[发明专利]一种太阳能电池封装玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池封装玻璃及其制备方法。

背景技术

随着全球工业化的进程，人类对能源需求在不断增长。太阳能作为一种取之不 尽的绿色能源，关于利用太阳能的各种研究受到了极大的关注。近几十年来，能源 减少和环境污染的双重压力，使得太阳能光伏电池产业得到了迅猛发展。虽然有很 多途径利用太阳能产生电、燃料和热能，但目前没有一个可以和化石燃料的成本、 可靠性和性能相比拟。光生伏特产生的太阳能电力成本太高，大约是化石产生的电 能的3-5倍。因此，降低生产成本，提高光电转换效率，获得性价比高的太阳能电 池将极大加速能源危机和环境污染两大世界主要问题的解决。目前产业化的太阳能 光伏电池多用的是硅材料，而光滑硅表面的光反射作用大大影响了电池对太阳能的 吸收，未经任何处理的光滑硅表面的对太阳光的反射率可高达30％。太阳能电池表 面的高反射率大大影响了太阳能电池的光电转换效率，从而制约了太阳能电池的产 业化大规模应用的进程。目前已经应用了30年的技术-太阳能聚焦板技术，成功地 将光学器件来节约昂贵的太阳能电池材料的使用，大大节约了太阳能电池的成本。 但是基于几何光学的聚光元件必须在太阳光的直射下才能工作，这就要求这些元件 必须追踪太阳的轨迹以及具有较高的散热性能，这大大限制了它的应用。因此，开 发低成本，使用要求低的涂敷在太阳能电池表面的抗反射薄膜，可在大幅提高硅和 敏化染料太阳能电池的光电转化效率的同时，大大降低太阳能电池的成本。

目前最成熟的太阳能电池种类是晶体硅太阳能电池，现已占据约90％以上的世 界光伏市场份额。单晶硅太阳能电池的最高转换效率已达24.7％，多晶硅太阳能电 池的最高转换效率为20.3％。在现有的工艺基础上，要将电池片的光电转换效率稳 定地提高0.1％已非常困难。提高硅的纯度是增加太阳能电池光电转换效率的一个重 要内容，但当前硅的纯度已难以进一步提高。除了电池片外，制造过程中所采用的 焊带、EVA、玻璃等原材料的性能，以及焊接、层压的工艺条件，对最后获得的太 阳能电池组件性能也有重要影响。为降低发电成本，在现有电池片组件的基础上， 通过封装材料(玻璃、EVA)透光率的增加是提高组件转换效率的最有效的方法之

国际上很多公司及研究机构都在致力于研究开发高透光率的玻璃。提高玻璃透 过率的方法有三类，一是在玻璃表面涂敷减反射层，二是刻蚀玻璃表面形成减反射 层，三是前两种方法的组合。例如，丹麦Sunarc Technology A/S公司用刻蚀技术 在玻璃表面形成100nm厚的多孔二氧化硅支架层，在可见光范围内光透过率从91 提高到96％，使得太阳能电池效率提高了0.4％。但是一般刻蚀后形成的多孔支架 强度较差，结构容易被破坏。常州亚玛顿玻璃厂利用喷涂方法(200610037956.4) 在太阳能电池玻璃表面形成一层减反射涂层，该涂层由50nm左右的氧化锆和氟化 镁颗粒组成，厚度10微米，涂层后玻璃光透过率在可见光波长范围内提高2％以上。 其缺点在于成本和能耗较高，膜太厚。工艺简单，成本低廉，薄膜强度高的减反射 膜的制备技术是当前研究的主要内容。

国内专利200610037956.4报道一种利用氧化锆和氟化镁纳米颗粒热喷涂在玻 璃表面制备增透膜的方法，颗粒粒径50nm左右，厚度10μm，涂层玻璃在300-800 nm间的透光率增加2％以上。专利200480017154.6报导一种利用无机二氧化硅纳米 颗粒制备减反射薄膜的方法，其特征在于引入金属氧化物纳米颗粒及能与这些颗粒 形成键合的粘合剂。粘合剂的加入提高了减反射膜的机械强度和耐磨性。专利 200510135363.7报道了一种纳米孔洞型减反射膜的制备方法，其特点是在溶胶凝胶 法制备二氧化硅纳米颗粒的过程中引入表面活性剂或聚合物作为模板，通过烧结或 紫外辐照去除模板后可形成尺度在2-10nm的孔洞，有效地降低了薄膜的折射率， 使玻璃光透过率提高1-4％。国外专利US4019884报道一种用氢氟酸在高温下处理光 学玻璃1-4小时形成减反射层的方法，处理后的玻璃在400-2000nm范围内对光的 反射率低于2％。US6918957报道一种基于无机SiO2纳米减反射膜的方法，颗粒粒 径在10-60nm，折射率在1.25-1.40之间，可见光范围内的重均透过率可达95％。

发明内容

本发明的目的是提供一种太阳能电池封装玻璃及其制备方法。

本发明提供的太阳能电池封装玻璃的制备方法，包括如下步骤：