一种光伏材料及制备方法和用途技术

本发明专利技术属于光伏材料制备领域，特别涉及一种光伏材料及其制备方法和用途。选用正硅酸乙酯和碳酸铵，常温下将两者充分混合，加入F127模板剂，在惰性气氛下加热反应，冷却后洗涤并真空干燥，对其微波处理并煅烧，制得光伏材料。本发明专利技术的制备工艺简单、材料廉价易得，光伏材料的高透光率决定了其能在太阳能电池领域能得到广泛地应用。

【技术实现步骤摘要】
一种新型光伏材料及制备方法和用途
本专利技术属于光伏材料制备领域，特别涉及一种新型光伏材料及其制备方法和用途。
技术介绍
随着薄膜太阳能电池技术不断的发展，高效薄膜太阳能电池研究已取得巨大成就。美国Sunpower公司开发的全背电极(IBC)电池结构，将其栅状电极全部设计到电池背面，正负极交叉排列，量产效率可达23％，实验室最高效率达到24.2％。然而，Sunpower的全背电极电池结构的制备工艺步骤非常繁多，松下公司也提出了HIT和IBC结合的电池，成本高势必也将成为大规模量产推广的瓶颈。此外，这类电池前表面绒面仍采用常规结构，因此前表面对光的吸收方面有很大提升空间。薄膜太阳能电池前表面最外层是减反射膜，作为太阳光首先接触到的结构，其反射率和透射率的高低直接决定了整个太阳电池的光电转换效率。目前太阳能电池减反射膜是以氮化硅作为材料，氮化硅减反射膜结构致密，虽然光反射率不高，但致密的结构影响了透光率，导致其透光率低。而紫外线在太阳光中波长短能量高，提高材料的紫外线透光率成为至关重要的一个方面。为满足人们对清洁能源日益迫切的需求，有必要开发出一种新型光伏材料来解决这样的难题。
技术实现思路
本专利技术的目的：针对目前氮化硅减反射膜透光率低的问题，提供一种新型光伏材料及其制备方法，将该膜用于替代传统的氮化硅减反射膜，大幅度地提高太阳能电池的透光率。本专利技术的技术方案：提供一种新型光伏材料，所述材料的制备方法为，选用正硅酸乙酯和碳酸铵，常温下将两者充分混合，加入F127模板剂，在惰性气氛下加热反应，冷却后洗涤并真空干燥，对其微波处理并煅烧，制得新型光伏材料。同时提供这种新型光伏材料的制备方法，具体操作步骤包括：(1)选用正硅酸乙酯和碳酸铵，常温下将两者充分搅拌混合均匀，静置1小时，制得正硅酸乙酯和碳酸铵混合物；(2)向步骤(1)制得的正硅酸乙酯和碳酸铵混合物中加入F127模板剂，得到新的混合物，将新的混合物转移到管式炉中，在惰性气氛、70～90℃条件下反应12～20小时，冷却后洗涤，在80℃真空环境下干燥1～2小时，最后微波处理，制得前驱体；(3)将步骤(2)制得的前驱体在400～500℃条件下煅烧2小时，煅烧除去模板剂，制得新型光伏材料。作为优选，步骤(1)中正硅酸乙酯、碳酸铵和F127模板剂摩尔比为1～3：1：0.3～0.8。作为优选，步骤(2)中惰性气氛为氮气、氦气、氩气中的一种。作为优选，步骤(2)中水热反应时间为14～15小时。本专利技术制得的新型光伏材料用于制备薄膜太阳能电池的减反射膜。本专利技术的技术效果：在本专利技术步骤(2)的反应过程中，碳酸铵加热分解成氨气和二氧化碳，氨气具有还原性，将正硅酸乙酯中的高价硅还原，二氧化碳在反应过程中防止还原后的硅堆砌形成致密的结构，碳酸铵在材料形成特殊微观孔洞结构过程中具有决定性作用，同时模板剂对孔洞结构的形成具有引导作用。材料的尺寸和太阳光中的紫外线处在同一个数量级，紫外线能在材料上发生衍射，大幅度地提高了材料的透光率，实践中发现该材料的光反射率并没有相应地降低，反而有所提升。本专利技术的制备工艺简单、材料廉价易得，新型光伏材料的高透光率决定了其能在太阳能电池领域得到广泛地应用。附图说明图1为实施例1制备的新型光伏材料的TEM图，紫外线的波长在10nm到400nm之间，图1说明，本专利技术已成功制备出了孔洞结构尺寸和紫外线波长在同一个数量级的材料。具体实施方式实施例1制备新型光伏材料：(1)选用1mol正硅酸乙酯和2mol碳酸铵，常温下将两者在烧杯中充分搅拌混合均匀，静置1小时，制得正硅酸乙酯和碳酸铵混合物；(2)向步骤(1)制得的正硅酸乙酯和碳酸铵混合物中加入0.5mol的F127模板剂，得到新的混合物，将新的混合物转移到管式炉中，在N2气氛、80℃条件下反应16小时，冷却后洗涤，在80℃真空环境下干燥1小时，最后微波处理，制得前驱体；(3)将步骤(2)制得的前驱体在450℃条件下煅烧2小时，煅烧除去模板剂，制得新型光伏材料。制备新型光伏材料减反射膜和Si3N4减反射膜：(1)在FTO玻璃表面涂上2g新型光伏材料，然后用匀胶机以6000r/min转速对其旋涂2分钟，1分钟后把2mL的氯苯滴加到正在旋转的大孔减反射膜材料薄层上，在150℃条件下对其加热15分钟，制得新型光伏材料减反射膜；(2)在FTO玻璃表面涂上2g的常规Si3N4材料，然后用匀胶机以6000r/min转速对其旋涂2分钟，1分钟后把2mL的氯苯滴加到正在旋转的大孔减反射膜材料薄层上，在150℃条件下对其加热15分钟，制得Si3N4减反射膜。使用美国Lamda900PE紫外-可见光分光光度计测试新型光伏材料减反射膜和Si3N4减反射膜的透射率和反射率：新型光伏材料减反射膜反射率为5％，透射率为92％；Si3N4减反射膜反射率为7％，透射率为80％。实施例2制备新型光伏材料：(1)选用1mol正硅酸乙酯和1mol碳酸铵，常温下将两者在烧杯中充分搅拌混合均匀，静置1小时，制得正硅酸乙酯和碳酸铵混合物；(2)向步骤(1)制得的正硅酸乙酯和碳酸铵混合物中加入0.3mol的F127模板剂，得到新的混合物，将新的混合物转移到管式炉中，在N2气氛、80℃条件下反应16小时，冷却后洗涤，在80℃真空环境下干燥1小时，最后微波处理，制得前驱体；(3)将步骤(2)制得的前驱体在450℃条件下煅烧2小时，煅烧除去模板剂，制得新型光伏材料。制备新型光伏材料减反射膜和Si3N4减反射膜：(1)在FTO玻璃表面涂上2g新型光伏材料，然后用匀胶机以6000r/min转速对其旋涂2分钟，1分钟后把2mL的氯苯滴加到正在旋转的大孔减反射膜材料薄层上，在150℃条件下对其加热15分钟，制得新型光伏材料减反射膜；(2)在FTO玻璃表面涂上2g的常规Si3N4材料，然后用匀胶机以6000r/min转速对其旋涂2分钟，1分钟后把2mL的氯苯滴加到正在旋转的大孔减反射膜材料薄层上，在150℃条件下对其加热15分钟，制得Si3N4减反射膜。使用美国Lamda900PE紫外-可见光分光光度计测试新型光伏材料减反射膜和Si3N4减反射膜的透射率和反射率：新型光伏材料减反射膜反射率为4％，透射率为92％；Si3N4减反射膜反射率为8％，透射率为82％。实施例3制备新型光伏材料：(1)选用1mol正硅酸乙酯和3mol碳酸铵，常温下将两者在烧杯中充分搅拌混合均匀，静置1小时，制得正硅酸乙酯和碳酸铵混合物；(2)向步骤(1)制得的正硅酸乙酯和碳酸铵混合物中加入0.8mol的F127模板剂，得到新的混合物，将新的混合物转移到管式炉中，在N2气氛、80℃条件下反应16小时，冷却后洗涤，在80℃真空环境下干燥1小时，最后微波处理，制得前驱体；(3)将步骤(2)制得的前驱体在450℃条件下煅烧2小时，煅烧除去模板剂，制得新型光伏材料。制备新型光伏材料减反射膜和Si3N4减反射膜：(1)在FTO玻璃表面涂上2g新型光伏材料，然后用匀胶机以6000r/min转速对其旋涂2分钟，1分钟后把2mL的氯苯滴加到正在旋转的大孔减反射膜材料薄层上，在150℃条件下对其加热15分钟，制得新型光伏材料减反射膜；(2)在FTO玻璃表面涂上2g的常规Si3N4材料，然后用匀胶机以6000r/mi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型光伏材料，其特征在于，所述纳米材料的制备方法为：选用正硅酸乙酯和碳酸铵，常温下将两者充分混合，加入F127模板剂，在惰性气氛下加热反应，冷却后洗涤并真空干燥，对其微波处理并煅烧，制得新型光伏材料。

【技术特征摘要】
1.一种新型光伏材料，其特征在于，所述纳米材料的制备方法为：选用正硅酸乙酯和碳酸铵，常温下将两者充分混合，加入F127模板剂，在惰性气氛下加热反应，冷却后洗涤并真空干燥，对其微波处理并煅烧，制得新型光伏材料。2.一种如权利要求1所述的新型光伏材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：(1)选用正硅酸乙酯和碳酸铵，常温下将两者充分搅拌混合均匀，静置1小时，制得正硅酸乙酯和碳酸铵混合物；(2)向步骤(1)制得的正硅酸乙酯和碳酸铵混合物中加入F127模板剂，得到新的混合物，将新的混合物转移到管式炉中，在惰性气氛、70～90℃条件下反应12～20小时，冷却后洗涤，在80℃真空环境下干...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙铁囤，姚伟忠，汤平，
申请(专利权)人：常州亿晶光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32