專利名稱：可夜間工作的太陽能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能利用的技術(shù)，特別涉及一種可夜間工作的太陽能電池。
背景技術(shù)：
伴隨著社會經(jīng)濟高速發(fā)展的同時，能源問題逐漸凸顯出來，面對著電力、煤炭、石 油等不可再生能源的不斷減少，開發(fā)新能源成為各國研究人員關(guān)注的熱點，然而太陽能作 為一種清潔、高效和永不衰竭的新能源，受到了大家的關(guān)注，而太陽能電池更是近年來研究 白勺 ^^ ； ^^ O太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，以光 電效應(yīng)工作的薄膜式太陽能電池為主流?，F(xiàn)有太陽能電池可以是單晶太陽能電池、多晶太 陽能電池、非晶太陽能電池、有機太陽能電池、無機太陽能電池。其轉(zhuǎn)換原理可簡述為太陽 光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)上，形成新的空穴_電子對，在p-n結(jié)電場的作用下，空穴由η區(qū)流向 P區(qū)，電子由P區(qū)流向η區(qū)，接通電路后就形成電流。然而現(xiàn)有太陽能電池仍是利用太陽輻 射能的傳統(tǒng)方法，只有在在自然光存在的條件下實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生電能，還未見到可以夜 間工作的太陽能電池，這使得其利用受到限制。而長余輝發(fā)光材料是一類可以儲存外界光 輻射的能量，即在自然光或其它人造光源照射下能夠存儲外界光輻射的能量，然后在某一 溫度下(指室溫)，緩慢地以可見光的形式釋放這些存儲能量的光致發(fā)光材料。目前，開發(fā) 的以堿土鋁酸鹽為基質(zhì)的稀土長余輝發(fā)光材料，以其優(yōu)異的長余輝發(fā)光性能，引起了人們 對長余輝發(fā)光材料的廣泛關(guān)注。目前稀土離子摻雜的堿土鋁(硅)酸鹽長余輝材料已進入 實用階段。長余輝材料的形態(tài)也從粉末擴展至玻璃、單晶、薄膜和玻璃陶瓷。長余輝材料的 應(yīng)用也受到人們越來越多的重視。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是利用長余輝熒光材料的特性，將其加入太陽能電池中，使太陽 能電池在夜間也可以工作，克服了現(xiàn)有太陽能電池只能工作于白天的條件的缺陷。為達到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的一種可夜間工作的太陽能電池，從上到下依次設(shè)置有玻璃蓋板、抗反射涂層、第二 電極、半導(dǎo)體材料、第一電極，其特征在于，在抗反射涂層與第二電極之間另外設(shè)有長余輝 材料層。上述方案中。所述的長余輝熒光材料為鋁酸鍶摻雜二價銪或三價鏑、鋁酸鈣摻雜 二價銪或三價釹、硫化鈣摻雜鈰任一一種熒光材料。所述第一電極為鋁薄膜電極；第二電極為梳狀銀電極、金屬接觸網(wǎng)或ΙΤ0。所述抗 反射涂層為氮化硅薄膜。所述半導(dǎo)體材料為硅薄膜、化合物半導(dǎo)體薄膜或有機薄膜。所述 硅薄膜是單晶硅、多晶硅或非晶硅薄膜。本發(fā)明利用長余輝熒光材料的長余輝特性，在白天，日光存在的條件下，太陽能電 池接受自然光進行工作，長余輝熒光材料層也同時吸收太陽光來儲存能量；在夜間，失去自然光，由于長余輝熒光材料產(chǎn)生的余輝，太陽能電池便可利用余輝進行光電轉(zhuǎn)換，繼續(xù)工作 產(chǎn)生電能，達到提高光電轉(zhuǎn)換效率的目的，提高太陽能電池的產(chǎn)能。


圖1是現(xiàn)有太陽能電池器件層間結(jié)構(gòu)示意圖，實際各層長度應(yīng)該是上下對齊的。圖2是本發(fā)明可夜間工作的太陽能電池器件的層間結(jié)構(gòu)示意，實際各層長度應(yīng)該 是上下對齊的。圖1、圖2中，1、玻璃蓋板；2、抗反射涂層；3、第二電極；4、半導(dǎo)體材料；5、第一電 極；6、長余輝材料層。
具體實施例方式如圖2所示，一種可夜間工作的太陽能電池，從下至上包括第一電極5 (背電極)、 半導(dǎo)體材料4、第二電極3、長余輝熒光材料層6、抗反射涂層2和玻璃蓋板1。其中第一電 極5為鋁電極薄膜。半導(dǎo)體材料4可以分為兩層硅薄膜下層為P型硅，上層為N型硅。第 二電極3為銀電極，銀電極是梳狀的。長余輝熒光材料層6用商用的余輝持續(xù)時間可達IOh 以上的鋁酸鍶摻雜二價銪或三價鏑的高亮度長余輝熒光材料制成。抗反射涂層2為氮化硅 薄膜。在玻璃蓋板1上依次制作抗反射涂層2、長余輝熒光材料層6、梳狀銀電極、N型硅、 P型硅、鋁電極薄膜。以上實施例為本發(fā)明的一個舉例，不應(yīng)被視為本發(fā)明的限定。如硅薄膜可以是 單晶硅、多晶硅或非晶硅薄膜。第二電極3也可為金屬接觸網(wǎng)或ΙΤ0。長余輝熒光材料層 6也可用鋁酸鈣摻雜二價銪或三價釹、硫化鈣摻雜鈰的熒光材料。半導(dǎo)體材料也可采用化 合物半導(dǎo)體薄膜或有機薄膜，其中化合物半導(dǎo)體薄膜可為非結(jié)晶形(a_Si:H，a-Si:H:F, a-SixGel-x:H 等)JII -V 族(GaAs, InP 等)、II - VI族(Cds 系)和磷化鋅(Zn3P2)等。
權(quán)利要求
一種可夜間工作的太陽能電池，從上到下依次設(shè)置有玻璃蓋板、抗反射涂層、第二電極、半導(dǎo)體材料、第一電極，其特征在于，在抗反射涂層與第二電極之間另外設(shè)有長余輝材料層。
2.如權(quán)利要求1所述的可夜間工作的太陽能電池，其特征在于，所述的長余輝熒光材 料為鋁酸鍶摻雜二價銪或三價鏑、鋁酸鈣摻雜二價銪或三價釹、硫化鈣摻雜鈰任一一種熒 光材料。
3.如權(quán)利要求1所述的可夜間工作的太陽能電池，其特征在于，所述第一電極為鋁薄 膜電極；第二電極為梳狀銀電極、金屬接觸網(wǎng)或ΙΤ0。
4.如權(quán)利要求1所述的可夜間工作的太陽能電池，其特征在于，所述抗反射涂層為氮化硅薄膜。
5.如權(quán)利要求1所述的可夜間工作的太陽能電池，其特征在于，所述半導(dǎo)體材料為硅 薄膜、化合物半導(dǎo)體薄膜或有機薄膜。
6.如權(quán)利要求5所述的可夜間工作的太陽能電池，其特征在于，所述硅薄膜是單晶硅、 多晶硅或非晶硅薄膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可夜間工作的太陽能電池，從上到下依次設(shè)置有玻璃蓋板、抗反射涂層、第二電極、半導(dǎo)體材料、第一電極，其特征在于，在抗反射涂層與第二電極之間另外設(shè)有長余輝材料層。本發(fā)明利用長余輝熒光材料的長余輝特性，在白天，日光存在的條件下，太陽能電池接受自然光進行工作，長余輝熒光材料層也同時吸收太陽光來儲存能量；在夜間，失去自然光，由于長余輝熒光材料產(chǎn)生的余輝，太陽能電池便可利用余輝進行光電轉(zhuǎn)換，繼續(xù)工作產(chǎn)生電能，達到提高光電轉(zhuǎn)換效率的目的，提高太陽能電池的產(chǎn)能。
文檔編號H01L31/055GK101882634SQ201010226478
公開日2010年11月10日 申請日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者丁文, 史興武, 司金海, 徐傳鑲, 朱保榮, 朱江 申請人:西安交通大學(xué)