[發明專利]外加電場效應薄膜光伏電池及與電場源集成的光伏電池板

無效

• 申請號: 201010274328.4
• 申請日: 2010-09-03
• 公開（公告）號: CN102064213A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: 郭建國;毛星原
• 申請（專利權）人: 郭建國;毛星原
• 主分類號: H01L31/042
• 分類號: H01L31/042;H01L31/0224;H01G9/02;H01G9/04;H01G9/20
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 毛依星

1.一種外加電源提供電場效應的薄膜光伏電池，所述的薄膜光伏電池包括：硅基薄膜光伏電池、銅銦鎵硒薄膜光伏電池、碲化鎘薄膜光伏電池以及摻雜聚合物材料的薄膜光伏電池，該薄膜光伏電池設有透明導電膜及背面電極層，所述的透明導電膜與背面電極層為薄膜光伏電池的輸出電極；其特征在于，在所述的背面電極層下面設有電場底層電極，該電場底層電極與薄膜光伏電池本體中背面電極層之間設有絕緣層，該絕緣層形成電場表層電極、薄膜光伏電池本體中背面電極與電場底層電極電隔離；在該電場底層電極與所述透明導電膜構成的電場表層電極之間設有外加電壓源V1；該外加電壓源V1為1.5～2.5V。

2.根據權利要求1所述的外加電源提供電場效應的薄膜光伏電池，其特征在于，所述外加電壓源V1的正極與相對應電場效應薄膜光伏電池的n型半導體連接；外加電壓源V1的負極與相對應電場效應薄膜光伏電池的p型半導體的電場效應電極連接；

在單組光伏電池外加電源V1的電壓范圍為V1≥VOC，其中VOC是單組非電場型薄膜光伏電池標準輸出開路電壓；

所述電場底層電極與背面電極層之間的絕緣層的總厚度在10微米以下。

3.根據權利要求1所述的外加電源提供電場效應的薄膜光伏電池，其特征在于，所述電場底層電極的結構是：

所述背面電極底面復合一層絕緣層，絕緣層另一面復合一層導電膜，導電膜通過絕緣層與背面電極電隔離；或者是，所述背面電極底面復合一層絕緣層，在絕緣層中間夾有該電場底層電極。

4.根據權利要求1～3之一所述的外加電源提供電場效應的薄膜光伏電池，其特征在于，所述化合物半導體CIGS電場效應薄膜光伏電池的具體結構如下：

由透明導電膜(1.1-1)、CdS層(1.2-2)、CIGS層(1.3-3)、背面電極(1.4-4)、基板(1.5-5)、絕緣膜(1.6-6)、電場底層電極(1.7-7)、電場電源V1(1.8-8)、負載電阻R所組成。其中透明導電膜(1.1-1)采用氧化鋅及氧化銦錫，背面電極層(1.4-4)采用鉬，基板(1.5-5)采用玻璃、塑料或金屬材料；電場效應薄膜光伏電池結構中，透明導電膜(1.1-1)與背面電極(1.4-4)是光伏電池輸出的負電極與正電極，而透明導電膜(1.1-1)與電場底層電極(1.7-7)連接電場電源V1的正極與負極，使透明導電膜(1.1-1)與電場底層電極(1.7-7)之間形成電場E1；其中電場底層電極(1.7-7)是通過絕緣膜(1.6-6)與背面電極(1.4-4)進行電隔離；而電場電源V1與電場效應薄膜光伏電池也是相互獨立的電源；

所述化合物半導體CdTe電場效應薄膜光伏電池的具體結構如下：

由透明導電膜(2.1-1)、CdS層(2.2-2)、CdTe層(2.3-3)、背面電極(2.4-4)、基板(2.5-5)、絕緣膜(2.6-6)、電場底層電極(2.7-7)、電場電源V1(2.8-8)、負載電阻R所組成；其中透明導電膜(2.1-1)采用氧化銦錫及二氧化錫，背面電極層(2.4-4)采用碲化鋅或銅，基板(2.5-5)采用玻璃；電場效應薄膜光伏電池結構中，透明導電膜(2.1-1)與背面電極(2.4-4)是光伏電池輸出的負電極與正電極，而透明導電膜(2.1-1)與電場底層電極(2.7-7)連接電場電源V1的正極與負極，使透明導電膜(2.1-1)與電場底層電極(2.7-7)之間形成電場E1；其中電場底層電極(2.7-7)是通過絕緣膜(2.6-6)與背面電極(2.4-4)進行電隔離；而電場電源V1與電場效應薄膜光伏電池也是相互獨立的電源；

所述電場效應非晶硅薄膜光伏電池的具體結構如下：

是由透明導電膜(3.1-1)、p-i-n疊層結構(3.2-2)、背面電極(3.3-3)、基板(3.4-4)、絕緣層(3.5-5)、電場底層電極(3.6-6)、電場電源V1(3.7-7)、負載電阻R所組成；其中透明導電膜(3.1-1)采用氧化銦錫及二氧化錫，p-i-n疊層結構(3.2-2)采用非晶硅及微晶硅形成的a-Si/μc-Si疊層或是堆棧三層形成的a-Si/a-SiGe/a-SiGe，基板3.4-4采用玻璃；電場效應非晶硅薄膜光伏電池結構中，透明導電膜(3.1-1)與背面電極(3.3-3)是光伏電池輸出的正電極與負電極，電場電源V1的正、負極，連接電場底層電極(3.6-6)與透明導電膜(3.1-1)，并在p-i-n疊層結構(3.2-2)內部形成電場E1，電場E1與自建電場E_np方向相同；而且電場底層電極(3.6-6)與非晶硅光伏電池背面電極(3.3-3)通過絕緣層(3.5-5)電隔離。