一种太阳能电池及其制备方法与流程

本发明涉及电池领域，具体涉及一种太阳能电池及其制备方法。

背景技术：

1、太阳能电池，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，又称为“太阳能芯片”或“光电池”，它只要被满足一定照度条件的光照度，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。太阳能电池组件包括电池片、玻璃盖板、背板材料及封装胶膜。其中，封装胶膜起到支持和固定电池片，具有保持太阳光高透过率、隔离对电池片有害的环境因素、保证组件的电绝缘性能以及保证热传导性能等作用，避免封装层的电池片接触到空气中的空气和水分。

2、目前市场上应用最多的封装材料是乙烯-醋酸乙烯酯聚合物(eva)，然而，eva胶膜在应用过程中发现时间长后存在易黄变，抗紫外老化性不足等缺点。poe塑料是采用茂金属催化剂的乙烯和辛烯实现原位聚合的热塑性弹性体，简称乙烯-辛烯共聚物(poe)，辛烯的柔软链卷曲结构和结晶的乙烯链作为物理交联点，使它既有优异的韧性又有良好的加工性。poe塑料分子结构中没有不饱和双键，具有优良的耐老化性能。与eva胶膜相比，其具有更高的水气阻隔率、更优异的耐侯性能和更强的抗干扰性能，因此poe胶膜将作为封装材料发展的方向。但是，poe胶膜也存在一些缺陷，poe分子链上缺乏极性基团，是一种典型的非极性聚合物，这使得poe封装胶膜对玻璃及背板的粘结性能远不及eva封装胶膜；此外，poe胶膜还存在收缩率大及耐冲击性差的缺陷。因此，目前市场上需要一种能够具有良好的粘结强度、收缩小以及抗冲击的poe胶膜封装材料。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种太阳能电池及其制备方法。

2、本发明的目的采用以下技术方案来实现：

3、第一方面，本发明提供一种太阳能电池，包括从上至下依次设置的盖板、第一封装层、太阳能电池板、第二封装层和背板；其中，第一封装层和第二封装层均由封装材料制备而成。

4、优选地，所述盖板由透光材料制备得到，所述盖板的上表面设置有增透膜层。

5、优选地，所述太阳能电池板的上表面设置有金属电极，金属电极通过焊带延伸至太阳能电池板的外侧，与其他的电极连接。

6、优选地，所述封装材料为改性poe材料，制备方法包括：

7、s1、将硅化镱（ybsi2）颗粒、聚乙烯醇和去离子水在室温下混合均匀，然后加入环氧硅烷偶联剂，在氮气保护下，倒入行星式球磨机内球磨，球磨结束后，过滤球磨料，水洗至少三次，真空干燥，得到环氧化纳米硅化镱颗粒；

8、s2、将2-氨基-1,3,5-三嗪和无水乙醇混合，充分溶解后，加入环氧化纳米硅化镱颗粒，升温至回流反应，反应结束后，减压除去溶剂，水洗三次，真空干燥，得到增强改性剂；

9、s3、将poe树脂和溶剂四氢呋喃混合均匀之后，加入增强改性剂，充分搅拌直至混合均匀，减压除去溶剂，即得到改性poe材料。

10、优选地，所述s1中，聚乙烯醇为pva 1599、pva 1699、pva 1799中的一种。

11、优选地，所述s1中，硅化镱颗粒的粒径为100±20μm。

12、优选地，所述s1中，环氧硅烷偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基甲基二乙氧基硅烷中的任意一种。

13、优选地，所述s1中，硅化镱颗粒、聚乙烯醇、环氧硅烷偶联剂和去离子水的质量体积比例为10g：（0.6-1.2）g：（1-2）g：（5-7）ml。

14、优选地，所述s1中，球料比为4-8:1，球磨速度为300-500r/min，球磨时间是3-8h。

15、优选地，所述s2中，环氧化纳米硅化镱颗粒、2-氨基-1,3,5-三嗪和无水乙醇的质量体积比例为1g：（1.8-3.6）g：（10-20）ml。

16、优选地，所述s2中，回流反应的温度65-75℃，回流反应时间4-10h。

17、优选地，所述s3中，poe树脂的牌号为poe 0201、poe 0203、poe 5101中的任意一种。

18、优选地，所述s3中，poe树脂、增强改性剂和四氢呋喃的质量体积比例为1g:（0.12-0.24）g:（4-8）g。

19、第二方面，本发明提供一种太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

20、（1）准备材料：盖板、第一封装层、太阳能电池板、第二封装层和背板；

21、（2）将太阳能电池板进行清洗和刻蚀处理后，在其表面沉积金属电极，将焊带连接至金属电极；

22、（3）将处理好的太阳能电池板按照盖板、第一封装层、太阳能电池板、第二封装层和背板的顺序进行封装处理，质检合格后，即得到太阳能电池。

23、本发明的有益效果为：

24、1、本发明制备了一种太阳能电池，对该太阳能电池用的封装材料进行了优化改进处理，制备得到了改性poe材料用作封装材料。相比较于传统的poe材料，本发明制备的改性poe材料具有更好的粘结性、耐冲击性以及抗收缩性，同时还对光具有一定的增透性，从而使得电池的光学效率更高。

25、2、本发明制备的改性poe材料，是在传统的poe材料中加入了增强改性剂，该增强改性剂采用了环氧化纳米硅化镱颗粒和2-氨基-1,3,5-三嗪进行结合后制备得到，环氧化纳米硅化镱颗粒含有大量的环氧基与2-氨基-1,3,5-三嗪上的氨基在升温的条件下发生结合反应，使三嗪基团固定包覆在纳米硅化镱颗粒表面，最终得到了增强改性剂。

26、3、环氧化纳米硅化镱颗粒的制备过程中，采用的是球磨以及表面处理相结合的方式，硅化镱颗粒与环氧硅烷偶联剂进行球磨混合，在球磨过程中不仅获得更加细腻的纳米颗粒，而且颗粒的表面也得到环氧基的修饰，从而得到环氧化纳米硅化镱颗粒。

27、4、经过检测发现，本发明制备的增强改性剂与poe树脂复合制备得到的改性poe材料，不仅在粘结性、耐冲击性和抗收缩性有较好的增强，而且发现在同等厚度的条件下，改性poe材料的透光性得到了一定程度增强，可能的原因在于，硅化镱以及三嗪基团本身特有的光学特性导致。

1.一种太阳能电池，其特征在于，包括从上至下依次设置的盖板、第一封装层、太阳能电池板、第二封装层和背板；其中，第一封装层和第二封装层均由封装材料制备而成；所述封装材料为改性poe材料由poe树脂和增强改性剂复合后制备得到。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于，所述盖板由透光材料制备得到，所述盖板的上表面设置有增透膜层。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池板的上表面设置有金属电极，金属电极通过焊带延伸至太阳能电池板的外侧，与其他的电极连接。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于，所述封装材料为改性poe材料，制备方法包括：

5.根据权利要求4所述的一种太阳能电池，其特征在于，所述s1中，环氧硅烷偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基甲基二乙氧基硅烷中的任意一种。

6.根据权利要求4所述的一种太阳能电池，其特征在于，所述s1中，硅化镱颗粒、聚乙烯醇、环氧硅烷偶联剂和去离子水的质量体积比例为10g：（0.6-1.2）g：（1-2）g：（5-7）ml。

7.根据权利要求4所述的一种太阳能电池，其特征在于，所述s1中，球料比为4-8:1，球磨速度为300-500r/min，球磨时间是3-8h。

8.根据权利要求4所述的一种太阳能电池，其特征在于，所述s2中，环氧化纳米硅化镱颗粒、2-氨基-1,3,5-三嗪和无水乙醇的质量体积比例为1g：（1.8-3.6）g：（10-20）ml；所述s2中，回流反应的温度65-75℃，回流反应时间4-10h。

9.根据权利要求1所述的一种太阳能电池，其特征在于，所述s3中，poe树脂、增强改性剂和四氢呋喃的质量体积比例为1g:（0.12-0.24）g:（4-8）g。

10.一种权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：