[发明专利]制备彩色太阳能电池的方法

说明书

本发明涉及制备包含具有取向的效应颜料的彩色聚合物膜的彩色太阳能电池或彩色太阳能电池模块的方法，并涉及通过该方法制备的彩色太阳能电池或彩色太阳能电池模块。

技术领域

本发明涉及制备包含具有效应颜料的彩色聚合物膜的彩色太阳能电池或彩色太阳能电池模块的方法，并涉及通过该方法制备的彩色太阳能电池或彩色太阳能电池模块。

背景技术

在过去数年中，太阳能电池显示了巨大的成功，并在2019年已经超过600GW的全球并网安装量，其中大多数以实用规模(utility scale)安装。所有太阳能电池的基本功能是相同的：光活性材料吸收光并生成受激电子-空穴对。该电子-空穴对在太阳能电池内被对于电子和空穴具有不同迁移率的区域——所谓的p-n结隔开。由于可以使用不同种类的光吸收材料，因此太阳能行业已知多个不同种类的太阳能电池技术：

1)晶体硅太阳能电池(单晶c-Si和多晶mc-Si)

2)碲化镉太阳能电池(CdTe)

3)铜-铟-镓-二硒化物(CIGS/CIS)

4)无定形硅太阳能电池(a-Si)

5)III/V太阳能电池，如砷化镓(GaAs)太阳能电池，或由第 III族和第V族元素(如锗/铟-(铝)-镓-砷化物或磷化物 (In(Al)GaAs/P))的堆叠体组成的多结太阳能电池

6)染料敏化太阳能电池(DSSC)

7)有机太阳能电池(OSC)

8)钙钛矿太阳能电池(PSC)

9)量子点太阳能电池(QSC)

10)由第II族和第VI族元素(如硒化锌(ZnSe)或硫化亚铁(FeS))组成的其它II/VI太阳能电池

11)叠层太阳能电池

然而，使用更多的例如建筑物的表面和其它在物体(例如汽车) 上的表面会增加可用于太阳能生产的总表面积。为此目的，制备具有吸引人的颜色的太阳能电池以及提高在不同吸收角度下的效率的新技术和方法对于太阳能事业是主要感兴趣的。

WO 2019/122079A1公开了通过以下方式使现有技术的单个太阳能电池或由多个电互连的太阳能电池制成的太阳能电池模块着色的方法，所述方式为将效应颜料并入到施加介质中，例如透明的层合材料中，然后将其施加于所述太阳能电池模块上。在WO 2019/122079A1 中进一步描述了，当在玻璃或Si上印刷或在EVA(乙烯乙酸乙烯酯共聚物)膜中使用时，所述效应颜料可提供充分的颜色，而不显著降低整体太阳能电池效率。

所述效应颜料反射可见太阳光的一部分，但让所需的光通过以产生能量。然而，由于所述效应颜料是小片形状的，因此如果较多的所述颜料小片被取向使得它们的边缘面向太阳能模块的视觉表面，那么它们的颜色反射将降低。因此，所述效应颜料必须被主要取向为基本平行于所述模块表面，同时为了保持视觉角度相关的颜色印象，在一定程度上特定的无规取向仍是希望的。

制造封装的太阳能电池模块的现有技术通常的确包括构建包含前玻璃和安装有汇流条的太阳能电池的堆叠体，其被包埋在层合到后板或玻璃上的封装膜中。然后将所述堆叠体加热到例如130℃至160℃ (取决于所用封装材料的类型)并将其通过真空或任何其它类型的物理压力压制在一起。

图1中示例性说明了最终封装的太阳能电池模块的组件，所述组件包括前板(11)、前封装膜(12)、具有汇流条的太阳能电池的图案或阵列(13)、背封装膜(14)和背板(15)。箭头指示了入射光的方向。

然而，当使用含有效应颜料的前封装膜(12)时，观察到在层合后，在单个电池和/或汇流条周围的特定区域显示出比其它区域更暗。