使用半導(dǎo)體納米晶體的太陽能電池模塊的制作方法
【專利說明】使用半導(dǎo)體納米晶體的太陽能電池模塊
[0001]本申請(qǐng)是原案申請(qǐng)?zhí)枮?01010625042.6的發(fā)明專利申請(qǐng)(申請(qǐng)日:2010年12月15日，發(fā)明名稱:使用半導(dǎo)體納米晶體的太陽能電池模塊)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及使用具有向下轉(zhuǎn)換特性的材料制備的太陽能電池和太陽能電池模塊，并且更具體地說，涉及太陽能電池以及太陽能電池模塊，其能夠增加入射到太陽能電池上的光子的數(shù)量或者入射光的吸收率，從而增大產(chǎn)生的電流量并因此提高其光電轉(zhuǎn)換效率。
【背景技術(shù)】
[0003]最近，由于例如石油價(jià)格的高度上揚(yáng)、環(huán)境問題、礦物能源的耗盡、核能產(chǎn)生過程中產(chǎn)生的廢料處理、以及新能源工廠建設(shè)項(xiàng)目的阻力等問題，對(duì)新的可再生能源的興趣開始升溫。在新的可再生能源中，對(duì)作為無污染能源的太陽能電池的研宄和開發(fā)正在積極進(jìn)行。
[0004]太陽能電池是利用光伏效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。太陽能電池具有很多的優(yōu)點(diǎn)，例如沒有污染，具有無限的能源，并且具有半永久的壽命，并且有望作為最終解決人類的能源問題以及無數(shù)的環(huán)境問題的能源。
[0005]根據(jù)構(gòu)成太陽能電池的材料，太陽能電池可分為硅太陽能電池、薄膜太陽能電池、染料敏化太陽能電池、有機(jī)化合物太陽能電池等等。在這些多種類型的太陽能電池中，因?yàn)榫w硅太陽能電池構(gòu)成了全球太陽能電池生產(chǎn)中的大部分，并且具有比其它太陽能電池高的效率，所以在持續(xù)開發(fā)用于降低晶體硅太陽能電池的單位生產(chǎn)成本的技術(shù)，并且晶體硅太陽能電池被認(rèn)為是最普及的太陽能電池。
[0006]通常，當(dāng)商業(yè)化時(shí)，將太陽能電池制備成具有模塊結(jié)構(gòu)，其中將執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換功能的太陽能電池與保護(hù)部件、填充物、以及加固部件封裝。
[0007]因此，為了優(yōu)化太陽能電池的光電效率，需要對(duì)太陽能電池模塊結(jié)構(gòu)的研宄和開發(fā)以獲得高的效率。本發(fā)明的實(shí)施方式提出了一種改進(jìn)太陽能電池和太陽能電池模塊以提高太陽能電池和太陽能電池模塊的光電轉(zhuǎn)換效率的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種太陽能電池及其太陽能電池模塊，該太陽能電池模塊適用于各種太陽能電池，同時(shí)利用使用太陽能電池的太陽能電池模塊的制備工藝，以增加光電轉(zhuǎn)換效率。
[0009]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種使用能量下轉(zhuǎn)換材料制備的太陽能電池及其太陽能電池模塊，所述能量下轉(zhuǎn)換材料對(duì)入射到太陽能電池上的光進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以增加光的吸收率，或者光的光子數(shù)，從而增加太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
[0010]本發(fā)明的目的并不限于上述的目的，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，上面沒有提及的其它目的也可以從下面的內(nèi)容中變得清楚。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施方式，提供了一種太陽能電池模塊，該太陽能電池模塊包括太陽能電池，并且包括插入層，該插入層包含半導(dǎo)體納米晶體，所述半導(dǎo)體納米晶體具有用于將入射光轉(zhuǎn)換為能量低于所述入射光的能量的發(fā)射光的向下轉(zhuǎn)換特性，從而增加入射光的光子的數(shù)量或者入射光的吸收率的量，因此增加太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
[0012]更具體地說，所述太陽能電池模塊可以包括:多個(gè)太陽能電池，各個(gè)太陽能電池包括至少一個(gè)光電轉(zhuǎn)換層；設(shè)置在所述多個(gè)太陽能電池的上表面上的至少一個(gè)透明部件；以及用于密封所述多個(gè)太陽能電池的填充層，其中，從所述至少一個(gè)透明部件和所述填充層中選擇的至少一層包含半導(dǎo)體納米晶體。
[0013]所述太陽能電池模塊可以進(jìn)一步包括設(shè)置在所述多個(gè)太陽能電池的下表面上的背板。
[0014]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例實(shí)施方式，提供了一種太陽能電池模塊，該太陽能電池模塊包括:多個(gè)太陽能電池，各個(gè)太陽能電池包括至少一個(gè)半導(dǎo)體層、以及設(shè)置在所述太陽能電池的光入射到的表面上的至少一個(gè)層，例如至少一個(gè)防反射膜；設(shè)置在這些太陽能電池的上表面上的至少一個(gè)透明部件；以及用于密封這些太陽能電池的填充層。在這個(gè)示例中，從所述至少一個(gè)透明部件、所述至少一個(gè)透明部件和所述填充層中選擇的至少一層包含按比入射光的能量低的能量發(fā)光的半導(dǎo)體納米晶體。
[0015]也就是說，從所述防反射膜的多層中選擇的任何一層、從多個(gè)透明部件中選擇的任何一個(gè)透明部件、或者所述填充層中可以包含散布的半導(dǎo)體納米晶體。
[0016]替代從上述層中的至少一層中的一層，從上述層中選擇的多層都可以包含半導(dǎo)體納米晶體。
[0017]多個(gè)防反射膜中最上層防反射膜可以包含半導(dǎo)體納米晶體。
[0018]也就是說，多個(gè)防反射膜可以形成在太陽能電池的正面上。在這種情況下，所述多個(gè)防反射膜中的任何一個(gè)都可以包含半導(dǎo)體納米晶體，并且優(yōu)選但不是必須的，靠近所述太陽能電池模塊的光入射表面的最上層防反射膜包含半導(dǎo)體納米晶體。
[0019]所述至少一個(gè)透明部件可以包括透明樹脂膜。所述至少一個(gè)透明部件可以包括剛性透明基板和透明樹脂膜，所述透明樹脂膜可以包含半導(dǎo)體納米晶體。所述剛性透明基板可以是玻璃基板或者透明的聚合塑料基板。
[0020]如果所述至少一個(gè)透明部件包括所述剛性透明基板和所述透明樹脂膜，則所述透明樹脂膜可以形成在所述剛性透明基板的正面和背面中的至少一個(gè)上。
[0021]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例實(shí)施方式，提供了一種太陽能電池，該太陽能電池包括至少一個(gè)光電轉(zhuǎn)換層、和設(shè)置在所述至少一個(gè)光電轉(zhuǎn)換層上的光入射表面上的至少一個(gè)層，例如至少一個(gè)防反射膜，其中，所述至少一個(gè)防反射膜包含半導(dǎo)體納米晶體。
[0022]所述至少一個(gè)防反射膜可以包括兩層或者更多層，所述兩層或者更多層的最上層可以包含半導(dǎo)體納米晶體。
[0023]所述至少一個(gè)光電轉(zhuǎn)換層可以包括第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體基板、以及設(shè)置在所述第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體基板上的摻雜有第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)的射極層，并且，所述太陽能電池可以進(jìn)一步包括連接到所述射極層的第一電極、和連接到所述第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體基板的第二電極。
[0024]所述至少一個(gè)防反射膜可以包括:第一防反射膜，其包括至少一個(gè)層并且形成在所述射極層的上表面，使得所述第一電極通過所述第一防反射膜而連接到所述射極層；以及第二防反射膜，其形成在所述第一防反射膜的正面，并且包含半導(dǎo)體納米晶體。
[0025]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例實(shí)施方式，提供了一種太陽能電池模塊，該太陽能電池模塊包括:太陽能電池層，其中，多個(gè)具有至少一個(gè)半導(dǎo)體層的太陽能電池串聯(lián)連接；設(shè)置在所述太陽能電池層的下表面的背板；設(shè)置在所述太陽能電池層的上表面的透明部件；以及用于密封所述太陽能電池層中的所述多個(gè)太陽能電池的填充層，其中，從所述填充層和所述透明部件中選擇的至少一層包含半導(dǎo)體納米晶體，該半導(dǎo)體納米晶體將入射光轉(zhuǎn)換為能量比所述入射光的能量低的光，然后發(fā)射轉(zhuǎn)換得到的具有較低能量的光。
【附圖說明】
[0026]結(jié)合附圖，根據(jù)以下詳細(xì)說明，可以更清楚地理解本發(fā)明的上述以及其它的目的、特征以及其它的優(yōu)點(diǎn)，在附圖中:
[0027]圖1到5是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的使用半導(dǎo)體納米晶體的太陽能電池的結(jié)構(gòu)的縱向截面圖；以及
[0028]圖6到9是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的使用多個(gè)太陽能電池的太陽能電池模塊的結(jié)構(gòu)