專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種復(fù)合太陽(yáng)電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種太陽(yáng)能電池，尤其是一種復(fù)合太陽(yáng)電池，屬于新能源利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：隨著全球人口的增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源緊張和環(huán)境污染問(wèn)題日益突出?，F(xiàn)有的化石能源是不可再生能源，在可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái)會(huì)面臨開(kāi)采枯竭問(wèn)題，而太陽(yáng)能是取之不盡、用之不竭的清潔能源。因此，研究利用可再生能源特別是太陽(yáng)能對(duì)解決能源危機(jī)和環(huán)境保護(hù)，對(duì)人類(lèi)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。自1839年，貝克勒爾(Becquerel)首次報(bào)道在電解質(zhì)中發(fā)現(xiàn)了光生伏打效應(yīng)后，人類(lèi)邁出了太陽(yáng)電池研究的第一步。1883年美國(guó)發(fā)明家CharlesFritts制成了硒的光生伏打電池。1904年德國(guó)物理學(xué)家愛(ài)因斯坦建立了固體能帶理論，第一次論證了利用太陽(yáng)電池可以把太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換成電能。1954年D.M.Chapin等人在貝爾實(shí)驗(yàn)室首次研制成了光電轉(zhuǎn)換效率為6%的單晶硅太陽(yáng)電池，從而誕生了實(shí)用的光伏發(fā)電技術(shù)，并出現(xiàn)了現(xiàn)有硅電池的第一代產(chǎn)品。1955年以后太陽(yáng)電池?zé)o論在理論上或?qū)嶋H制造上都有了飛速的發(fā)展。1958年在"先鋒"號(hào)人造衛(wèi)星上首次應(yīng)用了單晶硅太陽(yáng)電池。從1956年開(kāi)始，又陸續(xù)研制成了硫化鎘(CdS)太陽(yáng)電池、硫化銅-硫化鎘(Cu2S-CdS)太陽(yáng)電池和砷化鎵(GaAs)太陽(yáng)電池，此后十多年，太陽(yáng)電池主要應(yīng)用于太空。1973年世界爆發(fā)了第一次能源危機(jī)，使人們清醒地認(rèn)識(shí)到地球上化石能源儲(chǔ)藏及供給的有限性，客觀上要求人們必須尋找其它可替代的能源技術(shù)，改變現(xiàn)有的以使用單一化石能源為基礎(chǔ)的能源供給結(jié)構(gòu)。為此，以美國(guó)為首的西方發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛投入大量人力、物力和財(cái)力支持太陽(yáng)電池的研究和發(fā)展，同時(shí)在以亟待解決的與化石能源燃燒有關(guān)的大氣污染、溫室效應(yīng)等環(huán)境問(wèn)題的促使下，在全世界范圍內(nèi)掀起了開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能的熱潮，也由此拉開(kāi)了地面應(yīng)用太陽(yáng)電池的序幕。雖然太陽(yáng)能是一種清潔、無(wú)污染的綠色能源，但是對(duì)于大面積應(yīng)用還受到兩個(gè)主要瓶頸的限制一、成本；二、效率。盡管硅太陽(yáng)電池已經(jīng)從大約10000美元/瓦降到了目前的5美元/瓦，但還是很難讓人們接受。為此，人們研制開(kāi)發(fā)了其他廉價(jià)材料的太陽(yáng)電池，其中包括非晶硅薄膜太陽(yáng)電池、多晶硅薄膜太陽(yáng)電池、銅銦硒(CIS)、砷化鎵和硫化鎘薄膜電池、有機(jī)太陽(yáng)電池和塑料電池，但是效率都很低，很難商業(yè)化應(yīng)用。按照目前的理論太陽(yáng)電池的能量轉(zhuǎn)換效率不超過(guò)30%，到目前為止只有澳大利亞新南威爾士大學(xué)趙建華在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)了40112的PERL硅電池轉(zhuǎn)換效率為24.7%的世界最高紀(jì)錄，而商業(yè)化的電池也只有百分之十幾。因此，高效太陽(yáng)電池是當(dāng)今的一個(gè)熱點(diǎn)研究方向。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種高效的復(fù)合太陽(yáng)電池。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種復(fù)合太陽(yáng)電池，由凸透鏡(1)、三棱鏡(2)、復(fù)合太陽(yáng)電池(3)和底座(5)組成。凸透鏡(1)、三棱鏡(2)和復(fù)合太陽(yáng)電池(3)固定在底座(5)上。凸透鏡(1)和三棱鏡(2)處于復(fù)合太陽(yáng)電池(3)前。復(fù)合電池(3)由七塊太陽(yáng)電池組成。太陽(yáng)光通過(guò)凸透鏡聚光，以增強(qiáng)光的強(qiáng)度，再通過(guò)三棱鏡的折射將復(fù)色光分解成單色光照到復(fù)合電池上。本實(shí)用新型將太陽(yáng)光進(jìn)行了分解，使各單色光與相應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換效率高的材料相對(duì)應(yīng)，這樣本實(shí)用新型的電池對(duì)可見(jiàn)光的光電轉(zhuǎn)換效率是最高的。圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的工作原理圖。圖3是實(shí)施例的工作原理圖。具體實(shí)施方式如圖l所示一種復(fù)合太陽(yáng)電池，由凸透鏡l、三棱鏡2、復(fù)合太陽(yáng)電池3和底座5組成。凸透鏡1、三棱鏡2和復(fù)合太陽(yáng)電池3固定在底座5上。凸透鏡1和三棱鏡2處于復(fù)合太陽(yáng)電池3前。復(fù)合電池3由七塊太陽(yáng)電池組成。如圖2所示，太陽(yáng)光4通過(guò)凸透鏡1聚光，以增強(qiáng)光的強(qiáng)度，再通過(guò)三棱鏡2的折射將復(fù)色光分解成單色光照到復(fù)合電池3上。調(diào)整三棱鏡2與復(fù)合電池3的距離使紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫各單色光的寬度與相應(yīng)太陽(yáng)能電池材料的寬度相匹配。太陽(yáng)電池是將光能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，衡量一個(gè)電池的好壞關(guān)鍵是電池的光電轉(zhuǎn)換效率，而影響電池轉(zhuǎn)換效率的原因很多包括它的結(jié)構(gòu)、結(jié)的特性、材料性質(zhì)、工作溫度、放射性粒子輻射情況和環(huán)境變化等，但是其中一個(gè)重要的因素是光譜響應(yīng)特性，它是指太陽(yáng)電池對(duì)某些特定波長(zhǎng)的光，能給出最大的電流，產(chǎn)生最佳的響應(yīng)特性。我們知道太陽(yáng)光(即白色光)是復(fù)色光，由紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種顏色光構(gòu)成，我們目前所研究的太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率只是單一材料對(duì)復(fù)色光的光電轉(zhuǎn)換效率的一個(gè)平均值，通過(guò)前人研究我們發(fā)現(xiàn)Si電池、GaAs電池、CdTe電池、CdS電池等都對(duì)不同波長(zhǎng)的光有最佳的光譜響應(yīng)。鑒于此，我們可以先研究可見(jiàn)光中的單色光對(duì)于哪種材料電池的光電轉(zhuǎn)換效率高，之后將對(duì)各種單色光光電轉(zhuǎn)換效率高的材料制成條形按紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫的順序排列好，每條的寬度按可見(jiàn)光折射的各單色光寬度而定，這樣我們就可以制成一個(gè)復(fù)合材料的太陽(yáng)能電池，并在太陽(yáng)電池前面加凸透鏡和三棱鏡，凸透鏡用于聚光，三棱鏡用于將復(fù)色光分解成單色光，調(diào)整三棱鏡與電池的距離使紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫各單色光的寬度與相應(yīng)材料的寬度相匹配。實(shí)施例:各種不同顏色光的波長(zhǎng)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>530上表列出了各種不同顏色的光的波段及標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)。我們知道ZnSe太陽(yáng)電池的光譜響應(yīng)范圍是300~475nm，最佳響應(yīng)波長(zhǎng)是400nm，可以對(duì)應(yīng)紫光；CdS太陽(yáng)電池的光譜響應(yīng)范圍是300500nm，最佳響應(yīng)波長(zhǎng)是460nm，可以對(duì)應(yīng)藍(lán)光；GaAs太陽(yáng)電池的光譜響應(yīng)范圍是440~870nm，而且在480mn600nm之間出現(xiàn)了比較平直的最佳響應(yīng)波段，可以對(duì)應(yīng)青、綠、黃三種光；CdTe太陽(yáng)電池的光譜響應(yīng)范圍是550800nm，最佳響應(yīng)波長(zhǎng)是600nm，可以對(duì)應(yīng)橙光；Si太陽(yáng)電池的光譜響應(yīng)范圍較長(zhǎng)是4001100nrn，最佳響應(yīng)波長(zhǎng)是700nm，可以對(duì)應(yīng)紅光。因此，這種一種復(fù)合太陽(yáng)電池可以由ZnSe、CdS、GaAs、CdTe、Si太陽(yáng)電池共同組成，如圖3所示，其效率將高于單種電池在普通太陽(yáng)光(白光)照射下的效率。權(quán)利要求1、一種復(fù)合太陽(yáng)電池，包括底座(5)，其特征在于，它還包括固定在底座(5)上的凸透鏡(1)、三棱鏡(2)、和復(fù)合太陽(yáng)電池(3);凸透鏡(1)和三棱鏡(2)處于復(fù)合太陽(yáng)電池(3)前；復(fù)合電池(3)由七塊太陽(yáng)電池組成。-2、如權(quán)利要求l所述的一種復(fù)合太陽(yáng)電池，其特征在于，復(fù)合太陽(yáng)電池(3)由ZnSe、CdS、GaAs、CdTe、Si太陽(yáng)電池共伺組成。專(zhuān)利摘要一種復(fù)合太陽(yáng)電池，由凸透鏡(1)、三棱鏡(2)、復(fù)合太陽(yáng)電池(3)和底座(5)組成。凸透鏡(1)、三棱鏡(2)和復(fù)合太陽(yáng)電池(3)固定在底座(5)上。凸透鏡(1)和三棱鏡(2)處于復(fù)合太陽(yáng)電池(3)前。復(fù)合電池(3)由七塊太陽(yáng)電池組成。太陽(yáng)光通過(guò)凸透鏡聚光，以增強(qiáng)光的強(qiáng)度，再通過(guò)三棱鏡的折射將復(fù)色光分解成單色光照到復(fù)合電池上。調(diào)整三棱鏡與電池的距離使紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫各單色光的寬度與相應(yīng)材料的寬度相匹配。本實(shí)用新型將太陽(yáng)光進(jìn)行了分解，使各單色光與相應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換效率高的材料相對(duì)應(yīng)，這樣本實(shí)用新型的電池對(duì)可見(jiàn)光的光電轉(zhuǎn)換效率是最高的。文檔編號(hào)H01L31/042GK201038169SQ200720011669公開(kāi)日2008年3月19日申請(qǐng)日期2007年4月13日優(yōu)先權(quán)日2007年4月13日發(fā)明者尚曉峰,朱文祥,光楊,王賀權(quán),欽蘭云申請(qǐng)人:沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院