於納米材料的缺陷更多，導致更強的餘輝效果，這樣 附有長餘輝發光板的染料敏化太陽能電池的工作時間被極大的延長了。
染料敏化太陽能電池和稀土摻雜的長餘輝材料都是在90年代初開發 出的新型產品，如果能將二者有機的結合起來將會發揮更大的功效。

發明內容
本發明的目的是提供一種用於延長染料敏化太陽能電池工作時間的發光板，其光利用率高，配合使用後可有效延長染料敏化太陽能電池工作 時間。
為實現上述目的，本發明採用的技術方案是-
一種用於延長染料敏化太陽能電池工作時間的發光板，其特別之處在 於，包括兩塊平行的玻璃板，該兩塊玻璃板中間夾有長餘輝發光材料層，
其中一塊玻璃板背面鍍有厚度為0.2 2mm鋁薄膜。
其中長餘輝發光材料層是利用絲網印刷技術和溫度範圍在400°C~500 。C退火技術在玻璃板上沉積的一層納米長餘輝發光材料。
其中長餘輝發光材料層厚度為20 80pm，長餘輝發光材料粒徑大小為 30 50mn。
其中兩塊玻璃通過膠粘在一起形成一個密閉空間，長餘輝發光材料層 封閉在該密閉空間內。
其中長餘輝發光材料的分子組成為R^yAl204: xEu2+， yRE3+，其中R 代表Ca或Sr， RE代表Nd或Yb， 0.75x^0.99， 0.0l￡y^).2。
其中長餘輝發光材料分子組成為Rh.yS: xEix2+， yRE3+,其中R代表 Ca或Sr， RE代表Nd或Yb， 0.7SxS0.99, 0.01^yS0.2。
相較於現有的技術，本發明有下列優勢
由於本發明的發光板是採用長餘輝發光材料，在日照充足時，為了避 免發光板的遮光，可以撤去發光板，在夜間時，可以將發光板安裝在染料 敏化太陽能電池的正對方，克服了現有技術中將發光粉直接沉積在導電玻 璃上時對光照的遮擋。
本發明的長餘輝發光材料可以持續發光10個小時以上，同時其發射
波長可在400nm-600nm間調整，這個波段正符合電池中染料的強吸收範 圍，所以此發光板可以較顯著的延長染料敏化太陽能電池組件的工作時 間，這樣可以提高太陽光的利用率和現有染料敏化太陽能電池的使用效率。


附圖1為本發明中發光板的剖面附圖2為本發明發光板和太陽能電池組件的立體結構組合圖； 附圖3為發光板吸光時的光路圖； 附圖4為發光板發光時的光路圖。
具體實施例方式
下面結合附圖來對本發明作進一步詳細的說明
本發明使用的長餘輝發光材料是現有技術中比較成熟的材料，其分子
組成可為Ri-x.yA^CM xEu2+， yRE3+，其中R代表Ca或Sr， RE代表Nd或 Yb， 0.7^0.99, 0.01^0.2。
也可以是Ri.x-yS: xEu2+， yRE3+，其中R代表Ca或Sr， RE代表Nd或 Yb， 0.7^0.99， 0.01^0.2。
並且長餘輝發光材料層13是採用現有技術配製成漿料，然後利用絲 網印刷技術和溫度範圍在400。C 50(TC退火技術在玻璃板上沉積一層厚度 範圍是20~80pm的納米長餘輝發光材料。
本發明解決技術問題所採用的技術方案是提供一種發光板，其包括 兩塊玻璃板，其中一塊玻璃板的一側鍍有鋁膜反射層，另一側沉積一層長 餘輝發光層，然後用另一塊玻璃板把長餘輝發光層密封在兩塊玻璃中間， 兩塊玻璃是被膠粘在一起的。
長餘輝發光層的厚度是20~80pm，納米發光粉的平均粒徑是30 50mn 左右。
如圖1、 2所示，圖1是發光板的剖面圖。首先選擇一塊玻璃板，該玻璃板和太陽能電池組件的長度或者寬度大小相當，以便覆蓋太陽能電池
板，該玻璃板為圖1中的玻璃板12，在玻璃板12的一側蒸鍍鋁薄膜，即 圖1中的14為鋁薄膜，然後在玻璃板12的另一側採用絲網印刷技術沉積 納米級的長餘輝發光材料層，即圖1中的13為發光材料層，然後選擇另 外一塊玻璃板，即圖1中的玻璃板11，玻璃板11和玻璃板12面積大小相 等，二者通過固化膠15粘合在一起，把長餘輝材料密封在兩塊玻璃板中 間。
發光板的安裝採取可控制方式，如圖2中所示，圖2中21是圖1中 所示的發光板，22是太陽能電池組件，23是發光板21的軸，發光板21 可以繞著軸23做180°的旋轉，發光板21的另一側通過鋼絲24和鋼絲25 連接，同時鋼絲24和鋼絲25通過定滑輪26和定滑輪27將發光板21旋 轉，在日照充足時，鋼絲24和鋼絲25將發光板21放成和太陽能電池組 件22成120°位置，以免發光板21遮擋太陽能電池組件22的吸光，在日 照微弱時，鋼絲24和鋼絲25將發光板21拉起，最終讓發光板21和太陽 能電池組件22緊貼在一起，以實現最佳的吸光效果。
圖3展示了發光板吸光時的光路圖，31是照射的日光，32是經過玻 璃板11折射後的入射光，33是入射到發光材料層13表面的折射光，這部 分光會被發光材料層13吸收並且貯存。
圖4展示了發光板21發光時的光路圖，41是發光材料層13發出的且 入射到玻璃板12中的光，42是41經過鋁薄膜14反射的光，43是一部分 42再加上發光材料層13直接在這個方向發出的光，44是43經過玻璃板 ll折射的光，45是整個發光板21發出的光，即照射在太陽能電池板上的 光。
本發明公開了一種可用於延長染料敏化太陽能電池工作時間的發光 板，其為鍍有發光面和反光面的雙層玻璃板，該發光面是由稀土摻雜的長餘輝材料組成，反光面是由鋁膜組成。稀土摻雜的長餘輝材料包括稀土 Eu2+ 和Nc^+或者Dy"共摻雜的鋁酸鹽或者硫化物，長餘輝材料在15分鐘的陽 光照射之後可以保持發光10個小時以上，發射波長可在400nm 650nm間 調整，這正符合染料敏化太陽能電池中染料的強吸收波段，同時染料敏化 太陽能電池在弱光條件下具有更高的光電轉換效率，這樣可以保證染料敏 化太陽能電池的工作時間延長10個小時以上，由於長餘輝材料成本相對 較低，這種裝配有發光板的染料敏化太陽能電池組件具有更高的性價比。
權利要求
1、一種用於延長染料敏化太陽能電池工作時間的發光板，其特徵在於包括兩塊平行的玻璃板，該兩塊玻璃板中間夾有長餘輝發光材料層(13)，其中一塊玻璃板背面鍍有厚度為0.2～2mm鋁薄膜(14)。
2、 如權利要求1所述的一種用於延長染料敏化太陽能電池工作時間 的發光板，其特徵在於其中長餘輝發光材料層(13)是利用絲網印刷技 術和溫度範圍在400。C 50(TC退火技術在玻璃板上沉積的一層納米長餘輝 發光材料。
3、 如權利要求1所述的一種用於延長染料敏化太陽能電池工作時間 的發光板，其特徵在於其中長餘輝發光材料層(13)厚度為20 80)im， 長餘輝發光材料粒徑大小為30 50nm。
4、 如權利要求1所述的一種用於延長染料敏化太陽能電池工作時間 的發光板，其特徵在於其中兩塊玻璃通過膠粘在一起形成一個密閉空間， 長餘輝發光材料層(13)封閉在該密閉空間內。
5、 如權利要求1至4中任意一項所述的一種用於延長染料敏化太陽 能電池工作時間的發光板，其特徵在於其中長餘輝發光材料的分子組成 為R4.x.yAl204: xEu2+， yRE3+，其中R代表Ca或Sr， RE代表Nd或Yb， 0.7^C9， 0.01^0.2。
6、 如權利要求1至4中任意一項所述的一種用於延長染料敏化太陽能電池工作時間的發光板，其特徵在於其中長餘輝發光材料分子組成為Rk.yS: xEu2+， yRE3+，其中R代表Ca或Sr, RE代表Nd或Yb, 0.7SxS0.99， 0.01^0.2。
全文摘要
本發明涉及發光板，尤其是一種用於延長染料敏化太陽能電池工作時間的發光板，其特點是，包括兩塊平行的玻璃板，該兩塊玻璃板中間夾有長餘輝發光材料層(13)，其中一塊玻璃板背面鍍有厚度為0.2～2mm鋁薄膜(14)。本發明的長餘輝發光材料可以持續發光10個小時以上，同時其發射波長可在400nm-600nm間調整，這個波段正符合電池中染料的強吸收範圍，所以此發光板可以較顯著的延長染料敏化太陽能電池組件的工作時間，這樣可以提高太陽光的利用率和現有染料敏化太陽能電池的使用效率。
文檔編號H01G9/20GK101436468SQ200810232740
公開日2009年5月20日 申請日期2008年12月9日 優先權日2008年12月9日
發明者王大偉 申請人:彩虹集團公司