[发明专利]一种具有光转换功能的太阳能电池EVA封装胶膜材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光功能材料领域，特别是涉及一种具有光转换功能的太阳能电池EVA封装胶膜材料及其制备方法。

背景技术

太阳光是人类和动植被赖以生存和发展的动力来源，现如今大量不可再生能源的损耗及污染使得人类不得不着眼于开发利用天然无污染的新能源：太阳能。但至目前人类能够大量利用的仅局限于部分可见光的能量，大部分的红外光以及高能紫外光都白白的浪费损失未被人类充分利用。近年，对于太阳能的利用大多是通过太阳能电池板将光能转换为电能，而后供人类生活生存使用。而目前太阳能电池板的封装材料中使用量最大最为常见的为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)封装胶膜。由此，为更好的利用太阳能提高太阳能电池效率，将具有紫外下转换和近红外上转换功能的稀土有机配合物粉体与EVA胶膜均匀复合，在确保高透过率的基础上将太阳能电池不可直接吸收的高能紫外光和近红外光转换为可供其直接利用的可见光，由此，在提高太阳光利用率以及太阳能电池效率的同时也为人类营造一个环境友好型社会。

稀土有机配合物是自十九世纪以来发展的新型光转换剂，由于稀土离子本身对于光的吸收较弱，而引入吸收光能较强的有机物与稀土离子配位后，能够将能量间接高效的传递给稀土离子，发出能量较强的荧光。常用制备稀土有机配合物的方法有共沉淀法、溶剂热法。共沉淀法合成的粉体颗粒较大，软团聚比较严重，粉体后期分散较为困难；后者溶剂热虽然颗粒尺寸可以达到纳米级，但合成条件苛刻，且产出率低。本发明使用的微波超声法制备的光转换稀土有机配合物可以较好的控制粉体颗粒的尺寸和形貌，目前还未见他人报导。

有关具有光转换功能的EVA胶膜于2012年10月有四家公司申请相关专利，如中国专利：201210341265.9、201210450694.X、201210546044.5、201210234834.X，这些专利均未使用本发明的微波超声方法来合成小尺寸均一的具有双光转换功能(紫外下转换和近红外上转换)的稀土有机配合物，且均未使用溶液法溶解复合以增加粉体在EVA胶膜中的分散均匀性。

发明内容

针对以上不足，本发明目的在于提供一种具有光转换功能的太阳能电池EVA封装胶膜材料，该材料是由稀土有机配合物与EVA封装胶复合而成；所述的稀土有机配合物为纳微米级尺度具有紫外下转换和近红外上转换功能的稀土有机配合物；所述的EVA封装胶为乙烯-醋酸乙烯共聚物，其中醋酸乙烯(VA)的含量为25-42%，优选30-40%，熔融指数(MI)在10-45g/10min之间，优选25-40g/10min；

所述的稀土有机配合物，其通式为R_xE_yM_mL_n；

其中，R表示稀土离子钐(Sm³⁺)、铕(Eu³⁺)、铽(Tb³⁺)、镝(Dy³⁺)中的至少一种；其中，E表示稀土离子镱(Yb³⁺)、钆(Gd³⁺)、钕(Nd³⁺)、铒(Er³⁺)、铥(Tm³⁺)、钇(Y³⁺)、镥（Lu³⁺）中的至少一种；其中，0<x<1，0≤y<1；其中，M表示第一配体，m=2-3；其中，L表示第二配体，n=0-3。

所述的M为β-二酮类有机物、羧酸类有机物或亚砜类有机物中的任一种；所述的L为1,10-邻菲啰琳、2,2’-联吡啶及其衍生物、正三辛基氧膦、三苯基氧化膦中的任一种；

所述的β-二酮类有机物为α-噻吩甲酰三氟丙酮、二苯甲酰甲烷、苯甲酰三氟丙酮中的任一种；所述的羧酸类有机物为卤代、氨基代或羟基取代苯甲酸或二苯甲酸中的氢原子而形成的羧酸类有机物中的任一种；所述的亚砜类有机物为甲基、卤素、苯基取代亚砜或双亚砜的一个或两个原子而形成的亚砜类有机物中的任一种；所述的2,2’-联吡啶衍生物为蒎烯-2,2’-联吡啶或双蒎烯-2,2’-联吡啶中的任一种；

所述的稀土有机配合物采用微波超声法制备而成，其制备方法为：