揭示了一种用作光伏模块中的透光层(即包封层)的热塑性树脂制剂，其包含：(a)透光热塑性树脂；(b)至少一种下转换材料，该材料在280-500纳米范围内具有入射辐射吸收的最大值，在400-900纳米范围的较长波长下具有辐射发射的最大值，并且该材料改善了光伏模块中光伏电流产生的效率；以及(c)光稳定剂添加剂，其透射至少约40％波长范围约为280-380纳米的紫外(UV)电磁辐射。还揭示了由这些树脂制备的片层材料以及包含此类片层材料的光伏模块。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】揭示了一种用作光伏模块中的透光层(即包封层)的热塑性树脂制剂，其包含：(a)透光热塑性树脂；(b)至少一种下转换材料，该材料在280-500纳米范围内具有入射辐射吸收的最大值，在400-900纳米范围的较长波长下具有辐射发射的最大值，并且该材料改善了光伏模块中光伏电流产生的效率；以及(c)光稳定剂添加剂，其透射至少约40％波长范围约为280-380纳米的紫外(UV)电磁辐射。还揭示了由这些树脂制备的片层材料以及包含此类片层材料的光伏模块。【专利说明】本申请要求2011年3月31日提交的临时申请序列号61/470184的优先权，其通过参考全文结合于此。本专利技术涉及包含下转换材料的透光热塑性树脂。在另一种实施方式中，本专利技术还涉及此类树脂作为光伏(“PV”)模块中膜或层的用途。本专利技术的树脂具有改善的光伏模块耐久性、能量转换和成本效率的组合。如人们所知，光伏模块主要在可见光谱范围或近可见光谱范围将电磁辐射转化为电能。将光或光子转化为电流的效率也称作“量子效率”。已知人们使用“下转换”材料尝试通过将较短波长光转化为较长波长光来改善光伏模块对较高能量、较短波长光的光谱响应的面积。下转换材料通常是一种或多种已知的有机或无机材料，该材料能够吸收较高能量、短波长光(即，在PV电池显示低的外部量子效率的范围内)并以较低能量、较长波长(即，在PV电池显示较高的外部量子效率的范围内)再发射该光。许多文献描述了该“下转换”(有时也称作“下位移("down-shifting"))效应和提议材料，所述文献例如包括:W02007/043496 ；W02009/002943 ；W02009/157879W02003/079457 ；US2005/0265935 ；US2006/0169971 ;以及 US2010/0186801。人们已知，光伏模块需要能够经受长时间(例如，超过20年)直接暴露于紫外(〃uv〃)辐射下的运行。已知所选类型的热塑性聚合物树脂可提供光学、电学和物理性质之间良好且低成本的平衡，并且在许多应用中具有良好表现，但是难以将它们用于光伏模块应用中所经受的严苛暴露条件。当使用热塑性聚合物树脂时，许多类型的热塑性聚合物树脂需要保护其免受紫外辐射的稳定化添加剂，已知紫外辐射会造成许多类型的热塑性聚合物树脂的降解，否则这些热塑性聚合物树脂在经历长时间的紫外辐射过程中会快速降低该聚合物性质。当要求热塑性聚合物树脂的紫外稳定性时，人们通常希望能够阻隔、吸收和/或降低较短波长紫外辐射的透过，或者可以将该较短波长紫外辐射“下转换”并且以对于光伏电池有用的辐射形式透过，用于转化成电能。由于紫外稳定化会破坏所需的下转换效应，因此，不希望这种紫外稳定的热塑性树脂有效包含和使用下转换材料。但是，在不进行稳定化的条件下，在下转换过程中紫外辐射会透入层中至少一段有限的距离，并使聚合物降解。因此，人们希望获得紫外稳定的(至少部分透紫外光的)热塑性树脂和该树脂的膜或层，所述热塑性树脂包含至少一种下转换材料，该片材在光伏模块中具有良好的转换效率。人们还希望获得包含此类热塑性聚合物树脂材料的光伏模块以及其制备方法。因此，本专利技术的一个目的在于提供这些和其它结果。
技术实现思路
本专利技术提供了上述和各种其它期望结果中的一个或多个，在一种实施方式中，本专利技术是一种用作光伏模块中透光层的热塑性树脂制剂，该制剂包含:(a)透光热塑性树脂；(b)至少一种下转换材料，该材料在280-500纳米范围内具有入射辐射吸收的最大值，在400-900纳米范围的较长波长下具有辐射发射的最大值，并且该材料改善了光伏模块中光伏电流产生的效率；以及(C)光稳定剂添加剂，其透射至少约40%波长范围约为280-380纳米的紫外(UV)电磁辐射。在其它替代性实施方式中，本专利技术是如上所述的热塑性树脂制剂，其中，所述下转换材料在300-500纳米的光谱范围内具有电磁辐射的吸收最大值，和/或在400-600纳米的光谱范围内具有电磁辐射的发射最大值。在其它替代性实施方式中，本专利技术的热塑性树脂制剂包含选自下组的光稳定剂:Cyasorb3346 ；Cyasorb3529 ；Chimassorb944LD ；Tinuvin622 ；Univul4050 ；Univul5050 ;以及 Hostavin N30 和 Chimassorb119。其它替代性实施方式包括如本文另外描述的这种热塑性树脂制剂，其中所述下转换材料包含选自下组的材料:(a)选自下组的无机纳米颗粒:(i)含有选自下组的光致发光镧系阳离子的化合物的纳米颗粒:La、Ce、Pr、Eu、Nd、Pm、Sm、Tb、Dy、Ho、Er、Tm 和 Yb ；以及(ii)选自半导体纳米晶体化合物的量子点，所述半导体纳米晶体化合物可由日光的一个高能光子产生不止一个激子；并且所述无机纳米颗粒包括具有芯-壳结构的复合材料，该复合材料包含一种或多种上述纳米颗粒(i)或半导体纳米晶体化合物(ii)，所述纳米颗粒或纳米晶体的尺寸范围约为1-200纳米；以及(b)选自下组的有机发光下转换添加剂及其衍生物:罗丹明、香豆素、红荧烯、Alq3、Tro、Gaq2Cl、二萘嵌苯染料、萘碳酸以及蒽酮紫或异蒽酮紫。在另一种替代性实施方式中，本专利技术是用作光伏电池中透光层的片材，所述片材包含选自上述热塑性树脂制剂的热塑性树脂制剂。在另一种实施方式中，本专利技术是用于将入射电磁辐射转化为电能的光伏模块，其包括:(i)透光外表面覆盖片；(ii)至少一种由上述热塑性树脂制剂制备的透光包封片材，该片材为光伏电池提供保护使其免受环境影响；(iii)保护性外表面背面片层；以及(iv)至少一个适于将穿过覆盖片和包封膜的电磁辐射转化为电能的光伏电池。在其它替代性实施方式中，本专利技术是此类光伏模块，其中，所述光伏电池包含以下材料中的至少一种=CdS ；Si ；CdTe ；InP ；GaAs ;Cu2S ;以及二硒化铜铟镓(CIGS)，晶体硅(c_Si)、非晶硅(a_Si)或CIS。附图简要说明图1是显示由二萘嵌苯染料、LumOgenTM570紫产生的波长“下转换”效应的图。图2a和2b是显示对于一系列膜，200-400纳米波长范围内透过该膜的入射光的百分数图。图3是PV模块的一个示例结构的截面图。专利技术详述下转换材料用于制备本专利技术的热塑性聚合物树脂材料的重要组分是合适的电磁辐射下转换材料，该材料能吸收较短波长的入射福射并再发射较长波长的福射。有多种已知的有机和无机材料和化合物适合于该用途；其中一些也称作发光材料。在本专利技术的多种实施方式中，可使用单个下转换材料，或者可使用下转换材料的组合或“链”，例如用来提供下转换“级联(cascade) ”。在一种实施方式中，此类下转换材料有效吸收主要来自紫外光谱区(约280-400纳米(rim))内辐射的电磁能并发出较高波长的辐射。理想地，该材料在该范围内具有至少一个电磁能的“吸收最大值”，在存在不止一个吸收最大值的情况下，优选所有这些吸收最大值都在该范围内。下转换材料的“吸收最大值”指的是太阳电磁波谱(对于这些材料而言是紫外范围)之外化合物吸光量达最大时的光波长，优选地光能的最大吸收量如光能吸收对比波长范围的图中的峰所示。这可从图1中看出。在一些情况中，下转换本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·吴，陈续明，M·A·德格拉夫，S·R·厄尔思金，R·K·费斯特，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限公司，
类型：
国别省市：
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