疊層光-熱伏太陽能電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能光伏電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及疊層光-熱伏太陽能電池(photo-thermovoltaic solar cell，簡稱為 PTVSC，下同)。
【背景技術(shù)】
[0002]在新興能源中，太陽能是真正取之不盡、用之不竭并且最清潔、最環(huán)保的能源。
[0003]然而，在全世界范圍內(nèi)，現(xiàn)有的各種類型的太陽能光伏電池(包括航天上使用的高端光伏電池)的光電轉(zhuǎn)換效率都很低，造成電池的成本很高。這成為制約光伏發(fā)電能夠真正替代煤、石油、天然氣等傳統(tǒng)化石能源的最大瓶頸。以目前使用最廣泛的晶硅(單層)太陽能光伏電池為例，根據(jù)傳統(tǒng)的光伏發(fā)電理論計算，這種電池的光電轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到30%左右。但實際上，在實驗室條件下，這種電池的轉(zhuǎn)換效率最尚不超過25%;而其工業(yè)廣品的轉(zhuǎn)換效率最高也不超過20%。嚴(yán)酷的事實是，目前，業(yè)界即使要在上述光電轉(zhuǎn)換效率的基礎(chǔ)上再提高0.2個百分點都是極其困難的。
[0004]由于上述瓶頸的存在，長期以來，在整體上世界各國的光伏產(chǎn)業(yè)都處于虧損狀態(tài)。為了使本國的光伏產(chǎn)業(yè)能夠生存下去，各國政府不得不對該產(chǎn)業(yè)進(jìn)行高比例的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼，并頻繁使用關(guān)稅壁皇等手段對它國的光伏產(chǎn)品開展貿(mào)易戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供疊層光-熱伏太陽能電池(PTVSC)，以大幅度提高所有類型光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率，降低太陽能發(fā)電的成本。
[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):疊層光-熱伏太陽能電池(PTVSC)。選擇載流子的類型相異的、或者載流子的密度相異的、或者逸出電勢相異的兩種或多種導(dǎo)電材料進(jìn)行相互接觸，而在光伏電池的背電極的外部分別構(gòu)建一個或多個導(dǎo)電材料結(jié)，并使所述一個或多個導(dǎo)電材料結(jié)中的每一個導(dǎo)電材料結(jié)的所在處分別出現(xiàn)的每一個靜電場的方向，均與所述光伏電池運行時通過所述每一個靜電場所在的導(dǎo)電材料結(jié)內(nèi)部的電流的方向相反；所述一個或多個導(dǎo)電材料結(jié)以疊層方式進(jìn)行排列；所述光伏電池與所述一個或多個導(dǎo)電材料結(jié)共同組成所述疊層光-熱伏太陽能電池；構(gòu)建的第一個導(dǎo)電材料結(jié)的所述導(dǎo)電材料靠近所述光伏電池的背電極，且與所述光伏電池的背電極在電氣上相通；所述每一個導(dǎo)電材料結(jié)的所述導(dǎo)電材料，均靠近和該導(dǎo)電材料結(jié)相鄰的導(dǎo)電材料結(jié)的所述導(dǎo)電材料，且均與所述相鄰的導(dǎo)電材料結(jié)的所述導(dǎo)電材料在電氣上相通；在構(gòu)建的最末尾一個導(dǎo)電材料結(jié)的所述導(dǎo)電材料的外表面上，用導(dǎo)電材料形成導(dǎo)電層；把所述導(dǎo)電層作為所述疊層光-熱伏太陽能電池的背電極，所述光伏電池原有的頂電極為所述疊層光-熱伏太陽能電池的頂電極。
[0007]所述光伏電池將自身沒有加以利用的、由太陽光光能轉(zhuǎn)換而來的大部分熱量，通過所述背電極向所述一個或多個導(dǎo)電材料結(jié)逐層進(jìn)行傳遞，結(jié)果每一個導(dǎo)電材料結(jié)的所述導(dǎo)電材料都會得到一定數(shù)量的熱量；在上述光伏電池發(fā)電的同時，上述每一個導(dǎo)電材料結(jié)內(nèi)定向移動的自由電子的電子氣構(gòu)成的熱力學(xué)系統(tǒng)，都會吸收該導(dǎo)電材料結(jié)的所述導(dǎo)電材料經(jīng)由上述熱量傳遞過程而得到的熱量中的一部分熱量，并將其轉(zhuǎn)換為有用的電能。這樣，上述每一個導(dǎo)電材料結(jié)均是一個熱伏電池，而PTVSC總體是一個光-熱伏電池。
[0008]作為優(yōu)選，在所述光伏電池背電極的外部，用半導(dǎo)體材料以疊層方式分別構(gòu)建一個或多個P-Mt所述一個或多個p-n結(jié)與所述光伏電池共同組成所述一種疊層光-熱伏太陽能電池；構(gòu)建的第一個P-n結(jié)的P型半導(dǎo)體靠近所述光伏電池的背電極；在所述第一個p-n結(jié)的η型半導(dǎo)體的外表面上，用導(dǎo)電材料形成導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層稱為第一個p-n結(jié)外設(shè)的導(dǎo)電層；構(gòu)建的第二個P-n結(jié)的P型半導(dǎo)體靠近所述第一個p-n結(jié)外設(shè)的導(dǎo)電層，在所述第二個P-n結(jié)的η型半導(dǎo)體的外表面上，用導(dǎo)電材料形成導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層稱為第二個P-n結(jié)外設(shè)的導(dǎo)電層；從構(gòu)建的第三個P-n結(jié)起，構(gòu)建的每一個p-n結(jié)的p型半導(dǎo)體均靠近該p-n結(jié)后方的、且與該p-n結(jié)最相近的那一個p-n結(jié)外設(shè)的導(dǎo)電層，在該p-n結(jié)的η型半導(dǎo)體的外表面上，也均用導(dǎo)電材料形成導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層稱為該p-n結(jié)外設(shè)的導(dǎo)電層；把構(gòu)建的最末尾一個P-n結(jié)外設(shè)的導(dǎo)電層，作為所述一種疊層光-熱伏太陽能電池的背電極；所述光伏電池原有的頂電極也是所述一種疊層光-熱伏太陽能電池的頂電極；所述一個或多個P-n結(jié)均屬于所述導(dǎo)電材料結(jié)。
[0009]作為優(yōu)選，在所述光伏電池背電極的外部，用半導(dǎo)體材料以疊層方式分別構(gòu)建一個或多個P-n結(jié)，所述一個或多個p-n結(jié)與所述光伏電池共同組成所述一種疊層光-熱伏太陽能電池；構(gòu)建的第一個P-n結(jié)的η型半導(dǎo)體靠近所述光伏電池的背電極；在所述第一個p-n結(jié)的P型半導(dǎo)體的外表面上，用導(dǎo)電材料形成導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層稱為第一個p-n結(jié)外設(shè)的導(dǎo)電層；構(gòu)建的第二個P-n結(jié)的η型半導(dǎo)體靠近所述第一個p-n結(jié)外設(shè)的導(dǎo)電層，在所述第二個P-n結(jié)的P型半導(dǎo)體的外表面上，用導(dǎo)電材料形成導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層稱為第二個P-n結(jié)外設(shè)的導(dǎo)電層；從構(gòu)建的第三個P-n結(jié)起，構(gòu)建的每一個p-n結(jié)的η型半導(dǎo)體均靠近該p-n結(jié)后方的、且與該p-n結(jié)最相近的那一個p-n結(jié)外設(shè)的導(dǎo)電層，在該p-n結(jié)的p型半導(dǎo)體的外表面上，也均用導(dǎo)電材料形成導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層稱為該p-n結(jié)外設(shè)的導(dǎo)電層；把構(gòu)建的最末尾一個P-n結(jié)外設(shè)的導(dǎo)電層，作為所述一種疊層光-熱伏太陽能電池的背電極；所述光伏電池原有的頂電極也是所述一種疊層光-熱伏太陽能電池的頂電極；所述一個或多個P-n結(jié)均屬于所述導(dǎo)電材料結(jié)。
[0010]作為優(yōu)選，在所述光伏電池背電極的外部，用半導(dǎo)體材料以疊層方式分別構(gòu)建一個或多個P-n結(jié)，所述一個或多個p-n結(jié)與所述光伏電池共同組成所述一種疊層光-熱伏太陽能電池；構(gòu)建的第一個P-n結(jié)的P型半導(dǎo)體靠近所述光伏電池的背電極；從構(gòu)建的第二個p-n結(jié)起，構(gòu)建的每一個p-n結(jié)的P型半導(dǎo)體均靠近該p-n結(jié)后方的、且與該p-n結(jié)最相近的那一個p-n結(jié)的η型半導(dǎo)體的外表面；在構(gòu)建的最末尾一個p-n結(jié)的η型半導(dǎo)體的外表面上，用導(dǎo)電材料形成導(dǎo)電層，把所述導(dǎo)電層作為所述一種疊層光-熱伏太陽能電池的背電極；所述光伏電池原有的頂電極也是所述一種疊層光-熱伏太陽能電池的頂電極；所述一個或多個P-n結(jié)均屬于所述導(dǎo)電材料結(jié)。
[0011]作為優(yōu)選，在所述光伏電池背電極的外部，用半導(dǎo)體材料以疊層方式分別構(gòu)建一個或多個P-n結(jié)，所述一個或多個p-n結(jié)與所述光伏電池共同組成所述一種疊層光-熱伏太陽能電池；構(gòu)建的第一個P-n結(jié)的η型半導(dǎo)體靠近所述光伏電池的背電極；從構(gòu)建的第二個p-n結(jié)起，構(gòu)建的每一個p-n結(jié)的η型半導(dǎo)體均靠近該ρ_η結(jié)后方的、且與該p-n結(jié)最相近的那一個p-n結(jié)的P型半導(dǎo)體的外表面；在構(gòu)建的最末尾一個p-n結(jié)的P型半導(dǎo)體的外表面上，用導(dǎo)電材料形成導(dǎo)電層，把所述導(dǎo)電層作為所述一種疊層光-熱伏太陽能電池的背電極；所述光伏電池原有的頂電極也是所述一種疊層光-熱伏太陽能電池的頂電極；所