專利名稱:可夜間工作的太陽能電池的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種太陽能利用的技術,特別涉及一種可夜間工作的太陽能電池。
背景技術:
伴隨著社會經(jīng)濟高速發(fā)展的同時,能源問題逐漸凸顯出來,面對著電力、煤炭、石 油等不可再生能源的不斷減少,開發(fā)新能源成為各國研究人員關注的熱點,然而太陽能作 為一種清潔、高效和永不衰竭的新能源,受到了大家的關注,而太陽能電池更是近年來研究 白勺 ^^ ; ^^ O太陽能電池是通過光電效應或者光化學效應直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置,以光 電效應工作的薄膜式太陽能電池為主流?,F(xiàn)有太陽能電池可以是單晶太陽能電池、多晶太 陽能電池、非晶太陽能電池、有機太陽能電池、無機太陽能電池。其轉(zhuǎn)換原理可簡述為太陽 光照在半導體p-n結(jié)上,形成新的空穴_電子對,在p-n結(jié)電場的作用下,空穴由η區(qū)流向 P區(qū),電子由P區(qū)流向η區(qū),接通電路后就形成電流。然而現(xiàn)有太陽能電池仍是利用太陽輻 射能的傳統(tǒng)方法,只有在在自然光存在的條件下實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生電能,還未見到可以夜 間工作的太陽能電池,這使得其利用受到限制。而長余輝發(fā)光材料是一類可以儲存外界光 輻射的能量,即在自然光或其它人造光源照射下能夠存儲外界光輻射的能量,然后在某一 溫度下(指室溫),緩慢地以可見光的形式釋放這些存儲能量的光致發(fā)光材料。目前,開發(fā) 的以堿土鋁酸鹽為基質(zhì)的稀土長余輝發(fā)光材料,以其優(yōu)異的長余輝發(fā)光性能,引起了人們 對長余輝發(fā)光材料的廣泛關注。目前稀土離子摻雜的堿土鋁(硅)酸鹽長余輝材料已進入 實用階段。長余輝材料的形態(tài)也從粉末擴展至玻璃、單晶、薄膜和玻璃陶瓷。長余輝材料的 應用也受到人們越來越多的重視。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是利用長余輝熒光材料的特性,將其加入太陽能電池中,使太陽 能電池在夜間也可以工作,克服了現(xiàn)有太陽能電池只能工作于白天的條件的缺陷。為達到以上目的,本發(fā)明是采取如下技術方案予以實現(xiàn)的一種可夜間工作的太陽能電池,從上到下依次設置有玻璃蓋板、抗反射涂層、第二 電極、半導體材料、第一電極,其特征在于,在抗反射涂層與第二電極之間另外設有長余輝 材料層。上述方案中。所述的長余輝熒光材料為鋁酸鍶摻雜二價銪或三價鏑、鋁酸鈣摻雜 二價銪或三價釹、硫化鈣摻雜鈰任一一種熒光材料。所述第一電極為鋁薄膜電極;第二電極為梳狀銀電極、金屬接觸網(wǎng)或ΙΤ0。所述抗 反射涂層為氮化硅薄膜。所述半導體材料為硅薄膜、化合物半導體薄膜或有機薄膜。所述 硅薄膜是單晶硅、多晶硅或非晶硅薄膜。本發(fā)明利用長余輝熒光材料的長余輝特性,在白天,日光存在的條件下,太陽能電 池接受自然光進行工作,長余輝熒光材料層也同時吸收太陽光來儲存能量;在夜間,失去自然光,由于長余輝熒光材料產(chǎn)生的余輝,太陽能電池便可利用余輝進行光電轉(zhuǎn)換,繼續(xù)工作 產(chǎn)生電能,達到提高光電轉(zhuǎn)換效率的目的,提高太陽能電池的產(chǎn)能。
圖1是現(xiàn)有太陽能電池器件層間結(jié)構示意圖,實際各層長度應該是上下對齊的。圖2是本發(fā)明可夜間工作的太陽能電池器件的層間結(jié)構示意,實際各層長度應該 是上下對齊的。圖1、圖2中,1、玻璃蓋板;2、抗反射涂層;3、第二電極;4、半導體材料;5、第一電 極;6、長余輝材料層。
具體實施例方式如圖2所示,一種可夜間工作的太陽能電池,從下至上包括第一電極5 (背電極)、 半導體材料4、第二電極3、長余輝熒光材料層6、抗反射涂層2和玻璃蓋板1。其中第一電 極5為鋁電極薄膜。半導體材料4可以分為兩層硅薄膜下層為P型硅,上層為N型硅。第 二電極3為銀電極,銀電極是梳狀的。長余輝熒光材料層6用商用的余輝持續(xù)時間可達IOh 以上的鋁酸鍶摻雜二價銪或三價鏑的高亮度長余輝熒光材料制成。抗反射涂層2為氮化硅 薄膜。在玻璃蓋板1上依次制作抗反射涂層2、長余輝熒光材料層6、梳狀銀電極、N型硅、 P型硅、鋁電極薄膜。以上實施例為本發(fā)明的一個舉例,不應被視為本發(fā)明的限定。如硅薄膜可以是 單晶硅、多晶硅或非晶硅薄膜。第二電極3也可為金屬接觸網(wǎng)或ΙΤ0。長余輝熒光材料層 6也可用鋁酸鈣摻雜二價銪或三價釹、硫化鈣摻雜鈰的熒光材料。半導體材料也可采用化 合物半導體薄膜或有機薄膜,其中化合物半導體薄膜可為非結(jié)晶形(a_Si:H,a-Si:H:F, a-SixGel-x:H 等)JII -V 族(GaAs, InP 等)、II - VI族(Cds 系)和磷化鋅(Zn3P2)等。
權利要求
一種可夜間工作的太陽能電池,從上到下依次設置有玻璃蓋板、抗反射涂層、第二電極、半導體材料、第一電極,其特征在于,在抗反射涂層與第二電極之間另外設有長余輝材料層。
2.如權利要求1所述的可夜間工作的太陽能電池,其特征在于,所述的長余輝熒光材 料為鋁酸鍶摻雜二價銪或三價鏑、鋁酸鈣摻雜二價銪或三價釹、硫化鈣摻雜鈰任一一種熒 光材料。
3.如權利要求1所述的可夜間工作的太陽能電池,其特征在于,所述第一電極為鋁薄 膜電極;第二電極為梳狀銀電極、金屬接觸網(wǎng)或ΙΤ0。
4.如權利要求1所述的可夜間工作的太陽能電池,其特征在于,所述抗反射涂層為氮化硅薄膜。
5.如權利要求1所述的可夜間工作的太陽能電池,其特征在于,所述半導體材料為硅 薄膜、化合物半導體薄膜或有機薄膜。
6.如權利要求5所述的可夜間工作的太陽能電池,其特征在于,所述硅薄膜是單晶硅、 多晶硅或非晶硅薄膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可夜間工作的太陽能電池,從上到下依次設置有玻璃蓋板、抗反射涂層、第二電極、半導體材料、第一電極,其特征在于,在抗反射涂層與第二電極之間另外設有長余輝材料層。本發(fā)明利用長余輝熒光材料的長余輝特性,在白天,日光存在的條件下,太陽能電池接受自然光進行工作,長余輝熒光材料層也同時吸收太陽光來儲存能量;在夜間,失去自然光,由于長余輝熒光材料產(chǎn)生的余輝,太陽能電池便可利用余輝進行光電轉(zhuǎn)換,繼續(xù)工作產(chǎn)生電能,達到提高光電轉(zhuǎn)換效率的目的,提高太陽能電池的產(chǎn)能。
文檔編號H01L31/055GK101882634SQ201010226478
公開日2010年11月10日 申請日期2010年7月14日 優(yōu)先權日2010年7月14日
發(fā)明者丁文, 史興武, 司金海, 徐傳鑲, 朱保榮, 朱江 申請人:西安交通大學