[發(fā)明專利]太陽(yáng)能電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110422190.2
• 申請(qǐng)日: 2011-12-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103165690A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金元浩;李群慶;范守善
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/0224
• 分類號(hào): H01L31/0224;H01L31/0687;H01L31/18
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能電池。

背景技術(shù)

太陽(yáng)能電池是利用半導(dǎo)體材料的光生伏特原理制成的。根據(jù)半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)換材料種類不同，太陽(yáng)能電池可以分為硅基太陽(yáng)能電池(請(qǐng)參見(jiàn)太陽(yáng)能電池及多晶硅的生產(chǎn)，材料與冶金學(xué)報(bào)，張明杰等，vol6，p33-38(2007))、砷化鎵太陽(yáng)能電池以及有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池等。

目前，太陽(yáng)能電池以硅基太陽(yáng)能電池為主。現(xiàn)有技術(shù)中的硅基太陽(yáng)能電池包括：一背電極、一P型硅層、一N型硅層和一上電極。所述背電極設(shè)置于所述P型硅層的一表面。所述N型硅層形成于所述P型硅層的另一表面，作為光電轉(zhuǎn)換的材料。所述上電極設(shè)置于所述N型硅層的表面。所述太陽(yáng)能電池中P型硅層和N型硅層形成P-N結(jié)區(qū)。當(dāng)該太陽(yáng)能電池在工作時(shí)，光從上電極一側(cè)直接入射，并經(jīng)過(guò)所述上電極和所述N型硅層到達(dá)所述P-N結(jié)區(qū)，所述P-N結(jié)區(qū)在光子激發(fā)下產(chǎn)生多個(gè)電子-空穴對(duì)(載流子)，所述電子-空穴對(duì)在靜電勢(shì)能作用下分離并分別向所述背電極和上電極移動(dòng)。如果在所述太陽(yáng)能電池的背電極與上電極連接外電路中的負(fù)載。

然而，上述結(jié)構(gòu)中所述光子需要通過(guò)所述上電極和所述N型硅層之后才到達(dá)所述P-N結(jié)區(qū)，使得一部分入射光線被所述上電極和N型硅層吸收，使所述P-N結(jié)區(qū)對(duì)光的吸收率較低，進(jìn)而減少了P-N結(jié)區(qū)激發(fā)出的載流子的量，降低了太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。并且，上述結(jié)構(gòu)中所述背電極和上電極的材料多為金屬、導(dǎo)電聚合物或銦錫氧化物。該幾種材料的導(dǎo)電性仍有待提高，從而使太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率受限。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，確有必要提供一種具有較高光電轉(zhuǎn)換效率的太陽(yáng)能電池。

一種太陽(yáng)能電池，其包括：M個(gè)沿一直線連續(xù)并排且串聯(lián)連接的P-N結(jié)單元、M-1個(gè)內(nèi)電極、一第一收集電極以及一第二收集電極，其中M大于等于2，所述M個(gè)P-N結(jié)單元依次為第一個(gè)P-N結(jié)單元至第M個(gè)P-N結(jié)單元，每相鄰兩個(gè)P-N結(jié)單元之間設(shè)置有一內(nèi)電極，所述第一收集電極及第二收集電極分離設(shè)置于串聯(lián)連接的所述M個(gè)P-N結(jié)單元的外側(cè)，其特征在于，所述M-1個(gè)內(nèi)電極中至少一個(gè)內(nèi)電極包括一碳納米管陣列，所述碳納米管陣列包括大致平行的多個(gè)碳納米管，該多個(gè)碳納米管的兩端分別連接于相鄰的兩個(gè)P-N結(jié)單元，所述太陽(yáng)能電池具有一受光端面，該受光端面平行于所述直線。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的太陽(yáng)能電池具備以下有益效果：第一，所述太陽(yáng)能電池工作時(shí)，光可直接入射至所述受光端面，由于該受光端面沒(méi)有被電極覆蓋，使得光子不必先經(jīng)過(guò)電極、N型硅層后才到達(dá)P-N結(jié)區(qū)，從而減少了電極和N型硅層對(duì)光的吸收，提高了P-N結(jié)區(qū)的光吸收率，相應(yīng)地，使得P-N結(jié)區(qū)可激發(fā)出更多的電子-空穴對(duì)，提高了整個(gè)太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率；第二，采用碳納米管陣列作內(nèi)電極從而串聯(lián)所述M個(gè)P-N結(jié)單元，碳納米管陣列中的碳納米管由該一P-N結(jié)單元的第一表面延伸至相鄰的另一P-N結(jié)單元的第二表面并接觸，兩個(gè)P-N結(jié)單元中產(chǎn)生的電流延碳納米管軸向方向傳導(dǎo)進(jìn)而串聯(lián)兩個(gè)P-N結(jié)單元，碳納米管軸向方向上具有良好的導(dǎo)電性，使從而消耗于太陽(yáng)能電池內(nèi)部的電流減小，提高了太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率；第三，碳納米管陣列具有良好的穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，因此采用碳納米管陣列作為太陽(yáng)能電池的內(nèi)電極可提高太陽(yáng)能電池的使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的太陽(yáng)能電池的主視圖。

圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的太陽(yáng)能電池的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的太陽(yáng)能電池的局部放大圖。

圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的太陽(yáng)能電池的局部放大圖。

圖5為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的太陽(yáng)能電池的制備方法的工藝流程圖。

如下具體實(shí)施方式將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。

主要元件符號(hào)說(shuō)明

太陽(yáng)能電池????????????????????????10

出光端面??????????????????????????11

P-N結(jié)單元???????????????????????????????????12

透明絕緣層??????????????????????????????????13

內(nèi)電極??????????????????????????????????????14

反射元件????????????????????????????????????15

第一收集電極????????????????????????????????16