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光电转换稀土纳米材料制作和应用工艺

希望与制造EVA胶膜或太阳能电池厂家合作

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晶硅太阳能电池的市场规模日益扩大

随着化石燃料的日渐紧缺和环保要求的日渐提高,太阳能电池越发受人青睐。2017年全年,我国光伏新增装机量达53.06GW,同比增长53.62%。近年来随着分布式光伏的广泛应用,光伏装机迎来新的增长点,行业发展迅猛。整体收入2002.2亿元,相比2016年增加27%。

太阳能电池可以分为晶硅太阳能电池、砷化镓太阳能电池、染料敏化太阳能电池、薄膜太阳能电池等,晶硅太阳能电池在太阳能电池市场占有率为90%以上,且未来五年保持稳定增长的趋势。

晶硅太阳能电池无法有效利用全光谱能量

晶硅太阳能电池的最佳响应范围为900-1100nm波长的近红外光波,对750nm以下的可见光及紫外光响应效率低。然而,太阳光谱能量主要分布在可见光区,这一事实限制了晶硅太阳能电池有效利用太阳能。

如果能将太阳光谱中低波长部分“转化”成近红外光,那么势必可以提高光电转换效率。

该技术方案可有效提高晶硅太阳能电池光电转换效率,目前尚无其他类似方案

如图所示,晶硅太阳能电池玻璃、芯片、背板之间,填充有EVA胶膜。其主要特征是透明度高、粘着力大、绝缘性强、性质稳定,因此可以作为晶硅电池芯片保护的填充物,在固定、保护芯片的同时不影响光透过性。

该技术的核心要点,就是在传统EVA胶膜中,加入实验室自主研发的稀土纳米材料YAB/SiO2,该材料为近红外微纳米发光材料,外观为浅灰色,在紫外光区有强吸收,激发波长为350nm-650nm之间,发射光谱为950-1100nm。将该材料均匀分散在EVA膜上,得到一种近红外光转换EVA膜,即可实现对太阳入射光的波长转换。

经多次应用试验,该方法可有效提高晶硅太阳能电池光电转换效率1%左右,还可以改善EVA膜的老化性能,有效延长EVA膜使用寿命。同时对EVA胶膜的固有性质不会造成影响。

该项目产品市场应用广泛,现寻求产业化合作

(1)目前,制粉及制膜分散技术已经过小试验证,曾有50公斤级的制粉实践,技术成熟,完全可以产业化。但需要与有生产能力的厂家合作进行进一步放量,目前没有生产条件。

(2)该技术应用空间广泛,除用于EVA胶膜改性外,这类稀土纳米发光材料还可分散在如玻璃、透明树脂、透明陶瓷等材料中起到同等作用。技术团队开发出一系列类似纳米发光材料,可运用于需要入射光波长转换的不同场景。曾在地膜中使用过类似方式,促进植物光合作用,效果显著。

(3)技术团队倾向于直接将技术转让给合作者,或合作进行应用研发。如果合作者担心技术的吸收、迭代等问题,技术方乐于以聘用制成为合作者的技术顾问,长期合作,不断研发新的产品和应用。

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