一种晶体硅太阳能电池盖板用下转换铝硅酸盐玻璃的制作方法

本发明属于玻璃，具体地，涉及一种晶体硅太阳能电池盖板用下转换铝硅酸盐玻璃，同时涉及以铝硅酸盐玻璃为盖板基板的太阳能电池领域。

背景技术：

1、晶体硅太阳能电池商用的光电转换效率约18％，限制其效率提升的因素在于晶体硅太阳能电池的硅基半导体带隙宽度，其所能吸收的太阳光与入射的太阳光不匹配，波长短能量高的光子以晶格热损失的形式损耗。晶硅太阳能电池的最大可吸收波长为1100nm左右，如果能将短波长高能量的光子调制到硅基太阳能电池的最大吸收波段，则可以实现太阳能光电转换效率的提升。这种方法即为光谱的下转换，即将不能被太阳能电池吸收的短波长光子转换为可被其吸收的长波长光子。

2、现阶段，人们已经掌握了较为成熟的下转换材料制备技术，但应用于太阳能电池器件中时，往往只是简单的将下转换材料涂抹在太阳能电池基板上，利用下转换材料将紫外光转化为近红外或红外光，这对下转换材料的用量需求较大，成本控制问题有待于解决。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种晶体硅太阳能电池盖板用下转换铝硅酸盐玻璃，解决了下转换材料用量需求大以及成本控制的问题，同时为太阳能电池持续稳定的发电提供了有力支撑。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种晶体硅太阳能电池盖板用下转换铝硅酸盐玻璃，包括如下质量百分比的原料：sio2：60～62％，al2o3：15～18％，na2o：11～13％，mgo：2～4％，k2o：1～2％，cao：1～2％，baf2：1～3％，dy2o3：0.5～1％，yb2o3：0.5～1.5％；且dy2o3与yb2o3的质量比为0.67～1。

4、一种晶体硅太阳能电池盖板用下转换铝硅酸盐玻璃，通过如下步骤制备：

5、按照下转换铝硅酸盐玻璃的原料配比，进行称量并充分混合，采用高温熔融工艺，放置在铂金坩埚内在高温硅钼炉中进行熔化，熔融后，将熔融玻璃液浇铸成型成玻璃板，然后进行退火处理，最后经过研磨、抛光、切割后制得可以吸收300～400nm紫外光线、发射出1000～1100nm近红外或红外光线作为太阳能电池前盖板用的下转换铝硅酸盐玻璃。

6、进一步地，熔化温度为1650～1680℃。

7、进一步地，熔融保温时间为8～12h。

8、进一步地，退火温度为580～600℃。

9、进一步地，将下转换铝硅酸盐玻璃用于太阳能电池时厚度为2.0～2.5mm。

10、本发明制备得到的下转换铝硅酸盐玻璃，可以吸收300～400纳米紫外光线、发射出1000～1100纳米近红外或红外光线，将其应用于晶体硅太阳能电池的正面盖板，可实现将太阳光谱中的紫外光线转化为近红外或红外光线，为晶体硅太阳能电池所吸收，并转化为电流，从而提高太阳能电池的光电转换效率。

11、本发明的有益效果：

12、(1)本发明提供的玻璃，首先具有较高的可见光透过率，其在400～800nm的平均透过率大于91％，其次，通过在铝硅酸盐玻璃组分中掺入dy2o3和yb2o3稀土氧化物，利用稀土离子dy3+、yb3+之间的能量传递及能级跃迁特性，可以实现下转换功能，将太阳光谱中原本被晶体硅难以吸收的紫外光线转化为近红外或红外光，而被吸收并转化为电能，扩大了晶体硅太阳能电池对太阳光谱的响应范围，实现了对太阳能电池对近红外光线的有效利用，进而提高太阳能电池的光电转换效率。

13、(2)本发明为高铝含量的硅酸盐玻璃，具有良好的抗刮擦、抗划伤与抗冲击等力学性能，将其应用于晶体硅太阳能电池的前盖板玻璃，能够提高太阳能电池组件的抗震及抗冲击性能，经受住房户外使用中长期的恶劣环境的考验，为太阳能电池持续稳定的发电提供有力支撑。

技术特征：

1.一种晶体硅太阳能电池盖板用下转换铝硅酸盐玻璃，其特征在于，包括如下质量百分比的原料：sio2：60～62％，al2o3：15～18％，na2o：11～13％，mgo：2～4％，k2o：1～2％，cao：1～2％，baf2：1～3％，dy2o3：0.5～1％，yb2o3：0.5～1.5％；且dy2o3与yb2o3的质量比为0.67～1。

2.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池盖板用下转换铝硅酸盐玻璃，其特征在于，通过如下步骤制备：

3.根据权利要求2所述的一种晶体硅太阳能电池盖板用下转换铝硅酸盐玻璃，其特征在于，熔化温度为1650～1680℃。

4.根据权利要求2所述的一种晶体硅太阳能电池盖板用下转换铝硅酸盐玻璃，其特征在于，熔融保温时间为8～12h。

5.根据权利要求2所述的一种晶体硅太阳能电池盖板用下转换铝硅酸盐玻璃，其特征在于，退火温度为580～600℃。

6.根据权利要求2所述的一种晶体硅太阳能电池盖板用下转换铝硅酸盐玻璃，其特征在于，将下转换铝硅酸盐玻璃用于太阳能电池时厚度为2.0～2.5mm。

技术总结本发明公开了一种晶体硅太阳能电池盖板用下转换铝硅酸盐玻璃，属于玻璃技术领域。原料包括：60～62％SiO<subgt;2</subgt;，15～18％Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;，11～13％Na<subgt;2</subgt;O，2～4％MgO，1～2％K<subgt;2</subgt;O，1～2％CaO，1～3％BaF<subgt;2</subgt;，0.5～1％Dy<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;，0.5～1.5％Yb<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;。本发明玻璃具有较高的可见光透过率，掺入稀土氧化物可实现下转换功能，将太阳光谱中紫外光线转化为近红外或红外光线，为晶体硅太阳能电池所吸收，并转化为电能，实现太阳能电池对近红外光线的有效利用，提高电池光电转换效率；其具有抗刮擦、抗冲击性等，能提高电池组件的抗震及抗冲击性，为太阳能电池持续稳定的发电提供有力支撑。技术研发人员：彭寿,倪嘉,崔介东,曹欣,石丽芬,仲召进,韩娜,王巍巍,胡文涛,周刚,王鹏,孙晨蕊,柯震坤受保护的技术使用者：中建材玻璃新材料研究院集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/16