專利名稱：太陽(yáng)能屋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有能量收集裝置的房屋，尤其涉及一種具有太陽(yáng)能電池的太陽(yáng)能屋。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能電池主要應(yīng)用的是光電轉(zhuǎn)換原理，其結(jié)構(gòu)主要包括基板以及設(shè)置在基板上的P型 半導(dǎo)體材料層和N型半導(dǎo)體材料層。
光電轉(zhuǎn)換是指太陽(yáng)的輻射能光子通過(guò)半導(dǎo)體物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^(guò)程(請(qǐng)參見(jiàn)"Grown junction GaAs solar cell" ，Shen， C. C. ; Pearson, G丄；Proceedings of the IEEE, Volume 64， Issue 3， March 1976 Page (s) : 384-385)。當(dāng)太陽(yáng)光照射到半導(dǎo)體上時(shí)，其中 一部分被表面反射掉，其余部分被半導(dǎo)體吸收或透過(guò)。被吸收的光，當(dāng)然有一些變成熱能， 另一些光子則同組成半導(dǎo)體的原子價(jià)電子碰撞，于是產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。這樣，光能就以產(chǎn) 生電子-空穴對(duì)的形式轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，并在P型和N型交界面兩邊形成勢(shì)壘電場(chǎng)，將電子驅(qū)向N 區(qū)，空穴驅(qū)向P區(qū)，從而使得N區(qū)有過(guò)剩的電子，P區(qū)有過(guò)剩的空穴，在P-N結(jié)附近形成與 勢(shì)壘電場(chǎng)方向相反的光生電場(chǎng)。光生電場(chǎng)的一部分除抵消勢(shì)壘電場(chǎng)外，還使P型層帶正電， N型半導(dǎo)體層帶負(fù)電，在N區(qū)與P區(qū)之間的薄層產(chǎn)生所謂光生伏打電動(dòng)勢(shì)。若分別在P型層和 N型半導(dǎo)體層焊上金屬引線，接通負(fù)載，則外電路便有電流通過(guò)。如此形成的一個(gè)個(gè)電池元 件，把它們串聯(lián)、并聯(lián)起來(lái)，就能產(chǎn)生一定的電壓和電流，輸出功率。
近年來(lái)，太陽(yáng)能電池已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航天、工業(yè)、氣象等領(lǐng)域，如何將太陽(yáng)能電池應(yīng)用 于日常生活，以解決能源短缺、環(huán)境污染等問(wèn)題已成為一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。因此，將太陽(yáng)能電池 與建筑相結(jié)合，使得未來(lái)的大型建筑或家庭房屋實(shí)現(xiàn)電力自給，是未來(lái)一大發(fā)展方向，德國(guó) 、美國(guó)等國(guó)家更提出光伏屋頂計(jì)劃。
然而，目前采用太陽(yáng)能電池的房屋(下稱"太陽(yáng)能屋") 一般是將太陽(yáng)能電池設(shè)置在房 屋的屋頂上。故屋頂?shù)拿娣e往往限制太陽(yáng)能電池鋪設(shè)的面積，從而限制太陽(yáng)能電池接收太陽(yáng) 光的表面面積。而且，太陽(yáng)能電池只能接受照射到屋頂上的太陽(yáng)光，無(wú)法接受照射到側(cè)壁上 的太陽(yáng)光，從而降低太陽(yáng)能的利用效率。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種太陽(yáng)能利用效率高的太陽(yáng)能屋。
一種太陽(yáng)能屋，其包括一個(gè)房屋本體、第一太陽(yáng)能電池及第二太陽(yáng)能電池。該房屋本體
包括一個(gè)屋頂及至少一個(gè)側(cè)壁，該至少一個(gè)側(cè)壁與該屋頂相接，該第一太陽(yáng)能電池設(shè)置在該 屋頂?shù)谋砻嫔?，該第二太?yáng)能電池設(shè)置在該至少一個(gè)側(cè)壁的表面上。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明太陽(yáng)能屋的屋頂及側(cè)壁上均設(shè)置有太陽(yáng)能電池，從而增加太陽(yáng) 能電池鋪設(shè)的面積，進(jìn)而增加太陽(yáng)能電池接收太陽(yáng)光的表面面積。而且，太陽(yáng)能電池除了接 受照射到屋頂上的太陽(yáng)光，還可以接受照射到側(cè)壁上的太陽(yáng)光，從而提高太陽(yáng)能的利用效率


圖l是本發(fā)明第一實(shí)施例太陽(yáng)能屋的立體示意圖； 圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例太陽(yáng)能屋的爆炸立體圖3是圖2的太陽(yáng)能電池沿著III-III方向的剖面示意圖4是本發(fā)明第二實(shí)施例太陽(yáng)能屋的局部爆炸立體圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
請(qǐng)一起參閱圖1及圖2，本發(fā)明第一實(shí)施例太陽(yáng)能屋20包括一個(gè)房屋本體200及多個(gè)太陽(yáng) 能電池IOO。
房屋本體200大致呈長(zhǎng)方體狀，其包括一個(gè)屋頂202及四個(gè)與屋頂相接的側(cè)壁204。房屋 本體200可以采用常用的建筑材料建造，例如玻璃、磚塊等。在本實(shí)施例中，房屋本體200主 要是采用玻璃建造。
屋頂202的上表面及各個(gè)側(cè)壁204的外表面上均設(shè)置有太陽(yáng)能電池100。太陽(yáng)能電池100通 過(guò)例如粘接或者支架固定在屋頂202及各個(gè)側(cè)壁204上。在本實(shí)施例中，太陽(yáng)能電池100是通 過(guò)粘接固定。太陽(yáng)能電池100吸收照射到屋頂202及各個(gè)側(cè)壁204上的太陽(yáng)光，并將其轉(zhuǎn)換成 電能。太陽(yáng)能電池100通過(guò)電纜(圖未示)與變流器或蓄電池(圖未示)連接，變流器或蓄 電池與用電設(shè)備(例如照明設(shè)備等，圖未示)連接，從而對(duì)用電設(shè)備實(shí)施供電。
請(qǐng)參閱圖3，太陽(yáng)能電池100包括一個(gè)基板101，基板101具有一個(gè)表面1012，基板101的 表面1012上依次形成有背電極(Back Metal Contact Layer) 102， P型半導(dǎo)體層103， P-N結(jié)層104， N型半導(dǎo)體層105，及前電極(Front Metal Contact Layer) 106。
基板101可以是不可撓曲的或者可撓曲的。不可撓曲的基板101的材料是例如玻璃等?？?撓曲的基板101的材料是例如不銹鋼、鋁鎂合金或者聚合物。當(dāng)基板101采用可撓曲的材料， 太陽(yáng)能電池100可以撓曲，從而可以應(yīng)用到不同幾何形狀的表面上，進(jìn)而使設(shè)計(jì)更有彈性。
背電極102的材料可以是銀(Ag)，銅(Cu)，鉬(Mo)，鋁(Al)，銅鋁合金(Cu-Al
Alloy)，銀銅合金(Ag-Cu Alloy)，或者銅鉬合金(Cu-Mo Alloy)等。背電極102可以采 用濺射(Sputtering)或者沉積(D印osition)的方法形成。
P型半導(dǎo)體層103的材料可以是P型非晶硅(P type amorphous silicon,簡(jiǎn)稱P-a-Si) 材料，特別是P型含氫非晶硅(P type amorphous silicon with hydrogen,簡(jiǎn)稱P-a-Si:H )材料。當(dāng)然，該P(yáng)型半導(dǎo)體層的材料也可以是III-V族化合物或II-VI族化合物，特別是摻 雜鋁(Al)、鉀(Ga)、銦(In)的半導(dǎo)體材料，如氮化鋁鉀(AlGaN)或鋁砷化鎵( AlGaAs)。
優(yōu)選地，P型半導(dǎo)體層103的材料為P型非晶硅材料。非晶硅材料對(duì)光的吸收性比結(jié)晶硅 材料強(qiáng)約500倍，所以在對(duì)光子吸收量要求相同的情況下，非晶硅材料制成的半導(dǎo)體層的厚 度遠(yuǎn)小于結(jié)晶硅材料制成的半導(dǎo)體層的厚度。且非晶硅材料對(duì)基板材質(zhì)的要求更低。所以采 用非晶硅材料不僅可以節(jié)省大量的材料，也使得制作大面積的太陽(yáng)能電池成為可能(結(jié)晶硅 太陽(yáng)能電池的面積受限于硅晶圓的尺寸)。
P-N結(jié)層104的材料可以是結(jié)合性較好的III-V族化合物或I-III-VI族化合物，如碲化鎘 (CdTe)、銅銦硒(CuInSe2)等材料。也可以是銅銦鎵硒(Culm—xGaSe2， CIGS)。該P(yáng)-N 結(jié)層132用于將光子轉(zhuǎn)換成電子-孔穴對(duì)并形成勢(shì)壘電場(chǎng)。該P(yáng)-N結(jié)層132可以通過(guò)化學(xué)氣相沉 積法(Chemical Vapor D印osition， CVD)，濺射法等方法形成。
N型半導(dǎo)體層105的材料可以是N型非晶硅(N Type Amorphous Silicon,簡(jiǎn)稱N-a-Si) 材料，特別是N型含氫非晶硅(N Type Amorphous Silicon With Hydrogen,簡(jiǎn)稱N-a-Si:H )材料。當(dāng)然，該N型半導(dǎo)體層133的材料也可以是III-V族化合物或II-VI族化合物，特別是 摻雜氮(N)、磷(P)、砷(As)的半導(dǎo)體材料，如氮化鉀(GaN)或磷化銦鎵(InGaP)。
前電極106的材料可以是，例如，銦錫氧化層(Indium Tin 0xide， IT0)，氧化鋅( Zn0)等。
本發(fā)明太陽(yáng)能屋20的屋頂202的上表面及側(cè)壁204的外表面上均設(shè)置有太陽(yáng)能電池100， 從而增加太陽(yáng)能電池1 OO鋪設(shè)的面積，進(jìn)而增加太陽(yáng)能電池1 OO接收太陽(yáng)光的表面面積。而且 ，太陽(yáng)能電池100除了接受照射到屋頂202上的太陽(yáng)光，還可以接受照射到側(cè)壁204上的太陽(yáng) 光，從而提高太陽(yáng)能的利用效率。
請(qǐng)參閱圖4，本發(fā)明第二實(shí)施例太陽(yáng)能屋30與第一實(shí)施例太陽(yáng)能屋20類似，區(qū)別在于 房屋本體300的屋頂(未標(biāo)示)在縱截面上大致呈一個(gè)等邊三角形，屋頂?shù)母鱾€(gè)外表面上都 設(shè)置有太陽(yáng)能電池IOO。
另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能屋，其包括一個(gè)房屋本體及第一太陽(yáng)能電池，該房屋本體包括一個(gè)屋頂及至少一個(gè)側(cè)壁，該至少一個(gè)側(cè)壁與該屋頂相接，該第一太陽(yáng)能電池設(shè)置在該屋頂?shù)谋砻嫔希涮卣髟谟?，該太?yáng)能電池房屋進(jìn)一步包括第二太陽(yáng)能電池，該第二太陽(yáng)能電池設(shè)置在該至少一個(gè)側(cè)壁的表面上。
2.如權(quán)利要求l所述的太陽(yáng)能屋， 由玻璃制成。
3.如權(quán)利要求l所述的太陽(yáng)能屋，長(zhǎng)方體。
4.如權(quán)利要求3所述的太陽(yáng)能屋， 個(gè)側(cè)壁，每個(gè)側(cè)壁的表面上均設(shè)置有第二太陽(yáng)能電池。
5.如權(quán)利要求l所述的太陽(yáng)能屋， 包括一個(gè)基板、 一層背電極、 一層P型半導(dǎo)體層、 一層P-N結(jié)層、 一層N型半導(dǎo)體層及一層前 電極，該背電極形成在該基板的一個(gè)表面上，該P(yáng)型半導(dǎo)體層形成在該背電極上，該P(yáng)-N結(jié)層 形成在該P(yáng)型半導(dǎo)體層上，該N型半導(dǎo)體層形成在該P(yáng)-N結(jié)層上，該前電極形成在該P(yáng)-N結(jié)層上其特征在于，該房屋本體主要是 其特征在于，該房屋本體是一個(gè) 其特征在于，該房屋本體具有四 其特征在于，該第二太陽(yáng)能電池
6.如權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)能屋，其特征在于，該基板的材料是玻 璃、不銹鋼、鋁鎂合金或者聚合物。
7.如權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)能屋，其特征在于，該P(yáng)型半導(dǎo)體層的材 料是P型非晶硅、氮化鋁鎵或者砷化鋁鎵。
8.如權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)能屋，其特征在于，該P(yáng)-N結(jié)層的材料是 銅銦鎵硒、碲化鎘或者銅銦硒。
9.如權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)能屋，其特征在于，該N型半導(dǎo)體層的材 料是N型非晶硅、氮化鉀或者磷化銦鎵。
10.如權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)能屋，其特征在于，該前電極的材料是 銦錫氧化層或者氧化鋅。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能屋，其包括一個(gè)房屋本體、第一太陽(yáng)能電池及第二太陽(yáng)能電池。該房屋本體包括一個(gè)屋頂及至少一個(gè)側(cè)壁，該至少一個(gè)側(cè)壁與該屋頂相接，該第一太陽(yáng)能電池設(shè)置在該屋頂?shù)谋砻嫔?，該第二太?yáng)能電池設(shè)置在該至少一個(gè)側(cè)壁的表面上。本發(fā)明太陽(yáng)能屋的屋頂及側(cè)壁的表面上均設(shè)置有太陽(yáng)能電池，從而增加太陽(yáng)能電池鋪設(shè)的面積，進(jìn)而增加太陽(yáng)能電池接收太陽(yáng)光的表面面積。而且，太陽(yáng)能電池除了接受照射到屋頂上的太陽(yáng)光，還可以接受照射到側(cè)壁上的太陽(yáng)光，從而提高太陽(yáng)能的利用效率。
文檔編號(hào)E04D13/18GK101363266SQ20071020130
公開(kāi)日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2007年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月9日
發(fā)明者陳杰良 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司