CN109980027B - 一种转化率高的太阳能电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种转化率高的太阳能电池，包括基板，基板上设置有第一导电层，并且基板的位于第一导电层的一侧设置有P+非晶硅层，P+非晶硅层的远离第一导电层的一侧设置有本质非晶硅层，本质非晶硅层的远离P+非晶硅层的一侧设置有N+非晶硅层，N+非晶硅层的远离本质非晶硅层的一侧设置有防护层，本发明，为提高效率和改善稳定性制成三层P‑i‑N等多层叠层式结构，或是插入一些过渡层，其中本质非晶硅层为i层，用来提高非硅晶结构的太阳能电池的光电转化效率与稳定性，并且非晶硅太阳能电池厚度仅仅有单晶硅或多晶硅厚度的百分之一即可较好的吸收太阳光，既节约大量的材料，降低太阳能电池的制作成本，同时提高太阳能电池的光电转化效率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能技术领域，更具体地说，它涉及一种转化率高的太阳能电池。
背景技术
伴随着设备的不断发展与进步，能源的不断开发，而能源又分为可再生资源和不可再生资源，在电力发展的领域中，电力十年的清洁发展取得的主要成绩，近年来，电力行业积极转变发展方式、调整电源结构，坚持走清洁、绿色、低碳发展之路，要走绿色、清洁、低碳的发展则需要向往再生资源发展，而再生资源主要为太阳能、风能、潮汐能等，其中太阳能可持续的主要的自然资源，太阳能电池则是一种能够将太阳能转换为电能的装置，而对于太阳能资源的利用则需要着手于太阳能的光电转换的效率的高低。
在现有技术中，现有太阳能电池中的导电元件多为不透明材质制作，并且导电元件交错分布后因为其不透明的特性而导致太阳能电池的采光率降低，而现有的太阳能电池多为单晶硅或多晶硅结构的硅光太阳能电池，采光效率低。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种转化率高的太阳能电池，其方便采用非晶硅的太阳能电池结构，为提高效率和改善稳定性制成三层P-i-N等多层叠层式结构，或是插入一些过渡层，其中本质非晶硅层为i层，用来提高非硅晶结构的太阳能电池的光电转化效率与稳定性，并且非晶硅太阳能电池厚度仅仅有单晶硅或多晶硅厚度的百分之一即可较好的吸收太阳光，既节约大量的材料，降低太阳能电池的制作成本，同时提高太阳能电池的光电转化效率。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种转化率高的太阳能电池，包括基板，所述基板上设置有第一导电层，并且基板的位于所述第一导电层的一侧设置有P+非晶硅层，所述P+非晶硅层的远离所述第一导电层的一侧设置有本质非晶硅层，所述本质非晶硅层的远离所述P+非晶硅层的一侧设置有N+非晶硅层，所述N+非晶硅层的远离所述本质非晶硅层的一侧设置有防护层，所述防护层与所述N+非晶硅层相对的一侧之间设置有第二导电层。
通过采用上述技术方案，采用非晶硅的太阳能电池结构，为提高效率和改善稳定性制成三层P-i-N等多层叠层式结构，或是插入一些过渡层，其中本质非晶硅层为i层，用来提高非硅晶结构的太阳能电池的光电转化效率与稳定性，并且非晶硅太阳能电池厚度仅仅有单晶硅或多晶硅厚度的百分之一即可较好的吸收太阳光，既节约大量的材料，降低太阳能电池的制作成本，同时提高太阳能电池的光电转化效率。
进一步的，所述基板可以为石墨、陶瓷、玻璃和不锈钢等，并且基板可以为透明的材质。
通过采用上述技术方案，采用便于获取的材料制作基板，降低制作的成本，从而明显的降低太阳能电池制作的成本，以便于批量的生产与制作。
进一步的，所述第一导电层包括第一绝缘条，所述第一绝缘条的结构为山型，并且第一导电层上位于所述第一绝缘条的内部设置有第二绝缘条，所述第二绝缘条与所述第一绝缘条之间相互连通，所述第一绝缘条上设置有第一电极条，所述第二绝缘条上设置有第二电极条，所述第一电极条与所述第二电极条之间电性连接。
通过采用上述技术方案，第一绝缘条和第二绝缘条分别设置于第一电极条和第二电极条与基板相对的一侧之间，并且第一绝缘条与第二绝缘条可以通过喷涂的方式形成在基板上，并且通过绝缘条对电极条进行笼罩与包裹，可以有效的避免第一电极条与第二电极条在传输电荷载子时不会出现电荷通过基板而发生反应，降低电荷传输过程中电流的流失，提高第一导电层电荷传输的质量与效率，从而保障太阳能发电的质量。
进一步的，所述第一导电层中的第一电极条与第二电极条均以石墨烯为原材料制作，并且第一电极条和第二电极条均具备透光且可导电的特征，所述第一绝缘条与所述第二绝缘条均为透明绝缘涂层。
通过采用上述技术方案，第一电极条与第二电极条均采用透明导电的结构，既保障了电荷的流通性，同时可以保障光线的通透性，减少管线的反射，提高光线的进入率，第一绝缘条与第二绝缘条采用透明绝缘的涂层，其中涂层主要为纳米级氧化铝陶瓷粉材料与透明合成螯合树脂混合，具有耐高温、绝缘性和高透明性，方便光线的透入。
进一步的，所述第一电极条与所述第二电极条的远离所述基板的一侧均与所述P+非晶硅层的一侧电性连接。
通过采用上述技术方案，方便P+非晶硅层内部进行发生光电转换时，电荷可以通过第一电极条和第二电极条进行传输。
进一步的，所述防护层为玻璃为原材料制作，并且防护层为太阳能电池的受光面，所述防护层的外表面设置有滤光涂层。
通过采用上述技术方案，滤光涂层的具有过滤太阳光能中，温度过高的、不能利用的光源，防止太阳能电池在使用的过程中温度过高而影响太阳能电池的使用寿命，保障太阳能电池的使用寿命。
进一步的，所述第二导电层包括第三绝缘条，所述第三绝缘条的结构为山型，并且第二导电层上位于所述第三绝缘条的内部设置有第四绝缘条，所述第四绝缘条与所述第三绝缘条之间相互连通，所述第三绝缘条上设置有第三电极条，所述第四绝缘条上设置有第四电极条，所述第三电极条与所述第四电极条之间电性连接，所述第二导电层的整体材质和特性与所述第一导电层的整体材质与特性相同。
通过采用上述技术方案，第二导电层位于受光面的一侧，并且第二导电层的整体结构与材质与第一导电层的整体结构与材质相同，从而确保了管线的通透性的同时可以保障电荷传输的质量，减少太阳光的反射，从而进一步提高太阳能电池对阳光的吸收率。
进一步的，所述N+非晶硅层的远离所述本质非晶硅层的一侧设置成弧形凸起。
通过采用上述技术方案，弧形凸起的结构，可以减少太阳光的反射，增加受光面积，从而提高电池对太阳的吸收率。
进一步的，所述防护层上位于阳光受光面的一侧均匀设置有多个采光块，所述采光块为弧形的不规则的晶面结构。
通过采用上述技术方案，通过采光块的不规则晶面的结构增加比表面积，从而增加光吸收率，从而提高太阳能电池对太阳光的光转化率。
综上所述，本发明主要具有以下有益效果：
1、本发明，采用非晶硅的太阳能电池结构，为提高效率和改善稳定性制成三层P-i-N等多层叠层式结构，或是插入一些过渡层，其中本质非晶硅层为i层，用来提高非硅晶结构的太阳能电池的光电转化效率与稳定性，并且非晶硅太阳能电池厚度仅仅有单晶硅或多晶硅厚度的百分之一即可较好的吸收太阳光，既节约大量的材料，降低太阳能电池的制作成本，同时提高太阳能电池的光电转化效率；
2、本发明，采用便于获取的材料制作基板，降低制作的成本，从而明显的降低太阳能电池制作的成本，以便于批量的生产与制作；
3、本发明,第一绝缘条与第二绝缘条可以通过喷涂的方式形成在基板上，并且通过绝缘条对电极条进行笼罩与包裹，可以有效的避免第一电极条与第二电极条在传输电荷载子时不会出现电荷通过基板而发生反应，降低电荷传输过程中电流的流失，提高第一导电层电荷传输的质量与效率，从而保障太阳能发电的质量；
4、本发明,第一电极条与第二电极条均采用透明导电的结构，既保障了电荷的流通性，同时可以保障光线的通透性，减少管线的反射，提高光线的进入率，第一绝缘条与第二绝缘条采用透明绝缘的涂层，其中涂层主要为纳米级氧化铝陶瓷粉材料与透明合成螯合树脂混合，具有耐高温、绝缘性和高透明性，方便光线的透入；
5、本发明,弧形凸起的结构，可以减少太阳光的反射，增加受光面积，从而提高电池对太阳的吸收率，采光块的不规则晶面的结构增加比表面积，从而增加光吸收率，从而提高太阳能电池对太阳光的光转化率，滤光涂层的具有过滤太阳光能中，温度过高的、不能利用的光源，防止太阳能电池在使用的过程中温度过高而影响太阳能电池的使用寿命，保障太阳能电池的使用寿命。
附图说明
图1为本发明一种较佳的整体的结构示意图；
图2为本发明图1中第一导电层的部分的结构示意图；
图3为本发明图1中整体的部分的截面图；
图4为本发明图1中第二导电层的部分的结构示意图；
图5为本发明图3中弧形凸起的部分的结构示意图；
图6为本发明图1中A处的放大图。
图中：1、基板；2、第一导电层；21、第一绝缘条，22、第二绝缘条，23、第一电极条，24、第二电极条，3、P+非晶硅层；4、本质非晶硅层；5、N+非晶硅层；6、防护层；7、第二导电层；71、第三绝缘条，72、第四绝缘条，73、第三电极条，74、第四电极条，8、弧形凸起；9、采光块。
具体实施方式
以下结合附图1-6对本发明作进一步详细说明。
一种转化率高的太阳能电池，如图1-4所示，包括基板1，所述基板1上设置有第一导电层2，并且基板1的位于所述第一导电层2的一侧设置有P+非晶硅层3，所述P+非晶硅层3的远离所述第一导电层2的一侧设置有本质非晶硅层4，所述本质非晶硅层4的远离所述P+非晶硅层3的一侧设置有N+非晶硅层5，所述N+非晶硅层5的远离所述本质非晶硅层4的一侧设置有防护层6，所述防护层6与所述N+非晶硅层5相对的一侧之间设置有第二导电层7。
采用非晶硅的太阳能电池结构，为提高效率和改善稳定性制成三层P-i-N等多层叠层式结构，或是插入一些过渡层，其中本质非晶硅层4为i层，用来提高非硅晶结构的太阳能电池的光电转化效率与稳定性，并且非晶硅太阳能电池厚度仅仅有单晶硅或多晶硅厚度的百分之一即可较好的吸收太阳光，既节约大量的材料，降低太阳能电池的制作成本，同时提高太阳能电池的光电转化效率。
较佳地，所述基板1可以为石墨、陶瓷、玻璃和不锈钢等，并且基板1可以为透明的材质。
采用便于获取的材料制作基板1，降低制作的成本，从而明显的降低太阳能电池制作的成本，以便于批量的生产与制作。
较佳地，所述第一导电层2包括第一绝缘条21，所述第一绝缘条21的结构为山型，并且第一导电层2上位于所述第一绝缘条21的内部设置有第二绝缘条22，所述第二绝缘条22与所述第一绝缘条21之间相互连通，所述第一绝缘条21上设置有第一电极条23，所述第二绝缘条22上设置有第二电极条24，所述第一电极条23与所述第二电极条24之间电性连接。
第一绝缘条21和第二绝缘条22分别设置于第一电极条23和第二电极条24与基板1相对的一侧之间，并且第一绝缘条21与第二绝缘条22可以通过喷涂的方式形成在基板1上，并且通过绝缘条对电极条进行笼罩与包裹，可以有效的避免第一电极条23与第二电极条24在传输电荷载子时不会出现电荷通过基板1而发生反应，降低电荷传输过程中电流的流失，提高第一导电层2电荷传输的质量与效率，从而保障太阳能发电的质量。
较佳地，所述第一导电层2中的第一电极条23与第二电极条24均以石墨烯为原材料制作，并且第一电极条23和第二电极条24均具备透光且可导电的特征，所述第一绝缘条21与所述第二绝缘条22均为透明绝缘涂层。
第一电极条23与第二电极条24均采用透明导电的结构，既保障了电荷的流通性，同时可以保障光线的通透性，减少管线的反射，提高光线的进入率，第一绝缘条21与第二绝缘条22采用透明绝缘的涂层，其中涂层主要为纳米级氧化铝陶瓷粉材料与透明合成螯合树脂混合，具有耐高温、绝缘性和高透明性，方便光线的透入。
较佳地，所述第一电极条23与所述第二电极条24的远离所述基板1的一侧均与所述P+非晶硅层3的一侧电性连接。
方便P+非晶硅层3内部进行发生光电转换时，电荷可以通过第一电极条23和第二电极条24进行传输。
较佳地，所述防护层6为玻璃为原材料制作，并且防护层6为太阳能电池的受光面，所述防护层6的外表面设置有滤光涂层。
滤光涂层的具有过滤太阳光能中，温度过高的、不能利用的光源，防止太阳能电池在使用的过程中温度过高而影响太阳能电池的使用寿命，保障太阳能电池的使用寿命。
较佳地，所述第二导电层7包括第三绝缘条71，所述第三绝缘条71的结构为山型，并且第二导电层7上位于所述第三绝缘条71的内部设置有第四绝缘条72，所述第四绝缘条72与所述第三绝缘条71之间相互连通，所述第三绝缘条71上设置有第三电极条73，所述第四绝缘条72上设置有第四电极条74，所述第三电极条73与所述第四电极条74之间电性连接，所述第二导电层7的整体材质和特性与所述第一导电层2的整体材质与特性相同，第三电极条73与第四电极条74均与所述N+非晶硅层5相对的一侧之间电性连接。
第二导电层7位于受光面的一侧，并且第二导电层7的整体结构与材质与第一导电层2的整体结构与材质相同，从而确保了管线的通透性的同时可以保障电荷传输的质量，减少太阳光的反射，从而进一步提高太阳能电池对阳光的吸收率。
较佳地，如图5所示，所述N+非晶硅层5的远离所述本质非晶硅层4的一侧设置成弧形凸起8。
弧形凸起8的结构，可以减少太阳光的反射，增加受光面积，从而提高电池对太阳的吸收率。
较佳地，所述防护层6上位于阳光受光面的一侧均匀设置有多个采光块9，所述采光块9为弧形的不规则的晶面结构。
通过采光块9的不规则晶面的结构增加比表面积，从而增加光吸收率，从而提高太阳能电池对太阳光的光转化率。
工作原理：该转化率高的太阳能电池，采用非晶硅的太阳能电池结构，为提高效率和改善稳定性制成三层P-i-N等多层叠层式结构，或是插入一些过渡层，其中本质非晶硅层4为i层，用来提高非硅晶结构的太阳能电池的光电转化效率与稳定性，并且非晶硅太阳能电池厚度仅仅有单晶硅或多晶硅厚度的百分之一即可较好的吸收太阳光，既节约大量的材料，降低太阳能电池的制作成本，同时提高太阳能电池的光电转化效率，采用便于获取的材料制作基板1，降低制作的成本，从而明显的降低太阳能电池制作的成本，以便于批量的生产与制作，第一绝缘条21和第二绝缘条22分别设置于第一电极条23和第二电极条24与基板1相对的一侧之间，并且第一绝缘条21与第二绝缘条22可以通过喷涂的方式形成在基板1上，并且通过绝缘条对电极条进行笼罩与包裹，可以有效的避免第一电极条23与第二电极条24在传输电荷载子时不会出现电荷通过基板1而发生反应，降低电荷传输过程中电流的流失，提高第一导电层2电荷传输的质量与效率，从而保障太阳能发电的质量，第一电极条23与第二电极条24均采用透明导电的结构，既保障了电荷的流通性，同时可以保障光线的通透性，减少管线的反射，提高光线的进入率，第一绝缘条21与第二绝缘条22采用透明绝缘的涂层，其中涂层主要为纳米级氧化铝陶瓷粉材料与透明合成螯合树脂混合，具有耐高温、绝缘性和高透明性，方便光线的透入，方便P+非晶硅层3内部进行发生光电转换时，电荷可以通过第一电极条23和第二电极条24进行传输，滤光涂层的具有过滤太阳光能中，温度过高的、不能利用的光源，防止太阳能电池在使用的过程中温度过高而影响太阳能电池的使用寿命，保障太阳能电池的使用寿命，第二导电层7位于受光面的一侧，并且第二导电层7的整体结构与材质与第一导电层2的整体结构与材质相同，从而确保了管线的通透性的同时可以保障电荷传输的质量，减少太阳光的反射，从而进一步提高太阳能电池对阳光的吸收率，弧形凸起8的结构，可以减少太阳光的反射，增加受光面积，从而提高电池对太阳的吸收率，通过采光块9的不规则晶面的结构增加比表面积，从而增加光吸收率，从而提高太阳能电池对太阳光的光转化率。
使用方法：使用时，太阳光线通过采光块9的不规则晶面的结构增加比表面积，从而增大太阳光的吸收率，太阳光通过采光块9后再经过滤光涂层，过滤太阳光能中温度过高的、不能利用的光源，防止太阳能电池在使用的过程中温度过高而影响太阳能电池的使用寿命，太阳光通过滤光涂层后经过防护层6进入非晶硅光电转换结构的内部，实现光电的转换，光电转换后通过第一导电层2与第二导电层7将电荷传输到相应的设备。
本发明中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (9)
1.一种转化率高的太阳能电池，包括基板（1），其特征在于：所述基板（1）上设置有第一导电层（2），并且基板（1）的位于所述第一导电层（2）的一侧设置有P+非晶硅层（3），所述P+非晶硅层（3）的远离所述第一导电层（2）的一侧设置有本质非晶硅层（4），所述本质非晶硅层（4）的远离所述P+非晶硅层（3）的一侧设置有N+非晶硅层（5），所述N+非晶硅层（5）的远离所述本质非晶硅层（4）的一侧设置有防护层（6），所述防护层（6）与所述N+非晶硅层（5）相对的一侧之间设置有第二导电层（7）。
2.根据权利要求1所述的一种转化率高的太阳能电池，其特征在于：所述基板（1）为石墨、陶瓷、玻璃或不锈钢。
3.根据权利要求1所述的一种转化率高的太阳能电池，其特征在于：所述第一导电层（2）包括第一绝缘条（21），所述第一绝缘条（21）的结构为山型，并且第一导电层（2）上位于所述第一绝缘条（21）的内部设置有第二绝缘条（22），所述第二绝缘条（22）与所述第一绝缘条（21）之间相互连通，所述第一绝缘条（21）上设置有第一电极条（23），所述第二绝缘条（22）上设置有第二电极条（24），所述第一电极条（23）与所述第二电极条（24）之间电性连接。
4.根据权利要求3所述的一种转化率高的太阳能电池，其特征在于：所述第一导电层（2）中的第一电极条（23）与第二电极条（24）均以石墨烯为原材料制作，并且第一电极条（23）和第二电极条（24）均具备透光且可导电的特征，所述第一绝缘条（21）与所述第二绝缘条（22）均为透明绝缘涂层。
5.根据权利要求3所述的一种转化率高的太阳能电池，其特征在于：所述第一电极条（23）与所述第二电极条（24）的远离所述基板（1）的一侧均与所述P+非晶硅层（3）的一侧电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种转化率高的太阳能电池，其特征在于：所述防护层（6）为玻璃为原材料制作，并且防护层（6）为太阳能电池的受光面，所述防护层（6）的外表面设置有滤光涂层。
7.根据权利要求4所述的一种转化率高的太阳能电池，其特征在于：所述第二导电层（7）包括第三绝缘条（71），所述第三绝缘条（71）的结构为山型，并且第二导电层（7）上位于所述第三绝缘条（71）的内部设置有第四绝缘条（72），所述第四绝缘条（72）与所述第三绝缘条（71）之间相互连通，所述第三绝缘条（71）上设置有第三电极条（73），所述第四绝缘条（72）上设置有第四电极条（74），所述第三电极条（73）与所述第四电极条（74）之间电性连接，所述第二导电层（7）的整体材质和特性与所述第一导电层（2）的整体材质与特性相同。
8.根据权利要求1所述的一种转化率高的太阳能电池，其特征在于：所述N+非晶硅层（5）的远离所述本质非晶硅层（4）的一侧设置成弧形凸起（8）。
9.根据权利要求1所述的一种转化率高的太阳能电池，其特征在于：所述防护层（6）上位于阳光受光面的一侧均匀设置有多个采光块（9），所述采光块（9）为弧形的不规则的晶面结构。
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