[發明專利]一種納米半導體太陽能電池以及制備方法及其制備方法

在審

• 申請號: 202111477533.5
• 申請日: 2021-12-06
• 公開（公告）號: CN114156410A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 袁志剛
• 申請（專利權）人: 深圳市貝爾太陽能技術有限公司
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 深圳市鼎圣霏凡專利代理事務所(普通合伙) 44759
• 代理人: 徐晶

本發明公開了一種納米半導體太陽能電池以及制備方法，其特征在于，包括平面電極以及半導體電池漿料；所述半導體電池漿料是由如下按重量份計的各組分制成：導電劑3?5份、異質摻雜無機半導體粒子5?8份、有機半導體納米線3?5份、成膜物質6?10份、超支化聚苯胺改性碳納米管0.8?1.5份、溶劑8?13份。本發明還提供了一種所述半導體電池的制備方法。本發明公開的半導體電池制備成本低廉，歐姆接觸特性較高，串聯電阻較小，光電轉換效率高，循環使用壽命長。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，尤其涉及一種納米半導體太陽能電池以及制備方法及其制備方法。

背景技術

隨著化石能源的枯竭和全球氣候變暖的日益加劇，太陽能的利用正受到人們越來越多的重視。太陽電池是將太陽能轉化為電能的核心器件。高效太陽電池在航空航天、空間探索等方面有著重要的用途。低成本的高效太陽電池的大規模應用可以緩解能源危機，減少溫室氣體排放，造福子孫后代。其中半導體太陽能電池以其較高的轉換效

率和較大的發電成本降低空間，被公認為最具潛力的地面應用發電技術。

由化合物半導體制成的光伏電池的效率為硅（Si）光伏電池的效率的約兩倍高。然而，由化合物半導體制成的光伏電池具有高成本的基底或者小尺寸的基底，并且因此明顯比硅光伏電池昂貴。除此之外，現有的半導體電池還或多或少存在著歐姆接觸特性較低，串聯電阻較大，電池光電轉換效率不高的缺陷。

中國專利文獻CN 102148267 B公開了一種氧化鎢半導體電池及其制備方法，以氧化鎢為原料，加入導電劑、活化劑、添加劑和有機聚合物成膜劑制成氧化鎢半導體電池漿料，并以不同功函數的兩種金屬箔為正負電極，正負電極粘貼在塑料底片的同一水平面上，然后將氧化鎢半導體電池漿料注入電極表面，經晾干、封裝。 該發明的氧化鎢半導體電池具有：（1）半導體化學效應。即在不同功函數金屬兩個電極間產生電子輸運；（2）光電效應。電池在太陽光照下，電池的電流有比較明顯的增加；（3）熱電效應。電池在一定的溫度范圍內（5-100℃）電流隨溫度升高而增大。然而，上述電池仍然存在著光電轉換效率低，串聯電阻較大的缺陷。

因此，開發一種制備成本低廉，歐姆接觸特性較高，串聯電阻較小，光電轉換效率高，循環使用壽命長的半導體電池符合市場需求，具有廣泛的市場價值和應用前景，對促進半導體光伏電池產業的發展具有非常重要的意義。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種制備成本低廉，歐姆接觸特性較高，串聯電阻較小，光電轉換效率高，循環使用壽命長的半導體電池。同時，本發明的第二個目的在于提供一種上述半導體電池的制備方法，該制備方法工藝簡單，對制備條件和設備要求不高，耗能低，制備效率高，適合連續規模化生產。

為達到以上目的，本發明采用的技術方案為：

一種納米半導體太陽能電池以及制備方法，其特征在于，包括平面電極以及半導體電池漿料；所述半導體電池漿料是由如下按重量份計的各組分制成：導電劑3-5份、異質摻雜無機半導體粒子5-8份、有機半導體納米線3-5份、成膜物質6-10份、超支化聚苯胺改性碳納米管0.8-1.5份、溶劑8-13份。

優選的，所述溶劑為異丙醇、乙醇、乙二醇、超支化聚甘油按質量比(3-5):1:(1-2):2混合形成的混合物。

優選的，所述超支化聚苯胺改性碳納米管為按中國專利文獻CN102875976B中實施例1的方法制成。

優選的，所述成膜物質為殼聚糖季銨鹽、聚乙烯醇、聚N-甲基吡咯烷酮中的至少一種。

優選的，所述殼聚糖季銨鹽的取代度為60-80%，數均分子量為8-10萬。

優選的，所述聚乙烯醇的數均分子量為800-1600；所述聚N-甲基吡咯烷酮的數均分子量為600-1200。

優選的，所述有機半導體納米線為按CN 102738416 A中實施例1的方法制成。