專(zhuān)利名稱(chēng)：利用半導(dǎo)體量子點(diǎn)制造彩色太陽(yáng)電池的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電材料領(lǐng)域，尤其涉及了一種制造彩色太陽(yáng)電池(即彩色太陽(yáng)能電 池)的方法。
背景技術(shù)：
能源是社會(huì)經(jīng)濟(jì)的重要支撐，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，能源問(wèn)題越來(lái)越受到人們的 高度關(guān)注。目前，人們所需能源的很大一部分來(lái)源于化石能源，但是化石燃料燃燒過(guò)程中所 造成的環(huán)境污染和溫室效應(yīng)以及其日趨枯竭的蘊(yùn)藏量，正在制約著人們的生產(chǎn)和生活。建 筑能耗在人們所消耗能源中占相當(dāng)大的比例，據(jù)專(zhuān)家預(yù)計(jì)，到2020年，建筑能耗將占總能 耗的30%，并呈現(xiàn)上升的勢(shì)頭。為了緩解能源和環(huán)境壓力，人們積極尋求可再生能源，這其 中太陽(yáng)能最受青睞。太陽(yáng)能以其清潔、蘊(yùn)藏量巨大、可持續(xù)性和便利等特點(diǎn)成為過(guò)去幾十年 來(lái)重點(diǎn)研究和發(fā)展的對(duì)象，整個(gè)世界的太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)也隨之得到迅猛的發(fā)展，而太陽(yáng)能光伏 產(chǎn)業(yè)是太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)中最重要的一部分。將太陽(yáng)能的發(fā)展和建筑相結(jié)合成為解決當(dāng)前建筑能 耗問(wèn)題的重要舉措。但是這兩者的結(jié)合并非易事。太陽(yáng)電池利用光生伏特效應(yīng)將光能直接轉(zhuǎn)化為電 能，而太陽(yáng)電池表面的顏色通常為黑色、藍(lán)色、藍(lán)黑色和紅褐色，這些顏色單調(diào)而且非常暗 淡。建筑美學(xué)要求建筑既能滿足人們生產(chǎn)生活的必備需求，又能滿足人們對(duì)優(yōu)雅、舒適怡人 環(huán)境的追求；既壯美又秀美；既富有線條之美，又富有韻律節(jié)奏之美；要求人們?cè)谡w設(shè)計(jì) 布局時(shí)既能夠做到構(gòu)化一新、壯麗動(dòng)人、色彩絢麗，又能夠使得各個(gè)部分相互協(xié)調(diào)。太陽(yáng)電 池本身的色彩缺陷與人們對(duì)建筑美學(xué)的需求之間存在矛盾，這要求人們?cè)趯⑻?yáng)能與建筑 相結(jié)合時(shí)，一方面需要保存太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換功能，另一方面必須采取措施，使其符合人 們對(duì)感觀的美學(xué)要求。為了解決建筑美學(xué)方面的問(wèn)題，人們積極進(jìn)行了工藝的改進(jìn)，設(shè)計(jì)了幾種彩色太 陽(yáng)電池的制造方案。這其中最常用的是通過(guò)改變減反射層的厚度來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)減反射層的厚度被調(diào)整 到所需顏色的半波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，就能獲得相應(yīng)顏色的太陽(yáng)電池片，但是這種工藝存在三 方面的問(wèn)題(1)工藝調(diào)整所造成的制造成本上升；(2)呈現(xiàn)某種顏色的太陽(yáng)電池不能吸收 該種顏色的太陽(yáng)光，這會(huì)使得太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率下降；(3)可塑性不強(qiáng)，在同一太陽(yáng) 電池片的不同區(qū)域制造出不同的顏色時(shí)，難度非常大。有的公司選擇在太陽(yáng)電池的頂部設(shè)置一層彩色并且透明的材料。這種方法的問(wèn) 題在于很難保證材料彩色的鮮艷程度和入射太陽(yáng)光的透過(guò)程度都很好，可能會(huì)出現(xiàn)兩種情 況(1)太陽(yáng)光的穿透程度很高，對(duì)太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率的影響很少，但是其彩色顯然不能 滿足人們對(duì)建筑美學(xué)的需求。(2)太陽(yáng)光的穿透程度不高，太陽(yáng)電池色彩鮮艷，能滿足人們 對(duì)建筑美學(xué)的需求，但是對(duì)太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率有不利的影響。公開(kāi)號(hào)為CN1452790A的荷蘭阿克佐諾貝爾有限公司的專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)岢隽颂岢隽艘?種彩色太陽(yáng)電池的制造工藝，其方法是在太陽(yáng)電池片不產(chǎn)生能量的區(qū)域覆蓋彩色染料。但是在如此有限的區(qū)域進(jìn)行電池片的彩色設(shè)計(jì)，既難保證彩色的鮮艷程度，也難符合建筑美 學(xué)中色彩多樣性的要求。除此之外，彩色染料的穩(wěn)定性差，很難保證符合長(zhǎng)期使用的要求
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種成本低、工藝簡(jiǎn)單的彩色太陽(yáng)電池(即彩色太陽(yáng)能電池)制造 方法，得到的彩色太陽(yáng)電池性能穩(wěn)定。一種利用半導(dǎo)體量子點(diǎn)制造彩色太陽(yáng)電池的方法，包括玻璃蓋板、乙烯_醋酸乙 烯酯共聚物層、電池片以及位于電池片下方的保護(hù)材料層的制備，其特征在于，在所述的玻 璃蓋板的下表面、所述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物層的表面或電池片的上表面，涂覆由半 導(dǎo)體量子點(diǎn)分散在有機(jī)溶劑中形成的墨水，有機(jī)溶劑揮發(fā)后，形成均勻覆蓋的半導(dǎo)體量子 點(diǎn)層，再通過(guò)光子的激發(fā)，使半導(dǎo)體量子點(diǎn)層發(fā)光形成太陽(yáng)電池呈現(xiàn)色彩區(qū)域；再進(jìn)行封 裝。所述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物層的表面可以為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物層的上 表面，也可以為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物層的下表面。本發(fā)明通過(guò)在太陽(yáng)電池相應(yīng)的層上覆蓋半導(dǎo)體量子點(diǎn)層，再通過(guò)光子的激發(fā)，使 半導(dǎo)體量子點(diǎn)層發(fā)光，形成太陽(yáng)電池呈現(xiàn)色彩的區(qū)域。本發(fā)明利用半導(dǎo)體量子點(diǎn)的發(fā)光特性，通過(guò)覆蓋的區(qū)域和覆蓋的厚度的調(diào)整，得 到彩色太陽(yáng)電池。太陽(yáng)電池表面的半導(dǎo)體量子點(diǎn)層化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可以在溫度、濕度等條件 比較苛刻的場(chǎng)所使用。不僅如此，通過(guò)光子的激發(fā)，半導(dǎo)體量子點(diǎn)層的光致發(fā)光效率非常高。優(yōu)選的發(fā)光 效率大于15%。本發(fā)明中所述的光致發(fā)光是指半導(dǎo)體量子點(diǎn)受到能量比較高的光子激發(fā)時(shí)，半導(dǎo) 體量子點(diǎn)吸收入射光子的能量，價(jià)帶中的電子被激發(fā)進(jìn)入導(dǎo)帶，相應(yīng)地在價(jià)帶產(chǎn)生空穴，從 而產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。導(dǎo)帶中的高能電子經(jīng)過(guò)馳豫后會(huì)與價(jià)帶中的空穴發(fā)生輻射復(fù)合，從 而產(chǎn)生能量與該量子點(diǎn)的禁帶寬度相同的光子。本發(fā)明中一般要求單個(gè)激發(fā)光子的能量大于3電子伏特(eV)。實(shí)際應(yīng)用中，紫外 燈是最常用的激發(fā)光子發(fā)射設(shè)備。覆蓋在太陽(yáng)電池片上面的半導(dǎo)體量子點(diǎn)只是與太陽(yáng)電池片在光學(xué)上進(jìn)行了耦合， 不會(huì)影響太陽(yáng)電池的電學(xué)輸出。根據(jù)半導(dǎo)體量子點(diǎn)的種類(lèi)和有效尺寸不同，可以實(shí)現(xiàn)光致發(fā)光從紅光，橙光，黃 光，綠光，藍(lán)光，靛光，到紫光可調(diào)，依據(jù)半導(dǎo)體量子點(diǎn)的光致發(fā)光譜，并按照彩色(RGB)的 調(diào)制原理，將光致發(fā)光分別為紅、綠、藍(lán)或者為紅、黃、藍(lán)的半導(dǎo)體量子點(diǎn)按一定的比例混 合，在激發(fā)光子的輻照下就可以得到任何顏色的光。半導(dǎo)體量子點(diǎn)的平均尺寸為1-10納米，尺寸分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差小于平均尺寸的 30%。本發(fā)明中，半導(dǎo)體量子點(diǎn)的光致發(fā)光可以持續(xù)進(jìn)行，不會(huì)出現(xiàn)如彩色染料中的彩 色失效現(xiàn)象?？梢员徊捎玫陌雽?dǎo)體量子點(diǎn)種類(lèi)很多，對(duì)于第四主族元素(IVA)的單質(zhì)或者合 金，如硅量子點(diǎn)(Si-QD)可以采取冷等離子體法合成，該合成方法可以參見(jiàn)中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN101559946A，也可以采用球磨法等其他方法；對(duì)于第二副族和第六主族元素(IIB-VIA) 的化合物半導(dǎo)體量子點(diǎn)，如硒化鎘量子點(diǎn)(CdSe-QD)通常采用水相法或者油相法合成；對(duì) 于第三主族和第五主族元素(IIIA-VA)的化合物半導(dǎo)體量子點(diǎn)，如磷化銦量子點(diǎn)(InP-QD) 可以采用溶膠凝膠法和低溫化學(xué)法等方法合成。本發(fā)明中，將獲得的半導(dǎo)體量子點(diǎn)溶解于有機(jī)溶劑中，所選的有機(jī)溶劑可以是某 種單一溶劑，也可以是幾種溶劑按一定的比例混合而得到的混合液。溶有半導(dǎo)體量子點(diǎn)的 溶液稱(chēng)為墨水。
有機(jī)溶劑，選擇時(shí)要考慮其穩(wěn)定性、揮發(fā)性和溶解性，一方面所選用的溶劑不能 與所述的半導(dǎo)體量子點(diǎn)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，要有一定的穩(wěn)定性；另一方面所選用的溶劑的揮發(fā) 性要適宜，另外，還要有利于半導(dǎo)體量子點(diǎn)的分散。例如，對(duì)于硅量子點(diǎn)而言，作為優(yōu)選， 有機(jī)溶劑可以采用乙酸乙酯(CH3C( = 0)OCH2CH3)和丙酮(CH3C( = 0)CH3)的混合溶液，當(dāng) CH3C ( = 0) OCH2CH3與CH3C ( = 0) CH3體積比為300 1 220，此時(shí)硅量子點(diǎn)的分散效果較 好。本發(fā)明中，可以利用有機(jī)物對(duì)半導(dǎo)體量子點(diǎn)進(jìn)行表面改性，依靠親水基團(tuán)和疏水 基團(tuán)的作用，實(shí)現(xiàn)量子點(diǎn)在溶劑中的均勻分散。這有利于保證在太陽(yáng)電池上方區(qū)域，半導(dǎo)體 量子點(diǎn)能夠均勻地覆蓋表面。由于墨水中的溶劑最終需要揮發(fā)，所以墨水中半導(dǎo)體量子點(diǎn)的濃度一般為0. 1 50g/L?，F(xiàn)有技術(shù)中太陽(yáng)電池封裝時(shí)，將玻璃蓋板、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)層、電 池片以及位于電池片下方的保護(hù)層材料按自上向下的順序依次封裝。當(dāng)半導(dǎo)體量子點(diǎn)覆蓋在電池片的上表面或EVA層的下表面時(shí)，半導(dǎo)體量子點(diǎn)層位 于電池片和EVA層之間，這樣，從入射光一側(cè)開(kāi)始，其封裝結(jié)構(gòu)依次由鋼化玻璃、EVA、半導(dǎo) 體量子點(diǎn)層、太陽(yáng)電池片、保護(hù)材料層組成，保護(hù)材料層可以由EVA和鋼化玻璃或者EVA和 TPT (復(fù)合氟塑料膜)構(gòu)成。當(dāng)半導(dǎo)體量子點(diǎn)覆蓋在EVA層的上表面或玻璃蓋板的下表面，半導(dǎo)體量子點(diǎn)層位 于EVA層和玻璃蓋板之間，這樣，從入射光一側(cè)開(kāi)始，其封裝結(jié)構(gòu)依次由鋼化玻璃、半導(dǎo)體 量子點(diǎn)層、EVA、太陽(yáng)電池片、保護(hù)材料層組成，保護(hù)材料層可以由EVA和鋼化玻璃或者EVA 和TPT (復(fù)合氟塑料膜)構(gòu)成。這樣，就可以在太陽(yáng)電池封裝的不同階段，將半導(dǎo)體量子點(diǎn)層覆蓋在指定的位置。作為優(yōu)選，半導(dǎo)體量子點(diǎn)覆蓋在EVA層的上表面或玻璃蓋板的下表面，所述的半 導(dǎo)體量子點(diǎn)層位于EVA層和玻璃蓋板之間，這樣在利用光子激發(fā)半導(dǎo)體量子點(diǎn)層時(shí)，由于 EVA層位于半導(dǎo)體量子點(diǎn)層的下方，高能光子在進(jìn)入EVA層之前被半導(dǎo)體量子點(diǎn)有效地吸 收了，降低了高能光子對(duì)EVA的損害。本發(fā)明中，半導(dǎo)體量子點(diǎn)覆蓋的方式有多種，可以采用絲網(wǎng)印刷、滴液涂覆、噴射 涂覆、噴墨印刷、真空涂覆、旋轉(zhuǎn)涂覆、對(duì)流涂覆以及毛刷涂覆。本發(fā)明中，色彩的鮮艷明亮程度可以通過(guò)改變半導(dǎo)體量子點(diǎn)的光致發(fā)光效率來(lái)實(shí) 現(xiàn)。半導(dǎo)體量子點(diǎn)的表面態(tài)越少，其光致發(fā)光的效率會(huì)越高，相應(yīng)顏色的鮮艷明亮程度就越 高。減小表面態(tài)的方法是對(duì)其表面進(jìn)行鈍化。色彩的鮮艷明亮程度還可以通過(guò)改變半導(dǎo)體量子點(diǎn)層的厚度來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)半導(dǎo)體量子點(diǎn)的不同尺寸，必須控制好半導(dǎo)體量子點(diǎn)層的厚度。半導(dǎo)體量子點(diǎn)層太厚了，會(huì)使入射 的太陽(yáng)光無(wú)法到達(dá)太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換區(qū)，這樣會(huì)影響太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率；半導(dǎo)體 量子點(diǎn)層太薄了，則會(huì)使得在高能光子輻照下發(fā)光強(qiáng)度不夠。半導(dǎo)體量子點(diǎn)層的厚度一般在1-300納米。此時(shí)既保證了發(fā)光的強(qiáng)度，也保證了 太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明中，利用半導(dǎo)體量子點(diǎn)制造彩色太陽(yáng)電池的方法可以應(yīng)用于單晶硅、多晶 硅、非晶硅、微晶硅、銅銦硒、銅銦硫、銅銦鎵硒、碲化鎘等太陽(yáng)電池。本發(fā)明還提供了采用如上所述的方法制備得到的彩色太陽(yáng)電池及其應(yīng)用。本發(fā)明的彩色太陽(yáng)電池可以作為發(fā)電裝置，與蓄電裝置、高能光子產(chǎn)生裝置和相 應(yīng)的控制系統(tǒng)組成一個(gè)整體，根據(jù)人們的審美需求，呈現(xiàn)不同的美學(xué)效果。適合應(yīng)用于景區(qū) 的裝飾、特殊建筑和居民建筑的景觀設(shè)計(jì)。本發(fā)明的彩色太陽(yáng)電池尤其適合用在節(jié)能型夜 間景觀裝置中，在紫外燈的高能光子輻照下，呈現(xiàn)出不同的顏色；同時(shí)，紫外燈的部分高能 光子被彩色太陽(yáng)電池吸收轉(zhuǎn)換成電能而輸出。本發(fā)明中，既可以對(duì)單片的太陽(yáng)電池進(jìn)行彩色圖案設(shè)計(jì)，也可以對(duì)整個(gè)太陽(yáng)電池 組件進(jìn)行彩色圖案設(shè)計(jì)。


圖1為硅量子點(diǎn)覆蓋在太陽(yáng)電池片表面，經(jīng)過(guò)封裝后的電池組件結(jié)構(gòu)圖。圖2為硅量子點(diǎn)覆蓋在EVA的上表面，經(jīng)過(guò)封裝后的電池組件結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1將硅烷和氬氣的混合氣體經(jīng)氣路輸送至等離子腔，混合氣體在13. 56MHz的射頻 電源的激發(fā)下形成等離子體，硅烷分子經(jīng)裂解失去氫原子后，硅原子聚集成核并長(zhǎng)大，得到 硅量子點(diǎn)，其平均尺寸約為4. 5納米，硅量子點(diǎn)的尺寸分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差為平均尺寸的10%。測(cè)試所獲得的硅量子點(diǎn)在波長(zhǎng)為325納米的激光激發(fā)下的發(fā)光峰位和發(fā)光效率， 得到其發(fā)光峰位在780納米左右，發(fā)光效率約為30%。把硅量子點(diǎn)溶于乙酸乙酯和丙酮的混合溶液，乙酸乙酯和丙酮的體積比為3 1， 配得的墨水的濃度為4g/L。取一塊多晶硅太陽(yáng)電池片，尺寸為156X156毫米。對(duì)正面的電極進(jìn)行保護(hù)(防止 墨水旋涂到電極上)，將太陽(yáng)電池正面朝上置于旋涂?jī)x的樣品臺(tái)上。將硅墨水置于太陽(yáng)電池 片的上表面進(jìn)行旋涂。轉(zhuǎn)速為lOOOrpm，時(shí)間為30秒，待混合的有機(jī)溶劑揮發(fā)后，使硅量子 點(diǎn)均勻涂覆在太陽(yáng)電池表面。旋涂后得到硅量子點(diǎn)層厚度為180納米的太陽(yáng)電池片，然后將電池片進(jìn)行封裝。其封裝結(jié)構(gòu)如圖1所示，從入射光一側(cè)開(kāi)始，依次為鋼化玻璃1、EVA層2、半導(dǎo)體 量子點(diǎn)層3、太陽(yáng)電池片4和保護(hù)材料層，保護(hù)材料層由EVA5和鋼化玻璃6組成。利用高能量光子作為入射的激發(fā)光子7輻照太陽(yáng)電池，半導(dǎo)體量子點(diǎn)層3上的半 導(dǎo)體量子點(diǎn)進(jìn)行光致發(fā)光，硅量子點(diǎn)層區(qū)域發(fā)出紅色光，這也符合之前所檢測(cè)的硅量子點(diǎn) 的發(fā)光峰位。
實(shí)施例2將硅烷和氬氣的混合氣體經(jīng)氣路輸送至等離子腔，混合氣體在13. 56MHz的射頻 電源的激發(fā)下形成等離子體，硅烷分子經(jīng)裂解失去氫原子后，硅原子聚集成核并長(zhǎng)大，得到 硅量子點(diǎn)，其有效平均尺寸約為2. 7納米，硅量子點(diǎn)的尺寸分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差為平均尺寸的 25%。測(cè)試所獲得的硅量子點(diǎn)在波長(zhǎng)為325納米的激光激發(fā)下的發(fā)光峰位和發(fā)光效率， 得到其發(fā)光峰位在590納米左右，發(fā)光效率約為20%。把硅量子點(diǎn)溶于乙酸乙酯和丙酮的混合溶液，乙酸乙酯和丙酮的體積比為5 2， 配得的墨水的濃度為10g/L。取一個(gè)多晶硅太陽(yáng)電池片，尺寸為156X156毫米。對(duì)正面的電極進(jìn)行保護(hù)(防止 墨水旋涂到電極上)，將太陽(yáng)電池正面朝上置于旋涂?jī)x的樣品臺(tái)上。將硅墨水置于太陽(yáng)電池 片的上表面進(jìn)行旋涂。轉(zhuǎn)速為1500rpm，時(shí)間為30秒，待混合的有機(jī)溶劑揮發(fā)后，使硅量子 點(diǎn)均勻涂覆在太陽(yáng)電池表面。旋涂后得到硅量子點(diǎn)層厚度為150納米的太陽(yáng)電池片，然后將電池片進(jìn)行封裝。
利用高能量光子輻照太陽(yáng)電池表面，硅量子點(diǎn)層區(qū)域發(fā)出黃色光，這也符合之前 所檢測(cè)的硅量子點(diǎn)的發(fā)光峰位。實(shí)施例3將硅烷和氬氣的混合氣體經(jīng)氣路輸送至等離子腔，混合氣體在13. 56MHz的射頻 電源的激發(fā)下形成等離子體，硅烷分子經(jīng)裂解失去氫原子后，硅原子聚集成核并長(zhǎng)大，得到 硅量子點(diǎn)，其平均尺寸約為4. 5納米，硅量子點(diǎn)的尺寸分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差為平均尺寸的10%。測(cè)試所獲得的硅量子點(diǎn)在波長(zhǎng)為325納米的激光激發(fā)下的發(fā)光峰位和發(fā)光效率， 得到其發(fā)光峰位在780納米左右，發(fā)光效率約為30%。把硅量子點(diǎn)溶于乙酸乙酯和丙酮的混合溶液，乙酸乙酯和丙酮的體積比為3 1， 配得的墨水的濃度為4g/L。取一張EVA膜，采用對(duì)流涂覆的方式將硅墨水均勻覆蓋在EVA膜上表面，待混合的 有機(jī)溶劑揮發(fā)后，實(shí)驗(yàn)硅量子點(diǎn)在太陽(yáng)電池上方的EVA的上表面均勻覆蓋。得到硅量子點(diǎn)層厚度為180納米的EVA膜，然后將得到的EVA膜用于太陽(yáng)電池封裝。其封裝結(jié)構(gòu)如圖2所示，從入射光一側(cè)開(kāi)始，依次為鋼化玻璃1'、半導(dǎo)體量子點(diǎn) 2'、EVA層3'、太陽(yáng)電池片4'和保護(hù)材料層，保護(hù)材料層由EVA5'和TPT(復(fù)合氟塑料 膜)6'組成。利用高能量光子作為入射的激發(fā)光子7'輻照太陽(yáng)電池，半導(dǎo)體量子點(diǎn)層3上的 半導(dǎo)體量子點(diǎn)進(jìn)行光致發(fā)光，硅量子點(diǎn)層區(qū)域發(fā)出紅色光，通過(guò)對(duì)比表明，發(fā)出的紅光效率 比覆蓋在太陽(yáng)電池片表面時(shí)高出15%。
權(quán)利要求
一種利用半導(dǎo)體量子點(diǎn)制造彩色太陽(yáng)電池的方法，包括玻璃蓋板、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物層、電池片以及位于電池片下方的保護(hù)材料層的制備，其特征在于，在所述的玻璃蓋板的下表面、所述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物層的表面或電池片的上表面，涂覆由半導(dǎo)體量子點(diǎn)分散在有機(jī)溶劑中形成的墨水，有機(jī)溶劑揮發(fā)后，形成均勻覆蓋的半導(dǎo)體量子點(diǎn)層，再通過(guò)光子的激發(fā)，使半導(dǎo)體量子點(diǎn)層發(fā)光形成太陽(yáng)電池呈現(xiàn)色彩區(qū)域；再進(jìn)行封裝。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于半導(dǎo)體量子點(diǎn)的平均尺寸為1-10納米，尺 寸分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差小于平均尺寸的30%。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于用于激發(fā)半導(dǎo)體量子點(diǎn)的單個(gè)光子能量大 于3電子伏特。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的乙烯_醋酸乙烯酯共聚物層的表面 為乙烯_醋酸乙烯酯共聚物層的上表面或下表面。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在所述的玻璃蓋板的下表面或乙烯_醋酸 乙烯酯共聚物層的上表面，涂覆由半導(dǎo)體量子點(diǎn)分散在有機(jī)溶劑中形成的墨水，有機(jī)溶劑 揮發(fā)后，形成均勻覆蓋的半導(dǎo)體量子點(diǎn)層。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于采用絲網(wǎng)印刷、滴液涂覆、噴墨印刷，真空涂 覆、旋轉(zhuǎn)涂覆、對(duì)流涂覆或毛刷涂覆的方式將半導(dǎo)體量子點(diǎn)覆蓋在太陽(yáng)電池需要呈現(xiàn)色彩 的區(qū)域。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的墨水中的半導(dǎo)體量子點(diǎn)的溶度為 0. 1 50g/L。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的覆蓋在太陽(yáng)電池所需呈現(xiàn)色彩區(qū)域 的半導(dǎo)體量子點(diǎn)層的厚度為1 300納米。
9.如權(quán)利要求1 8任一所述的方法制得的彩色太陽(yáng)電池。
10.如權(quán)利要求9所述的彩色太陽(yáng)電池在節(jié)能型夜間景觀裝置中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用半導(dǎo)體量子點(diǎn)制造彩色太陽(yáng)電池的方法，包括玻璃蓋板、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物層、電池片以及位于電池片下方的保護(hù)材料層的制備，其特征在于，在所述的玻璃蓋板的下表面、所述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物層的表面或電池片的上表面，涂覆由半導(dǎo)體量子點(diǎn)分散在有機(jī)溶劑中形成的墨水，有機(jī)溶劑揮發(fā)后，形成均勻覆蓋的半導(dǎo)體量子點(diǎn)層，再通過(guò)光子的激發(fā)，使半導(dǎo)體量子點(diǎn)層發(fā)光形成太陽(yáng)電池呈現(xiàn)色彩區(qū)域；再進(jìn)行封裝。采用本發(fā)明的方法制得的彩色太陽(yáng)電池尤其適合用在節(jié)能型夜間景觀裝置中，可以在紫外燈的輻照下呈現(xiàn)出不同的顏色；同時(shí)，吸收部分高能光子轉(zhuǎn)換成電能而輸出。
文檔編號(hào)H01L31/18GK101887931SQ20101021293
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月28日
發(fā)明者李慶, 楊德仁, 皮孝東 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)