專(zhuān)利名稱(chēng)：：太陽(yáng)能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及光電轉(zhuǎn)化
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種太陽(yáng)能電池。
背景技術(shù)：
：太陽(yáng)能電池是利用可再生環(huán)保能源太陽(yáng)能而實(shí)現(xiàn)發(fā)電，即將太陽(yáng)的輻射能通過(guò)半導(dǎo)體材料轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?請(qǐng)參見(jiàn)"GrownjunctionGaAssolarcell"，Shen，C.C.;Pearson，G丄proceedingsoftheIEEE，Vol聽(tīng)64，Issue3，March1976Page(s):384-385)。太陽(yáng)能電池板的結(jié)構(gòu)主要包括光電轉(zhuǎn)化層。該光電轉(zhuǎn)化層由P型半導(dǎo)體材料和N型半導(dǎo)體材料形成的PN結(jié)組成。當(dāng)太陽(yáng)光照射到光電轉(zhuǎn)化層的半導(dǎo)體材料上時(shí)，該光電轉(zhuǎn)化層吸收太陽(yáng)光中與該半導(dǎo)體材料對(duì)應(yīng)波段的光。而該被吸收光中的光子與組成半導(dǎo)體的原子及價(jià)電子發(fā)生碰撞，產(chǎn)生電子空穴對(duì)，從而使光能以產(chǎn)生電子空穴對(duì)的形式轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔軐?shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換過(guò)程，并對(duì)外接在P型半體材料層和N型半導(dǎo)體材料層的金屬引線的負(fù)載供電。目前，太陽(yáng)能電池通常包括CdTe或硅基半導(dǎo)體材料制作的光電轉(zhuǎn)化層，其最多只能吸收波長(zhǎng)為400-1100nm之間的光。而該波長(zhǎng)范圍以外的太陽(yáng)光會(huì)被該光電轉(zhuǎn)化層反射，并不能被轉(zhuǎn)化為電能。由此，該部分的太陽(yáng)光被浪費(fèi)，使得太陽(yáng)能電池的光轉(zhuǎn)換效率較低。
發(fā)明內(nèi)容因此，有必要提供一種太陽(yáng)能電池，以解決以上問(wèn)題，并增加太陽(yáng)能電池對(duì)太陽(yáng)光的轉(zhuǎn)換效率。以下將以實(shí)施例說(shuō)明一種太陽(yáng)能電池?！N太陽(yáng)能電池，包括其包括包括光伏轉(zhuǎn)換模組，用于吸收太陽(yáng)光，并將其轉(zhuǎn)化為電能。該光伏轉(zhuǎn)換模組具有光入射面。該光入射面上設(shè)置有玻璃層。該玻璃層內(nèi)摻雜有銪元素，用于將太陽(yáng)光中的短波長(zhǎng)的光轉(zhuǎn)換為長(zhǎng)波長(zhǎng)的光，再進(jìn)入光伏轉(zhuǎn)換模組以提高太陽(yáng)能電池的光轉(zhuǎn)化效率。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該太陽(yáng)能電池的玻璃層摻雜銪元素，該銪元素可將與該銪元素對(duì)應(yīng)的短波長(zhǎng)的光轉(zhuǎn)換為長(zhǎng)波長(zhǎng)的光，使光經(jīng)過(guò)摻雜銪元素的玻璃層后，其部分波長(zhǎng)被增加后，進(jìn)入光伏轉(zhuǎn)換模組，增加被光伏轉(zhuǎn)換模組吸收光的波段范圍，從而提高太陽(yáng)能電池的光轉(zhuǎn)換效率。圖1是本技術(shù)方案實(shí)施例提供的太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是形成圖1玻璃層的硼硅酸鈉玻璃中銪離子的吸收光譜。圖3是形成圖1玻璃層的硼硅酸鈉玻璃中銪離子的發(fā)射光譜。具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本技術(shù)方案實(shí)施例提供的太陽(yáng)能電池作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖l，本技術(shù)方案實(shí)施例提供的太陽(yáng)能電池IO，其包括光伏轉(zhuǎn)換模組11及設(shè)置于光伏轉(zhuǎn)換模組11的玻璃層12，使太陽(yáng)光經(jīng)玻璃層12吸收后進(jìn)入光伏轉(zhuǎn)換模組11。該光伏轉(zhuǎn)換模組11可由一個(gè)或多個(gè)光伏轉(zhuǎn)換單元組成，或?yàn)槎鄠€(gè)光伏轉(zhuǎn)換單元組成的陣列模組。另，光伏轉(zhuǎn)換模組ll可為單面或多面接收入射太陽(yáng)光的電池模組，即具有至少一個(gè)光入射面。本實(shí)施例中，光伏轉(zhuǎn)換模組ll由一個(gè)光伏轉(zhuǎn)換單元組成，其包括透明導(dǎo)電層111、集電極層112及設(shè)置于透明導(dǎo)電層111與集電極層112之間的光電轉(zhuǎn)化層113。該光電轉(zhuǎn)化層113具有一個(gè)入光面101及與入光面101相對(duì)的表面102，用于將射入該光電轉(zhuǎn)化層113的太陽(yáng)光中與該光電轉(zhuǎn)化層113對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的太陽(yáng)光(即光能)轉(zhuǎn)化為電能。該光電轉(zhuǎn)化層113可采用硅基半導(dǎo)體材料、III-V族或II-VI族化合物組成的PN結(jié)制成。該表面102也可為光入射面，以供太陽(yáng)光同時(shí)入射表面102與入光面101。當(dāng)然，該光伏轉(zhuǎn)換模組11與入光面101與表面102相接的側(cè)面也可設(shè)置為光入射面。本實(shí)施例中，透明導(dǎo)電層111沉積于入光面IOI，該集電極層112沉積于表面102，用于分別與負(fù)載或外部電路的兩極電氣連通，將經(jīng)光電轉(zhuǎn)化層113轉(zhuǎn)化的電能傳輸至該負(fù)載或外部電路，以實(shí)現(xiàn)向該負(fù)載或外部電路供電的目的。該透明導(dǎo)電層lll可為平板玻璃表面通過(guò)物理或者化學(xué)鍍膜的方法均勻的鍍上一層透明的導(dǎo)電氧化物薄膜形成。該氧化物包括CdO、ZnO、ZnO:M(M二Al，Ga，In，F(xiàn))等。該集電極層112可為鋁或其他金屬板。使用中，太陽(yáng)光射入透明導(dǎo)電層111并進(jìn)入光電轉(zhuǎn)化層113，然后光電轉(zhuǎn)化層113將與該光電轉(zhuǎn)化層113對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能，使該電能經(jīng)透明導(dǎo)電層111與集電極層112輸出，實(shí)現(xiàn)供電。該玻璃層12內(nèi)摻雜有銪元素，用于將太陽(yáng)光中波長(zhǎng)為350-470nm的入射光轉(zhuǎn)化為570-720nm的出射光(參見(jiàn)圖2與圖3)。該玻璃層12可為硅酸鹽玻璃與摻雜于硅酸鹽玻璃的銪元素的組成。優(yōu)選地，lOOmol的硼硅酸鹽玻璃中至多摻雜氧化銪2.5mo1。本實(shí)施例中，玻璃層12包括硼硅酸鹽玻璃與摻雜于硼硅酸鹽玻璃的三價(jià)銪元素，即為抗反射玻璃層，用于在減少太陽(yáng)光入射時(shí)發(fā)生全反射的同時(shí)，將太陽(yáng)光中波長(zhǎng)為350-470nm的入射光轉(zhuǎn)化為570-720nm的出射光。該三價(jià)銪元素在硼硅酸鹽玻璃中是以共價(jià)離子型氧化物，即氧化銪的形態(tài)而存在。故，該三價(jià)銪元素存在于氧化物中與氧元素形成離子型共價(jià)鍵，其中銪原子傾向于失去三個(gè)電子，使其具有與離子相類(lèi)似的特性，因此也可被稱(chēng)之為三價(jià)銪離子，即Eu3+。具體地，該硼硅酸鹽玻璃主要包括氧化硅(SiO》、氧化硼(B203)與堿金屬氧化物(如氧化鈉Na沖。該摻雜于硼硅酸鹽玻璃內(nèi)的銪元素以氧化銪(Eu203)的形式存在。根據(jù)摻雜Eu"的硼硅酸鹽玻璃的成分選擇原料及合適的條件，從而制備摻雜Eu"的硼硅酸鹽玻璃。例如，可通過(guò)將金屬銪單質(zhì)或含二價(jià)或三價(jià)的銪元素的化合物(如氯化物、氧化物、碳酸化物等)與制備硼硅酸鹽玻璃的原料混合后，再加熱至1300度以上任意溫度，使其熔化并保溫5分鐘至10小時(shí)中任意時(shí)間段后冷卻至室溫，從而獲得摻雜Eu3+的硼硅酸鹽玻璃。其中，該加熱溫度與保溫時(shí)間可根據(jù)選擇的原料、采用的設(shè)備與其他需要而在以上范圍內(nèi)選擇。以下將列舉出一種摻雜Eu"的硼硅酸鹽玻璃的制備方法，幫助理解本發(fā)明，但不限于本實(shí)施例所列舉的制備方法。該摻雜Eu3+的硼硅酸鹽玻璃的組成采用以下分子式表示59Si02-33B203-8Na20-xEu203(x=0.52.5mol%)，即，59mol的Si02、33mol的B203與8mol的Na20形成的摩爾質(zhì)量為lOOmol的硼硅酸鹽玻璃中摻雜xmol的Eu203。表1中列出五個(gè)摻雜不同濃度Eu"的硼硅酸鹽玻璃的玻璃樣品。根據(jù)表1列出的五個(gè)玻璃樣品的成分分別稱(chēng)量出相應(yīng)質(zhì)量的Si02、H3B03、Na2C03與Eu203，并將其混合均勻后放入白金坩堝內(nèi)以10oC/min(攝氏度/分鐘)升溫至1400-1500oC，保溫30min，并將熔融態(tài)的混合物澆鑄在預(yù)熱鐵質(zhì)模具上急冷形成最終的玻璃樣品，再經(jīng)退火處理消除應(yīng)力。表1玻璃樣品的成分(mol%)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>其中，N代表Si02，B代表B203，S代表Na20。請(qǐng)參閱圖2及圖3，本實(shí)施例中制作玻璃層12的五個(gè)玻璃樣品(a)-(e)(列于表1中)的吸收光譜與放射光譜。請(qǐng)參閱圖2，為利用紫外可見(jiàn)光譜儀分析表1中添加不同濃度氧化銪的玻璃樣品的吸收光譜。根據(jù)分析結(jié)果可以看出，五個(gè)玻璃樣品(a)-(e)均依序在577nm、531nm、525nm、464nm、413nm、393nm、376nm與361nm出現(xiàn)吸收峰，即該五個(gè)玻璃樣品(a)-(e)可以吸收577nm、531nm、525nm、464nm、413nm、393nm、376nm與361nm波長(zhǎng)的光。相應(yīng)地，僅采用464nm當(dāng)作熒光光譜的激發(fā)源(即，入射光源)繼續(xù)對(duì)該五個(gè)玻璃樣品(a)-(e)進(jìn)行熒光吸收光譜分析，以獲得五個(gè)玻璃樣品的放射光譜。請(qǐng)參閱圖3，根據(jù)分析結(jié)果，五個(gè)玻璃樣品均依序在578nm、591nm、615nm、652nm與700nm觀察到放射峰，即該五個(gè)玻璃樣品(a)(e)可以放射出578nm、591nm、615nm、652nmy與700nm波長(zhǎng)的光。與入射光譜的波長(zhǎng)(464nm)相比，射出光的波長(zhǎng)均得到相應(yīng)的增加。相類(lèi)似地，如果采用其他波長(zhǎng)的熒光光譜作為激發(fā)源時(shí)，也同樣可以獲得比入射光譜對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)大的光譜，利于光電轉(zhuǎn)化層113吸收。綜上所述，該五個(gè)玻璃樣品(a)-(e)可吸收波長(zhǎng)范圍為350-470nm的光，并將其至少轉(zhuǎn)化為波長(zhǎng)范圍在570-720nm的光，可用于將太陽(yáng)光中波長(zhǎng)較短的350-470nm的光轉(zhuǎn)化為波長(zhǎng)較長(zhǎng)的570-720nm的光。采用該玻璃樣品制作的玻璃層12設(shè)置于太陽(yáng)能電池10時(shí)，可使該太陽(yáng)能電池10吸收350-470nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)，從而提高光利用率。可以理解的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思做出其它各種相應(yīng)的改變與變形，而所有這些改變與變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。權(quán)利要求一種太陽(yáng)能電池，其包括光伏轉(zhuǎn)換模組，用于吸收太陽(yáng)光，并將其轉(zhuǎn)化為電能，該光伏轉(zhuǎn)換模組具有光入射面，其特征在于，該光入射面上設(shè)置有玻璃層，所述玻璃層內(nèi)摻雜銪元素，用于將太陽(yáng)光中的短波長(zhǎng)的光轉(zhuǎn)換為長(zhǎng)波長(zhǎng)的光，再射入光伏轉(zhuǎn)換模組。2.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述玻璃層包括硅酸鹽玻璃及摻雜于硅酸鹽玻璃的銪元素。3.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述玻璃層包括硼硅酸鹽玻璃及摻雜于硼硅酸鹽玻璃的銪元素。4.如權(quán)利要求1、2或3所述的太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述玻璃層中摻雜氧化銪，用于將太陽(yáng)光中波長(zhǎng)350-470nm的入射光轉(zhuǎn)化為波長(zhǎng)570-720nm的出射光。5.如權(quán)利要求3述的太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述硼硅酸鹽玻璃中摻雜氧化銪，lOOmol的硼硅酸鹽玻璃中至多摻雜氧化銪2.5mo1。6.如權(quán)利要求3述的太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述硼硅酸鹽玻璃包括氧化硅、氧化硼與堿金屬氧化物。7.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述玻璃層為抗反射玻璃層，用于減少太陽(yáng)光入射時(shí)發(fā)生全反射。8.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述光伏轉(zhuǎn)換模組包括透明導(dǎo)電層、集電極層及設(shè)置于透明導(dǎo)電層與集電極層之間的光電轉(zhuǎn)化層，所述光電轉(zhuǎn)化層具有入光面，所述透明導(dǎo)電層設(shè)置在入光面上，所述玻璃層設(shè)置在透明導(dǎo)電層上并與入光面相對(duì)的表面，使光依次經(jīng)過(guò)玻璃層與透明導(dǎo)電層后進(jìn)入光電轉(zhuǎn)化層。9.如權(quán)利要求8所述的太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述入光面的相對(duì)表面設(shè)置為光入射面。10.如權(quán)利要求8所述的太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述與光入射面相接的側(cè)面設(shè)置為光入射面。11.如權(quán)利要求8所述的太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn)化層為由半導(dǎo)體材料制成的PN結(jié)。12.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述光伏轉(zhuǎn)換模組為多個(gè)光伏轉(zhuǎn)換單元組成的陣列。全文摘要本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能電池，其包括包括光伏轉(zhuǎn)換模組，用于吸收太陽(yáng)光，并將其轉(zhuǎn)化為電能。該光伏轉(zhuǎn)換模組具有光入射面。該光入射面上設(shè)置有玻璃層。該玻璃層內(nèi)摻雜有銪元素，用于將太陽(yáng)光中的短波長(zhǎng)的光轉(zhuǎn)換為長(zhǎng)波長(zhǎng)的光，再進(jìn)入光伏轉(zhuǎn)換模組以提高太陽(yáng)能電池的光轉(zhuǎn)化效率。文檔編號(hào)H01L31/055GK101728448SQ20081030528公開(kāi)日2010年6月9日申請(qǐng)日期2008年10月30日優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日發(fā)明者丁原杰申請(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