一种纳米碳管硅胶封装的非晶硅薄膜太阳电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种纳米碳管硅胶封装的非晶硅薄膜太阳电池，属于太阳电池和新能源领域，尤其可用于pin型非晶硅薄膜太阳电池，衬底在下面的非晶硅薄膜太阳电池迎光面是用透明导电薄膜作为电极的，在其上封上一层带纳米碳管的硅胶，既保护了薄膜电池，又提高了电池的效率。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术公开了一种纳米碳管硅胶封装的非晶硅薄膜太阳电池，属于太阳电池和新能源领域。
技术介绍
上世纪70年代的能源危机，使各国更加重视寻找可替代能源，这为薄膜太阳能电池的开发奠定了基础。最早开发的主要是非晶硅薄膜电池，但非晶硅薄膜电池转换效率低， 一股只有5% _8%，并且氢化非晶硅还有光致衰退问题，但是由于其制造工艺简单、成本低、不需要高温过程、衬底选择余地大、适于大面积生产等特点，在上世纪80代中后期，非晶硅太阳能电池产量份额曾一度达到20%。但由于其受本征及非本征衰减大等问题累加的困扰，加之市场规模很小，发展受到限制。科学家们开始研究开发转换效率高的化合物薄膜电池，一股在10%以上，甚至达到20%，但因成本高、部分元素有污染等问题，使推广受到限制。多晶硅薄膜电池效率达到15%以上，但由于工艺复杂等，大面积电池尚存在诸多问题。基于非晶硅及多晶化合物半导体(包括纳米氧化钛染料及多晶硅薄膜)的薄膜太阳能电池的市场份额虽然现在占整个光伏市场的不足20%，但随着非晶硅太阳能电池的衰减降低、CIGS和CdTe太阳能电池制造技术的突破，薄膜太阳能电池更具备竞争性。围绕薄膜太阳能电池研究的热点是，开发高效、低成本、长寿命的光伏太阳能电池。它们应具有如下特征低成本、高效、长寿命、材料来源丰富、无毒，科学家们比较看好非晶硅薄膜太阳能电池。目前，较成熟且已经大批量生产的薄膜太阳能电池是基于非晶硅系的薄膜太阳能电池，具有以下突出优点高温下的光伏输出特性好，比晶体硅太阳能电池有更大的实际功率输出，环境友好，更少的能量偿还时间。薄膜太阳能电池还有一个重要优点是适合作与建筑结合的光伏发电组件(BIPV) 双层玻璃封装刚性的薄膜太阳能电池组件，可以根据需要，制作成不同的透光率，可以部分代替玻璃幕墙，而不锈钢和聚合物衬底的柔性薄膜太阳能电池适用于建筑屋顶等需要造型的部分。一方面它具有漂亮的外观，能够发电；另一方面，用于薄膜太阳能电池的透明导电薄膜(TCO)又能很好地阻挡外部红外射线的进入和内部热能的散失，双层玻璃中间的 PVB或EVA，能够有效隔断能量的传导，起到LOW-E玻璃的功能。由于城市用地的稀缺性，大规模占用耕地建设地面太阳能光伏发电站几乎不可能，但是，城市大量的既有和待开发的建筑外立面和屋顶面积，是城市利用光伏发电最好的平台它们避免了现有玻璃幕墙的光污染问题，又能代替建材，同时发电又节能，将成为未来城市利用光伏发电的主要方向。目前占最大份额的薄膜太阳能电池是非晶硅太阳能电池，通常为pin结构电池， 窗口层为掺硼的P型非晶硅，接着沉积一层未掺杂的i层，再沉积一层掺磷的N型非晶硅， 并镀电极。非晶硅电池一股采用PECVD(PlasmaEnhancedChemicalVaporD印osition-等离子增强型化学气相沉积)方法使高纯硅烷等气体分解沉积而成的。此种制作工艺，可以在生产中连续在多个真空沉积室完成，以实现大批量生产。由于沉积分解温度低，可在玻璃、不锈钢板、陶瓷板、柔性塑料片上沉积薄膜，易于大面积化生产，成本较低。在玻璃衬底上制备的非晶硅基太阳能电池的结构为Glass/TCO/p-a-SiC H/i-a-Si H/n-a-Si H/A1， 在不锈钢衬底上制备的非晶硅基太阳能电池的结构为SS/aiO/n-a-Si: H/i-a-Si (Ge): H/ p-na-Si:H/IT0/Al。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服目前非晶体硅薄膜太阳电池的缺点，提供一种纳米碳管硅胶封装的非晶硅薄膜太阳电池。本技术采用如下技术方案一种纳米碳管硅胶封装的非晶硅薄膜太阳电池，包括有Pin型非晶硅薄膜太阳电池，其特征在于在太阳电池的受光面上封上一层硅胶，所述的硅胶层中分布有纳米碳管。所述的纳米碳管硅胶封装的非晶硅薄膜太阳电池，其特征在于所述的纳米碳管的长度在5微米以内，直径在10纳米以内。所述的纳米碳管硅胶封装的非晶硅薄膜太阳电池，其特征在于所述的硅胶与纳米碳管的重量比为4-8 1。所述的纳米碳管硅胶封装的非晶硅薄膜太阳电池，其特征在于所述的硅胶层采用包括502系列的快速胶水在内的高分子胶粘层替代。本技术的有益效果在太阳电池上封上一层带纳米碳管的硅胶，既保护了薄膜电池，又由于纳米碳管的掺入，影响了表面态密度和带电状态，使得开路电压有较大的提升，提高了电池的输出功率和效率；采用硅胶或其他高分子胶体作封装，可对电池做防湿度和污染的保护。附图说明图1为本技术结构示意图。图2为测试结果比较实线为带有CNT的硅胶涂敷的非晶硅太阳电池样品所测试出的光照I-V曲线；虚线为不带有任何硅胶涂敷的非晶硅太阳电池样品所测试出的光照 I-V曲线。具体实施方式实施例1 如图1所述，用硅片做基底1，在其上制备出薄膜太阳电池，其结构如图1所示，电池背面导电层2可为金属薄膜层，如铝薄膜或银薄膜，电池为非晶硅pin结构，正面金属电极3采用铟材料焊接到正面的透明导电薄膜6上，硅胶4和纳米碳管5混合均后涂在电池受光面。正面透明导电薄膜6常常用掺铝的氧化锌部门，即ZAO薄膜，但不限于仅仅采用ZAO 薄膜，正面非晶硅薄膜7为ρ型导电，8为本征非晶硅薄膜，9为背面的η型非晶硅薄膜，背面的铟金属电极10也是采用电烙铁焊接方法直径焊接到金属薄膜上。实施例2 带有纳米碳管胶体封装和不带有纳米碳管胶体封装的电池样品的测试结果比较，如图2所示，带有纳米碳管硅胶涂敷的电池开路电压超过了没有封装的样品的开路电压9%，填充因子提高了四％，效率提高了 36%。权利要求1.一种纳米碳管硅胶封装的非晶硅薄膜太阳电池，包括有pin型非晶硅薄膜太阳电池，其特征在于在太阳电池的受光面上封上一层硅胶，所述的硅胶层中分布有纳米碳管。2.根据权利要求1所述的纳米碳管硅胶封装的非晶硅薄膜太阳电池，其特征在于所述的纳米碳管的长度在5微米以内，直径在10纳米以内。3.根据权利要求1所述的纳米碳管硅胶封装的非晶硅薄膜太阳电池，其特征在于所述的硅胶与纳米碳管的重量比为4-8 1。专利摘要本技术公开了一种纳米碳管硅胶封装的非晶硅薄膜太阳电池，属于太阳电池和新能源领域，尤其可用于pin型非晶硅薄膜太阳电池，衬底在下面的非晶硅薄膜太阳电池迎光面是用透明导电薄膜作为电极的，在其上封上一层带纳米碳管的硅胶，既保护了薄膜电池，又提高了电池的效率。文档编号H01L31/075GK202178283SQ20112004426公开日2012年3月28日 申请日期2011年2月22日 优先权日2011年2月22日专利技术者吕寅, 周之斌, 周金莲, 喻龙, 方超, 杨健, 童朝俊, 马玉锋 申请人:芜湖明远新能源科技有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周之斌，马玉锋，吕寅，杨健，方超，周金莲，童朝俊，喻龙，
申请(专利权)人：芜湖明远新能源科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：