CN101673773A - 一种表面镀膜的太阳能电池组件玻璃及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及太阳能电池领域，公开了一种表面镀膜的太阳能电池组件玻璃及其制备方法。包括：玻璃基体，在所述玻璃基体的表面还镀有一薄膜层，所述薄膜层的主要原料为二氧化钛、稀土，其中，所述二氧化钛中钛、以及所述稀土元素的摩尔百分含量分别为：90％－99.5％和0.5％－5％。应用其能够降低对太阳光的反射率。

Description

一种表面镀膜的太阳能电池组件玻璃及其制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种太阳能电池组件玻璃及其制备方法。
背景技术
太阳能组件由晶体硅组成，其用于将光能转换成电能，为光伏转换***中的核心部件。由于晶体硅较为容易受损，故为了保护太阳能组件，往往需要在太阳能组件的上方覆盖透光性好的超白盖板玻璃。
但是，由于现有的盖板玻璃本身的特性，太阳光会在盖板玻璃上形成反射，实验证明，现有的盖板玻璃的光线反射率在10％左右，故进入到太阳能组件上被利用的太阳光线减少，影响太阳能组件的光伏转变效率。
另外，太阳能电池中的关键部件------晶体硅的光谱相应波段主要在500至1000nm之间的可见光谱，对短波光谱的响应差，因此，短波部分的很大一部分能量在现有的太阳能光伏***中没有被有效利用。
发明内容
本发明第一目的在于提供：一种太阳能电池组件玻璃，应用其能够降低对太阳光的反射率。
本发明第二目的在于提供：一种太阳能电池组件玻璃的制备方法，其得到的玻璃对太阳光的反射率大大降低。
本发明实施例提供的一种太阳能电池组件玻璃，包括：玻璃基体，在所述玻璃基体的表面还镀有一薄膜层，其特征是，
所述薄膜层的主要原料为二氧化钛、稀土，其中，所述二氧化钛中钛、以及所述稀土元素的摩尔百分含量分别为：90％-99.5％和0.5％-5％。
可选地，所述稀土元素为：La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的一种或者几种。
可选地，所述薄膜层的厚度为50-150nm。
本发明实施例提供的一种权利要求1所述的太阳能电池组件玻璃的制备方法，其特征是，包括：
将玻璃基板放置在均匀加热的承载平台上；
配置二氧化钛前躯体的水溶液，将稀土元素的卤化物及其衍生物中的一种或者几种与所述水溶液均匀混合，得到镀液，其中，在所述水溶液中，所述钛元素、与所述稀土元素的摩尔百分含量的比值为：(90％-99.5％)：(0.5％-5％)；
将所述镀液喷镀在加热的玻璃基体的表面，在所述玻璃基体的表面形成薄膜。
在该方法中，可选地，所述稀土元素为：La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的一种或者几种。
在该方法中，可选地，在所述玻璃基体的表面形成薄膜，具体是，在所述玻璃基体的表面形成厚度为50-150nm的薄膜。
在该方法中，可选地，所述二氧化钛前驱体可以是四氯化钛、三氯化钛或者钛的有机化合物及其衍生物中的一种或者混合物。
在该方法中，可选地，钛的有机物可以是四乙丙醇钛、钛酸丙酯、钛酸丁酯、钛酸异丁酯中的一种或几种。
在该方法中，可选地，在将玻璃基板放置在均匀加热的承载平台上的步骤中，所述玻璃温度控制在400到600摄氏度之间。
在该方法中，可选地，
在步骤：将玻璃基板放置在均匀加热的承载平台上之前，还包括：
用10％的氢氟酸溶液清洗所述玻璃基板；
用去离子水冲洗玻璃基板，然后用热氮烘干所述玻璃基板。
由上可见，由于在玻璃表面镀有掺杂有稀土的二氧化钛薄膜，该薄膜可以减少照射在玻璃表面的太阳光的反射光，另外，该薄膜中的钛元素、以及稀土元素(铕、铈)能够将太阳光谱中的不能被太阳电池直接利用或者利用效率较低的短波、和红外部分转换为利用效率较高的可见光谱，从而提高太阳能电池组件的光电转换效率。
另外，在本实施例制备方法中应用的设备、工艺简单，操作方便，沉积速率高、样品制作快，满足大面积镀膜玻璃生产需要。通过这种手段在组件玻璃表面沉积一层稀土掺杂的二氧化钛薄膜，能够提高太阳能电池组件3％左右的功率，经济效益显著。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：
图1为本发明实施例1提供的一种表面镀有薄膜的太阳能组件玻璃的制备方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：
本实施例提供的一种表面镀膜的太阳能组件玻璃的制备方法，其主要包括以下的步骤：
步骤101：清洗太阳能组件玻璃，并烘干。
用10％的氢氟酸溶液清洗玻璃基板；然后再用去离子水冲洗玻璃基板，最后用热氮烘干该玻璃基体。
步骤102：将玻璃基板加热到预定的摄氏度。
将玻璃放在加热承载平台上，采用均匀加热的方式，将玻璃基板加热到400摄氏度。
步骤103：配置镀液。
首先配置1mol/L的三氯化钛水溶液100mL，然后加入0.1g的氯化铕和氯化铈(Eu∶Ce＝1∶1)的混合物，溶解于水溶液，充分搅拌、使之混合均匀。
本步骤可以与步骤101、102并行进行。
步骤104：将步骤103得到的镀液，喷镀在步骤102中加热的玻璃基板上，镀液中的有效元素，沉积在玻璃基板的表面。
其中，薄膜厚度的控制，可以通过喷枪的移动速度进行控制。
将混合后的镀液喷镀在加热的玻璃基板上，控制喷嘴速率为6cm/min进行沉积，制备出薄膜厚度为50nm、稀土掺杂比例为0.5％的二氧化钛薄膜。
沉积完毕后，将玻璃取出，冷却即可得到表面镀有薄膜的太阳能组件玻璃。
根据上述方法能够在玻璃基体表面上镀设：稀土掺杂比例为0.5％的二氧化钛薄膜。
由上可见，由于在玻璃表面镀有掺杂有稀土的二氧化钛薄膜，该薄膜可以减少照射在玻璃表面的太阳光的反射光，另外，该薄膜中的钛元素、以及稀土元素(铕、铈)能够将太阳光谱中的不能被太阳电池直接利用或者利用效率较低的短波、和红外部分转换为利用效率较高的可见光谱，从而提高太阳能电池组件的光电转换效率。
另外，在本实施例制备方法中应用的设备、工艺简单，操作方便，沉积速率高、样品制作快，满足大面积镀膜玻璃生产需要。通过这种手段在组件玻璃表面沉积一层稀土掺杂的二氧化钛薄膜，能够提高太阳能电池组件3％左右的功率，经济效益显著。
实施例2：
本步骤的基本流程与图1的基本流程相同。
本实施例的制备方法如下：
1、用10％的氢氟酸溶液清洗玻璃基板。
2、用去离子水冲洗玻璃基板，然后用热氮烘干。
3、将玻璃放在加热承载平台上，将玻璃基板加热到450摄氏度。
4、首先配置1mol/L的四氯化钛水溶液100mL，然后加入0.15g的氯化铕、氯化铈、氯化镧(Eu∶Ce∶La＝1∶1∶1)的混合物，溶解于水溶液，充分搅拌、使之混合均匀。
5、将混合后的溶液喷镀在加热的玻璃基板上，控制喷嘴速率为6cm/min进行沉积，制备出膜厚为70nm、稀土掺杂比例为1％的二氧化钛薄膜。
沉积完毕后，直接将玻璃取出，冷却即可得到表面镀有薄膜的太阳能组件玻璃。
实施例3：
本步骤的基本流程与图1的基本流程相同。
本实施例的制备方法如下：
1、用10％的氢氟酸溶液清洗玻璃基板；
2、用去离子水冲洗玻璃基板，然后用热氮烘干；
3、将玻璃放在加热承载平台上，将玻璃基板加热到500摄氏度；
4、首先称取20g的钛酸丁酯溶解在100mL的乙醇和水中，然后加入0.2g的氯化铕、氯化铈、氯化钐(Eu∶Ce∶Sm＝1∶1∶1)的混合物，溶解于水溶液，充分搅拌、使之混合均匀。
5、将混合后的溶液喷镀在加热的玻璃基板上，控制喷嘴速率为5cm/min进行沉积，制备出膜厚为100nm、稀土掺杂比例为2％的二氧化钛薄膜。
沉积完毕后，直接将玻璃取出，冷却即可。
实施例4：
本步骤的基本流程与图1的基本流程相同。
本实施例的制备方法如下：
1、用10％的氢氟酸溶液清洗玻璃基板；
2、用去离子水冲洗玻璃基板，然后用热氮烘干；
3、将玻璃放在加热承载平台上，将玻璃基板加热到600摄氏度；
4、首先称取20g的钛酸丙酯溶解在100mL的乙醇和水中，然后加入0.4g的氯化铕、氯化铈、氯化镧、氯化钐(Eu∶Ce∶La∶Sm＝1∶1∶1∶1)的混合物，溶解于水溶液，充分搅拌、使之混合均匀。
5、将混合后的溶液喷镀在加热的玻璃基板上，控制喷嘴速率为4cm/min进行沉积，制备出膜厚为150nm、稀土掺杂比例为5％的二氧化钛薄膜。沉积完毕后，直接将玻璃取出，冷却即可。
需要说明的是，在本具体实施方式中，二氧化钛前驱体可以是四氯化钛、三氯化钛或者钛的有机化合物及其衍生物中的一种或者混合物。所述的钛的有机物可以是四乙丙醇钛、钛酸丙酯、钛酸丁酯、钛酸异丁酯等。
所说的稀土元素包括La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的一种或者几种，其前驱体可以是稀土元素的卤化物或者其衍生物。
二氧化钛薄膜中的钛元素和稀土元素的摩尔百分含量可以通过改变二氧化前驱体和稀土元素前驱体的质量百分比来控制。薄膜的厚度可以通过喷嘴的移动速度来控制。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1、一种太阳能电池组件玻璃，包括：玻璃基体，在所述玻璃基体的表面还镀有一薄膜层，其特征是，
所述薄膜层的主要原料为二氧化钛、稀土，其中，所述二氧化钛中钛、以及所述稀土元素的摩尔百分含量分别为：90％-99.5％和0.5％-5％。
2、根据权利要求1所述的一种太阳能电池组件玻璃，其特征是，
所述稀土元素为：La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的一种或者几种。
3、根据权利要求1或2所述的一种太阳能电池组件玻璃，其特征是，
所述薄膜层的厚度为50-150nm。
4、一种权利要求1所述的太阳能电池组件玻璃的制备方法，其特征是，包括：
将玻璃基板放置在均匀加热的承载平台上；
配置二氧化钛前躯体的水溶液，将稀土元素的卤化物及其衍生物中的一种或者几种与所述水溶液均匀混合，得到镀液，其中，在所述水溶液中，所述钛元素、与所述稀土元素的摩尔百分含量的比值为：(90％-99.5％)∶(0.5％-5％)；
将所述镀液喷镀在加热的玻璃基体的表面，在所述玻璃基体的表面形成薄膜。
5、根据权利要求4所述的太阳能电池组件玻璃的制备方法，其特征是，
所述稀土元素为：La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的一种或者几种。
6、根据权利要求4或5所述的太阳能电池组件玻璃的制备方法，其特征是，
在所述玻璃基体的表面形成薄膜，具体是，
在所述玻璃基体的表面形成厚度为50-150nm的薄膜。
7、根据权利要求4或5所述的太阳能电池组件玻璃的制备方法，其特征是，
所述二氧化钛前驱体可以是：四氯化钛、三氯化钛或者钛的有机化合物及其衍生物中的一种或者混合物。
8、根据权利要求4或5所述的太阳能电池组件玻璃的制备方法，其特征是，
所述钛的有机物可以是：四乙丙醇钛、钛酸丙酯、钛酸丁酯、钛酸异丁酯中的一种或几种。
9、根据权利要求4或5所述的太阳能电池组件玻璃的制备方法，其特征是，
在将玻璃基板放置在均匀加热的承载平台上的步骤中，
所述玻璃温度控制在400到600摄氏度之间。
10、根据权利要求4或5所述的太阳能电池组件玻璃的制备方法，其特征是，
在步骤：将玻璃基板放置在均匀加热的承载平台上之前，还包括：
用10％的氢氟酸溶液清洗所述玻璃基板；
用去离子水冲洗玻璃基板，然后用热氮烘干所述玻璃基板。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102951841A (zh) * 2011-08-23 2013-03-06 扬州通和玻璃有限公司 一种太阳能光伏电池用高硼硅玻璃的制备方法
CN105161556A (zh) * 2015-09-29 2015-12-16 赵玉兰 烯土(Er+3)参杂红外光上转换效应广谱太阳能电池
CN106169537A (zh) * 2016-08-18 2016-11-30 苏州大学 一种太阳能电池的制备方法
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