[發(fā)明專利]一種光導管互穿內照明太陽電池

有效

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• 申請日: 2018-08-02
• 公開（公告）號: CN109037377B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設計）人: 熊儒韜;劉偉慶;艾余前;陸炳君
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: H01L31/048
• 分類號: H01L31/048;H01L31/054;B82Y40/00;B82Y20/00
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 張榮

本發(fā)明公開了一種光導管互穿內照明太陽電池，其特征在于：光陽極薄膜所在基底上空白地方通過光導管將沒有照射到薄膜的太陽光引入到光陽極薄膜內部，通過光纖回收沒有照射到陽極薄膜上的太陽光。太陽光通過在兩端納米光纖中全反射后進入到納米散射管，再在納米散射管內通過光的散射傳遞到光陽極薄膜內；其中光導管由兩端納米光纖和中間納米散射管組成，與陽極薄膜構成光陽極基底，并且與光陰極基底等一起構成了太陽電池。本發(fā)明的優(yōu)點是：通過光導管回收光陽極基底上沒有照射到光陽極薄膜上的太陽光，并將太陽光全光譜引入到光陽極薄膜中，使光陽極薄膜更多的接收到太陽光，從而提高太陽電池的光電轉換效率。

技術領域

本發(fā)明涉及太陽電池的制備領域，尤其涉及一種光導管互穿內照明太陽電池以及制備方法和內容。

背景技術

太陽電池種類繁多，主要是模仿光合作用原理，其中太陽電池的薄膜制備至關重要。薄膜的制備促使太陽能電池以更低成本，模擬自然界中植物利用太陽能進行光合作用，將太陽能轉化為電能。

太陽電池中的光電轉化過程較為復雜，而決定其光電轉化效率的因素很多，其中陽極薄膜的選取是個至關重要的部分。早期在這方面的研究主要集中在平板電極上，這類電極的主要缺點是只能在電極表面吸附單層染料分子，由于單層染料分子吸收太陽光的效率非常低，光電轉換效率一直無法得到提高。為了克服單層染料的缺點，后來引進了納米多孔的二氧化鈦膜導電膜，使得整個半導體膜像海綿，有著很大的內部表面積，能夠吸收更多的染料單分子層，這樣即克服了原來電池中只能吸附單分子層而吸收少量太陽光的缺點，又可使太陽光在膜內多次反射，使太陽光被反復吸收，可產生更大的光電流。

雖然太陽光線照射到多孔的薄膜上，光電轉換效率得以提高，但是，由于染料和一些電解液等對太陽光的強吸收作用，使得太陽光強呈指數(shù)衰減，而原本的多孔薄膜又有一定的厚度，所以太陽光很難照射到薄膜的末端。現(xiàn)有的方案是在薄膜表面后端增加一層大顆粒反射層，但是這層發(fā)射層是將已經衰減的光折回至薄膜內部。折回的光強較弱，同時由于前段已經將最大吸收光譜吸收殆盡，剩下是一些吸收較弱的波長較長的紅光，并不達到我們本發(fā)明的新型薄膜所傳遞的全光譜的太陽光；另外，由于傳統(tǒng)的太陽電池封裝電解液的需要，往往會留出除了薄膜以外的空白部分以便于封裝電解液，而這部分的面積一直沒有得到利用，浪費了相當大的空間。

發(fā)明內容

本發(fā)明目的是提供一種光導管互穿內照明太陽電池，通過改變光陽極薄膜的結構，來增大光陽極薄膜的光照量，從而提高太陽電池的光電轉化效率。將光陽極基底上的非光陽極薄膜的部分所損失的空白面積部分充分的利用，并通過光導管將太陽光引入到光陽極薄膜內，進而讓光陽極薄膜能接受到更多的太陽光照射。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種光導管互穿內照明的新型太陽電池，主要由光陽極基底；光陰極基底；電解液組成。其特征在于：光陽極薄膜所在基底上空白地方通過光導管將沒有照射到薄膜的太陽光引入到光陽極薄膜內；其中，太陽光通過光纖再回收沒有照射到陽極薄膜上的太陽光，太陽光通過在兩端納米光纖中全反射后進入到納米散射管，在納米散射管通過光的散射進入光陽極薄膜內，與陽極薄膜構成光陽極基底；并且與光陰極基底；電解液一起構成了太陽電池。

光陽極基底上涂半導體薄膜，然后在非半導體薄膜的空白部分接上納米光纖，在半導體薄膜中插入納米散射管，且納米散射管的兩端與連在空白部分的納米光纖的另一端相連，從而與陽極半導體薄膜構成了光導管互穿內照明薄膜。

本發(fā)明與現(xiàn)有實驗室測試技術相比，具有以下有益效果：

1、通過使用兩端納米光纖使太陽光全反射后進入到中間的納米散射管中，在納米散射管通過光的散射到光陽極薄膜中，成功改變了傳統(tǒng)太陽光照射光陽極薄膜的方式。

2、使用了光導管構造了光導管互穿薄膜照明薄膜，改變了原本的光陽極薄膜捕光方式。