本技術(shù)涉及光伏，特別涉及光伏組件、太陽(yáng)能電池、用電裝置、制備方法、封裝膠膜和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、這里的陳述僅提供與本技術(shù)有關(guān)的背景信息，而不必然構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

2、隨著光伏技術(shù)的發(fā)展，太陽(yáng)能電池在智能手機(jī)、平板電腦、智能穿戴、電動(dòng)工具和電動(dòng)汽車(chē)等各類(lèi)電子產(chǎn)品的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。如何提升光伏組件的電流水平是太陽(yáng)能電池領(lǐng)域中重要改進(jìn)方向之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述問(wèn)題，本技術(shù)至少提供了一種光伏組件、太陽(yáng)能電池、用電裝置、封裝膠組合物、制備方法和應(yīng)用。該光伏組件包括可增益組件輸出性能的封裝膠層，可以提高光伏組件的電流水平。

2、在本技術(shù)的第一方面，提供一種光伏組件，其包括電池層和封裝膠層，所述電池層包括依次設(shè)置的第一電極、光電轉(zhuǎn)換層和第二電極，所述封裝膠層位于所述第二電極背離所述光電轉(zhuǎn)換層的一側(cè)；所述光電轉(zhuǎn)換層包括吸光層；

3、其中，所述封裝膠層包括放射性同位素材料。

4、該光伏組件包括光增益型封裝膠層。通過(guò)在封裝膠層中設(shè)置放射性同位素材料，能夠利用放射性同位素材料衰變產(chǎn)生的高能射線(xiàn)穿透第二電極而作用于吸光層，激發(fā)電子-空穴對(duì)，增益輻生載流子數(shù)量，提高電池層及光伏組件的電流水平。此外，放射性同位素材料可以在暗態(tài)下產(chǎn)生高能射線(xiàn)，因此可以實(shí)現(xiàn)在暗態(tài)下發(fā)電，拓寬光伏組件的應(yīng)用環(huán)境，使光伏組件可以在暗態(tài)下工作。進(jìn)一步地，放射性同位素材料產(chǎn)生高能射線(xiàn)具有持續(xù)性，使得放射性同位素材料的增益作用具有持續(xù)性，因此可以實(shí)現(xiàn)暗態(tài)下持續(xù)發(fā)電。需要說(shuō)明的是，本技術(shù)提供的光伏組件的輸出性能的改善效果不希望局限于前述理論。

5、基于本技術(shù)任意合適的實(shí)施方式，進(jìn)一步地，在一些實(shí)施方式中，所述放射性同位素材料能夠產(chǎn)生能量≥100ev的高能射線(xiàn)。

6、放射性同位素材料產(chǎn)生的高能射線(xiàn)可以具有前述高能量，能夠穿透適于第二電極的電極材料。

7、基于本技術(shù)任意合適的實(shí)施方式，進(jìn)一步地，在一些實(shí)施方式中，所述放射性同位素材料包括α型輻射源材料和β型輻射源材料中的一種或多種。

8、基于本技術(shù)任意合適的實(shí)施方式，進(jìn)一步地，在一些實(shí)施方式中，所述放射性同位素材料滿(mǎn)足如下特征中的一個(gè)或多個(gè)：

9、所述α型輻射源材料包括210po、228th、235u、238pu、241am、242cm和244cm，以及包含前述至少一種放射性元素的化合物中的一種或多種的元素或物質(zhì)；

10、所述β型輻射源材料包括3h2、ti3h4、14c、35s、63ni、90sr、90sr/90y、99tc、106ru、137cs、144ce、147pm、151sm和226ra，以及包含前述至少一種元素的化合物中的一種或多種的元素或物質(zhì)；

11、所述放射性同位素材料至少包括β型輻射源材料。

12、基于本技術(shù)任意合適的實(shí)施方式，進(jìn)一步地，在一些實(shí)施方式中，所述β型輻射源材料在所述放射性同位素材料中的質(zhì)量占比為50％～100％，可選為80％～100％，進(jìn)一步可選為100％。

13、放射性同位素材料可以選擇任意合適的組成。不同種類(lèi)的放射性同位素材料之間可以進(jìn)行任意合適的組合，以組合的方式激發(fā)吸光層產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，提高電池層及光伏組件的電流水平。其中，α型輻射源材料具有較強(qiáng)的電離能力，可電離出α射線(xiàn)，也即帶正電荷的粒子流；β型輻射源材料具有一定的電離能力，可電離出β射線(xiàn)，也即高速電子流，一般認(rèn)為β射線(xiàn)穿透能力高于α射線(xiàn)。

14、通過(guò)在放射性同位素材料中設(shè)置更多的β型輻射源材料，有利于提供更多的β射線(xiàn)，有利于更多的高能射線(xiàn)穿透第二電極而作用于吸光層，提高電流水平，增益電池層輸出性能。

15、基于本技術(shù)任意合適的實(shí)施方式，進(jìn)一步地，在一些實(shí)施方式中，所述放射性同位素材料在所述封裝膠層中的質(zhì)量百分比為0.01％～10％，可選為0.05％～10％，進(jìn)一步可選為0.1％～5％，更進(jìn)一步可選為0.25％～0.5％。

16、通過(guò)在封裝膠層中設(shè)置前述含量的放射性同位素材料，可以兼顧短路電流密度(jsc)和組件穩(wěn)定性，可以在提升光伏組件電流水平的同時(shí)，盡可能降低高能射線(xiàn)產(chǎn)熱對(duì)材料穩(wěn)定性的不利影響。

17、基于本技術(shù)任意合適的實(shí)施方式，進(jìn)一步地，在一些實(shí)施方式中，所述第二電極為透明電極，所述封裝膠層包括放射性同位素材料，還包括自增益發(fā)光材料，所述自增益發(fā)光材料能夠?qū)⒅辽僖徊糠秩肷涔庾愚D(zhuǎn)換成所述吸光層可吸收波段的光子。

18、第二電極為透明電極時(shí)，還可以在封裝膠層中設(shè)置自增益發(fā)光材料，可以將至少一部分入射光子轉(zhuǎn)換成吸光層可吸收波段的光子，這些光子可以穿過(guò)透明的第二電極而進(jìn)入吸光層，可以有效利用第二電極側(cè)的太陽(yáng)光，可以提對(duì)高太陽(yáng)光的利用率，從而提高光伏組件的光電轉(zhuǎn)換效率，還有利于提高光伏組件電流水平。

19、第二電極為透明電極時(shí)，通過(guò)將放射性同位素材料和自增益發(fā)光材料同時(shí)設(shè)置于封裝膠層，不僅可以利用放射性同位素材料衰變產(chǎn)生的高能射線(xiàn)增益吸光層中的輻生載流子數(shù)量并實(shí)現(xiàn)暗態(tài)下可發(fā)電，利用自增益發(fā)光材料將至少一部分入射光子轉(zhuǎn)換成吸光層可吸收波段的光子，提高光電轉(zhuǎn)換效率，還可以利用放射性同位素材料產(chǎn)生的高能射線(xiàn)激發(fā)自增益發(fā)光材料產(chǎn)生吸光層可吸收的光子，實(shí)現(xiàn)自增益發(fā)光材料與放射性同位素材料的協(xié)同增益，更有效地提高光伏組件電流水平。進(jìn)一步地，基于放射性同位素材料產(chǎn)生高能射線(xiàn)的持續(xù)性，可以持續(xù)地實(shí)現(xiàn)前述協(xié)同作用。

20、基于本技術(shù)任意合適的實(shí)施方式，進(jìn)一步地，在一些實(shí)施方式中，所述第二電極為透明電極，在所述封裝膠層中，所述自增益發(fā)光材料和所述放射性同位素材料的質(zhì)量比為(0.5～20):1，可選為(1～5):1，進(jìn)一步可選為(1.5～2.5):1。

21、通過(guò)調(diào)節(jié)自增益發(fā)光材料和放射性同位素材料在封裝膠層中的質(zhì)量比在上述合適的范圍，可以更好地發(fā)揮兩種自增益發(fā)光材料和放射性同位素材料之間的協(xié)同增益作用，可實(shí)現(xiàn)更高的電流水平并可提高光電轉(zhuǎn)換效率，還可實(shí)現(xiàn)暗態(tài)下發(fā)電。

22、基于本技術(shù)任意合適的實(shí)施方式，進(jìn)一步地，在一些實(shí)施方式中，所述自增益發(fā)光材料在所述封裝膠層中的質(zhì)量百分比為0.01％～10％，可選為0.05％～10％，進(jìn)一步可選為0.1％～5％，更進(jìn)一步可選為0.5％～1％。

23、通過(guò)調(diào)節(jié)自增益發(fā)光材料在封裝膠層中的質(zhì)量百分比，可以調(diào)節(jié)自增益發(fā)光材料對(duì)電流水平和光電轉(zhuǎn)換效率的增益程度。通過(guò)將自增益發(fā)光材料在封裝膠層中的質(zhì)量百分比調(diào)控在前述的范圍內(nèi)，有利于兼顧性能改善和制備成本。

24、基于本技術(shù)任意合適的實(shí)施方式，進(jìn)一步地，在一些實(shí)施方式中，所述自增益發(fā)光材料包括上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料和下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料中的至少一種。

25、在封裝膠層中，自增益發(fā)光材料可以包括上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料和下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料中的至少一種，其中，上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料可以吸收長(zhǎng)波段、低能量的光子并轉(zhuǎn)換成吸光層能夠吸收的光波段的光子，下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料可以吸收短波段、高能量的光子并轉(zhuǎn)換成吸光層能夠吸收的光波段的光子，從而可以提高對(duì)太陽(yáng)光的利用率，可提高光伏組件電流水平。

26、基于本技術(shù)任意合適的實(shí)施方式，進(jìn)一步地，在一些實(shí)施方式中，所述自增益發(fā)光材料包括上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料和下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料；

27、可選地，在所述封裝膠層中，所述上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料與所述下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的質(zhì)量比為1：15至15：1，進(jìn)一步可選為1：10至10：1，更進(jìn)一步可選為4:6至6:4，更進(jìn)一步可選為1：(0.95～1.05)，更進(jìn)一步可選為1：1。

28、通過(guò)使用同時(shí)包括上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料和下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的自增益發(fā)光材料，可以同時(shí)利用長(zhǎng)波段、低能量的光子及短波段、高能量的光子，使得吸光層可利用更寬波段的光子，從而可以更好地提高對(duì)太陽(yáng)光的利用率，提高光電轉(zhuǎn)換效率，還有利于進(jìn)一步提高光伏組件電流水平。

29、可以通過(guò)調(diào)節(jié)封裝膠層中上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料與下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的質(zhì)量比，更好地匹配吸光層的可吸收波段，從而更加有效地提高對(duì)太陽(yáng)光的利用率。

30、基于本技術(shù)任意合適的實(shí)施方式，進(jìn)一步地，在一些實(shí)施方式中，在所述封裝膠層中，所述上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、所述下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料與所述放射性同位素材料的質(zhì)量比為(0.1～15)：(0.1～15)：1，可選為(0.5～10)：(0.5～10)：1，進(jìn)一步可選為(1～10)：(1～10)：1，更進(jìn)一步可選為(0.95～1.05)：(0.95～1.05)：1，更進(jìn)一步可選為1：1：1。

31、可以在封裝膠層中同時(shí)設(shè)置放射性同位素材料、上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料和下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，此時(shí)，可以利用放射性同位素材料增益吸光層中的輻生載流子數(shù)量，提高電流水平，還可實(shí)現(xiàn)在暗態(tài)下發(fā)電，還可以利用上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料吸收長(zhǎng)波段、低能量的光子并轉(zhuǎn)換成吸光層能夠吸收的光波段的光子，并利用下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料吸收短波段、高能量的光子并轉(zhuǎn)換成吸光層能夠吸收的光波段的光子，提高光電轉(zhuǎn)換效率，此外，還可以利用放射性同位素材料衰變產(chǎn)生的高能射線(xiàn)激發(fā)自增益發(fā)光材料產(chǎn)生吸光層可吸收的光子實(shí)現(xiàn)協(xié)同增益，從而可以多維度提高光伏組件電流水平，還可以使光伏組件在暗態(tài)下工作，并可以提高光電轉(zhuǎn)換效率。

32、基于本技術(shù)任意合適的實(shí)施方式，進(jìn)一步地，在一些實(shí)施方式中，在所述封裝膠層中，所述自增益發(fā)光材料滿(mǎn)足如下特征中的一個(gè)或多個(gè)：

33、所述上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料包括下述上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料中的一種或多種：naluf4、nagdf4、naybf4、naygd、naylu、naynd、nagd(wo4)2、lierf4、bayf5、baluf5、bagdf5、bayb2f8、cas、lila(moo4)2、gd2o3、zryo、yaio、cawo4及4czipn、硫雜蒽酮和三苯胺，前述任一種材料摻雜稀土元素構(gòu)成的改性材料，以及前述任一種材料衍生而成的上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料；其中，所述稀土元素包括yb、er、tm、eu、sm、bi和ho中的一種或多種；

34、所述下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料包括熒光材料和磷光材料中的一種或多種。

35、基于本技術(shù)任意合適的實(shí)施方式，進(jìn)一步地，在一些實(shí)施方式中，在所述封裝膠層中，所述自增益發(fā)光材料滿(mǎn)足如下特征中的一個(gè)或多個(gè)：

36、所述熒光材料包括下述下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料中的一種或多種：核黃素、異硫氰酸熒光素、羅丹明類(lèi)化合物、藻紅蛋白、銥配合物、稀土元素配合物、聚芴類(lèi)化合物、香豆素類(lèi)化合物、萘酰亞胺類(lèi)化合物、三并苯或更高級(jí)并苯類(lèi)化合物、熒光素類(lèi)化合物、氟硼二吡咯類(lèi)化合物、試鹵靈類(lèi)化合物、吡唑啉類(lèi)化合物、三苯胺類(lèi)化合物、咔唑類(lèi)化合物、綠色熒光蛋白、二胺類(lèi)熒光化合物、鈣鈦礦發(fā)光納米材料、熱活化延遲熒光類(lèi)化合物和三價(jià)稀土鑭系元素的螯合物，任一種前述化合物衍生而成的熒光材料，以及前述化合物共聚而成的熒光材料；其中，所述更高級(jí)并苯類(lèi)化合物指具有至少4個(gè)苯環(huán)稠合而成的稠合環(huán)的并苯類(lèi)化合物；

37、所述磷光材料包括基質(zhì)和激活劑，所述基質(zhì)包括基于第ⅱ族金屬的硫化物、氧化物、硒化物、氟化物、磷酸鹽、硅酸鹽和鎢酸鹽中的一種或多種，所述激活劑包括重金屬，所述重金屬包括au、cu、mn、ag、bi、pb和稀土金屬中的一種或多種。

38、基于本技術(shù)任意合適的實(shí)施方式，進(jìn)一步地，在一些實(shí)施方式中，所述封裝膠層包括所述放射性同位素材料、所述上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料和所述下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料；所述封裝膠層滿(mǎn)足如下特征中的一項(xiàng)或多項(xiàng)：

39、所述封裝膠層包括放射性同位素材料，所述放射性同位素材料包括63ni元素；

40、所述封裝膠層包括上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，可選地，所述上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料包括naygd:er；其中，naygd:er是naygd與er的摩爾比為1:1的配位物；

41、所述封裝膠層包括下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，所述下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料包括羅丹明類(lèi)化合物，可選地，所述下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料包括四乙基羅丹明和四甲基異硫氰酸羅丹明中至少一種，進(jìn)一步可選地，所述下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料包括四乙基羅丹明。

42、可選擇任意合適的上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料和下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料中一種或多種來(lái)提供自增益發(fā)光材料，不同種類(lèi)的自增益發(fā)光材料之間還可以進(jìn)行任意合適的組合，從而更好地匹配吸光層的可吸收波段。

43、基于本技術(shù)任意合適的實(shí)施方式，進(jìn)一步地，在一些實(shí)施方式中，所述第二電極為非透明電極，可選為金屬電極。

44、第二電極為非透明電極時(shí)，例如第二電極為金屬電極時(shí)，通過(guò)在封裝膠層中設(shè)置放射性同位素材料，放射性同位素材料衰變產(chǎn)生的高能射線(xiàn)能夠穿透第二電極而作用于吸光層，激發(fā)電子-空穴對(duì)，增益輻生載流子數(shù)量，提高電池層及光伏組件的電流水平。此外，放射性同位素材料可以在暗態(tài)下產(chǎn)生高能射線(xiàn)，因此可以實(shí)現(xiàn)在暗態(tài)下發(fā)電，拓寬光伏組件的應(yīng)用環(huán)境，使光伏組件可以在暗態(tài)下工作。

45、基于本技術(shù)任意合適的實(shí)施方式，進(jìn)一步地，在一些實(shí)施方式中，所述吸光層包括鈣鈦礦物質(zhì)、硅、銅銦鎵硒、碲化鎘、銅鋅錫硫和砷化鎵中的至少一種半導(dǎo)體材料。

46、光伏組件可以采用任意合適的機(jī)理將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，相應(yīng)地，吸光層可以使用任意合適的半導(dǎo)體材料。

47、基于本技術(shù)任意合適的實(shí)施方式，進(jìn)一步地，在一些實(shí)施方式中，所述光電轉(zhuǎn)換層包括吸光層，還包括第一電荷傳輸層和第二電荷傳輸層，所述第一電荷傳輸層位于所述吸光層和所述第一電極之間，所述第二電荷傳輸層位于所述吸光層和所得第二電極之間；

48、所述第一電荷傳輸層和所述第二電荷傳輸層中一個(gè)為電子傳輸層，另一個(gè)為空穴傳輸層。

49、封裝膠層既可以設(shè)置于電子傳輸層一側(cè)，也可以設(shè)置于空穴傳輸層一側(cè)。

50、在本技術(shù)的第二方面，提供一種太陽(yáng)能電池，其包括本技術(shù)第一方面所述光伏組件。

51、在本技術(shù)的第三方面，提供一種用電裝置，其包括本技術(shù)第一方面所述光伏組件和本技術(shù)第二方面所述太陽(yáng)能電池中的至少一種。

52、對(duì)于包括前述光伏組件的太陽(yáng)能電池和用電裝置，均在電池層的封裝膠層中設(shè)置有放射性同位素材料，不論第二電極為透明電極，還是非透明電極(如金屬電極)，均可利用放射性同位素材料產(chǎn)生的高能射線(xiàn)作用于吸光層，從而提高電池層電流水平。當(dāng)封裝膠層中還設(shè)置有自增益發(fā)光材料時(shí)，還可以提高對(duì)太陽(yáng)光的利用率，提高光電轉(zhuǎn)換效率和光伏組件電流水平，而且還可以利用放射性同位素材料和自增益發(fā)光材料的協(xié)同作用，進(jìn)一步提高光伏組件電流水平。此外，放射性同位素材料的前述作用發(fā)揮還具有持續(xù)性。

53、在本技術(shù)的第四方面，提供一種光伏組件的制備方法，其包括如下步驟：

54、提供電池層，其中，所述電池層包括依次設(shè)置的第一電極、光電轉(zhuǎn)換層和第二電極；所述光電轉(zhuǎn)換層包括吸光層；

55、于所述第二電極背離所述光電轉(zhuǎn)換層的一側(cè)的表面上層疊封裝膠層，其中，所述封裝膠層如本技術(shù)第一方面中所定義。

56、從制備工藝角度，可以在制備好包括第一電極、光電轉(zhuǎn)換層和第二電極的電池層后，再向第二電極背離光電轉(zhuǎn)換層的一側(cè)的表面上層疊前述的光增益型封裝膠層。

57、在本技術(shù)的第五方面，提供一種封裝膠膜，其為本技術(shù)第一方面中所述封裝膠層。

58、在本技術(shù)的第六方面，提供本技術(shù)第一方面所述光伏組件、或本技術(shù)第二方面所述太陽(yáng)能電池、或本技術(shù)第三方面所述用電裝置、或本技術(shù)第四方面所述的制備方法制備得到的光伏組件、或本技術(shù)第五方面所述封裝膠膜在光伏發(fā)電中的應(yīng)用。

59、本技術(shù)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)在下面的附圖和描述中提出。本技術(shù)的其他特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將從說(shuō)明書(shū)、附圖以及權(quán)利要求書(shū)變得明顯。