[发明专利]彩色胶膜和彩色太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明涉及一种彩色胶膜，在POE、EVA或PVB的胶膜中掺杂有钙钛矿量子点敏化材料，钙钛矿量子点敏化材料为CH₃NH₃PbX₃或CsPbX₃，其中X为Br、I、Cl中任意一种，材料颗粒的粒径尺寸在3nm~10µm之间。本发明还公开该彩色胶膜的制备方法，以及使用该彩色胶膜的彩色太阳能电池及其制备方法。本发明方法提高以该彩色胶膜制备的彩色太阳能电池的色饱和度，并提高其稳定性，使得彩色太阳能电池可以在户外长期使用。

技术领域

本发明属于彩色太阳能电池制备技术领域，特别涉及一种彩色胶膜和彩色太阳能电池及其制备方法。

背景技术

目前，彩色太阳能电池得到越来越多的应用。市场对彩色太阳电池的需求也不仅停留在美观层面，还需要有较高的发电效率、户外使用年限长、成本低、可选颜色范围广。常用的制备彩色太阳能电池的方法有使用彩色背板、彩色封装玻璃、彩色胶膜等、在电池表面镀多层减反层和氧化物薄膜。但这些方法都使用了一些无机、有机材料，在可见光到红外区域有时会有一些吸收、大幅降低了电池的发电效率。并且制备工艺比较复杂、成本偏高、稳定性偏低、无法进行大规模生产。一些彩色的有机太阳能电池、聚合物太阳能电池、染料敏化太阳能电池虽然能够做成各种颜色，但因制备工艺复杂，光电转化效率很低，因此也很难进行商业推广。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种成本低，制备工艺简单的彩色胶膜和彩色太阳能电池及其制备方法，通过合成不同颜色的钙钛矿量子点材料，将其与常用的聚合物封装胶膜均匀混合，即可制备得到掺有钙钛矿量子点的彩色胶膜。本发明在不影响电池本身效率的基础上，提高太阳能电池的美观程度，并且制备工艺简单，适合大规模生产，钙钛矿量子点材料可以长期使用不褪色，在强烈的紫外光照射下也不会分解。本发明提高彩色太阳能电池的色饱和度，并提高其稳定性，可以在户外长期使用。

本发明是这样实现的，提供一种彩色胶膜，所述彩色胶膜由透明的乙烯和辛烯的共聚物（POE）、聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、聚乙烯醇缩丁醛（PVB）中任意一种胶膜材料制成，在所述彩色胶膜中掺杂带颜色的钙钛矿量子点敏化材料，所述钙钛矿量子点敏化材料的分子式为CH₃NH₃PbX₃或CsPbX₃，其中X为Br、I、Cl中任意一种。钙钛矿量子点敏化材料颗粒的粒径尺寸在3nm~10µm之间。

本发明是这样实现的，还提供一种如前所述的彩色胶膜的制备方法，包括以下步骤：将钙钛矿量子点敏化材料以溶液态或粉末态的形式加入到乙烯和辛烯的共聚物（POE）、聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、聚乙烯醇缩丁醛（PVB）中任意一种胶膜材料中，并混合均匀，将混合物采用挤出方式得到含钙钛矿量子点敏化材料的胶膜，或者采用刮涂方式将混合物沉积在玻璃基底表面，干燥后得到含钙钛矿量子点敏化材料的胶膜。

本发明是这样实现的，还提供一种彩色太阳能电池，包括太阳能电池片，在所述太阳能电池片的上面和下面分别设置了如前所述的彩色胶膜，或者在所述太阳能电池片的上面和下面分别设置了如前所述的彩色胶膜的制备方法制备的彩色胶膜，其中，所述太阳能电池片包含基底层、光电转换层、传输层和电极层，所述太阳能电池片为钙钛矿太阳能电池片、非晶硅太阳能电池片、单晶和多晶硅太阳能电池片、碲化镉太阳能电池片、铜铟镓硒太阳能电池片、染料敏化太阳能电池片，有机太阳能电池片、聚合物太阳能电池片中的任意一种。

本发明是这样实现的，还提供一种如前所述的彩色太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：在太阳能电池片的上面和/或下面分别敷设所述的彩色胶膜，在上面的彩色胶膜的上方放置钢化玻璃，在下面的彩色胶膜的下方放置下封装玻璃，最后将组装好的组件放入层压机中层压加工，完成彩色太阳能电池的加工。