使用半導體納米晶體的太陽能電池模塊的制作方法
【專利說明】使用半導體納米晶體的太陽能電池模塊
[0001]本申請是原案申請?zhí)枮?01010625042.6的發(fā)明專利申請(申請日:2010年12月15日，發(fā)明名稱:使用半導體納米晶體的太陽能電池模塊)的分案申請。
技術領域
[0002]本發(fā)明的實施方式涉及使用具有向下轉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量或者入射光的吸收率，從而增大產生的電流量并因此提高其光電轉換效率。
【背景技術】
[0003]最近，由于例如石油價格的高度上揚、環(huán)境問題、礦物能源的耗盡、核能產生過程中產生的廢料處理、以及新能源工廠建設項目的阻力等問題，對新的可再生能源的興趣開始升溫。在新的可再生能源中，對作為無污染能源的太陽能電池的研宄和開發(fā)正在積極進行。
[0004]太陽能電池是利用光伏效應將光能轉換為電能的裝置。太陽能電池具有很多的優(yōu)點，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的環(huán)境問題的能源。
[0005]根據構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，因為晶體硅太陽能電池構成了全球太陽能電池生產中的大部分，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成本的技術，并且晶體硅太陽能電池被認為是最普及的太陽能電池。
[0006]通常，當商業(yè)化時，將太陽能電池制備成具有模塊結構，其中將執(zhí)行光電轉換功能的太陽能電池與保護部件、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，需要對太陽能電池模塊結構的研宄和開發(fā)以獲得高的效率。本發(fā)明的實施方式提出了一種改進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換效率的技術。

【發(fā)明內容】

[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，以增加光電轉換效率。
[0009]本發(fā)明的另一個目的是提供一種使用能量下轉換材料制備的太陽能電池及其太陽能電池模塊，所述能量下轉換材料對入射到太陽能電池上的光進行轉換，以增加光的吸收率，或者光的光子數，從而增加太陽能電池的光電轉換效率。
[0010]本發(fā)明的目的并不限于上述的目的，對本領域的技術人員來說，上面沒有提及的其它目的也可以從下面的內容中變得清楚。
[0011]為了實現上述目的，根據本發(fā)明的示例實施方式，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，該插入層包含半導體納米晶體，所述半導體納米晶體具有用于將入射光轉換為能量低于所述入射光的能量的發(fā)射光的向下轉換特性，從而增加入射光的光子的數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換效率。
[0012]更具體地說，所述太陽能電池模塊可以包括:多個太陽能電池，各個太陽能電池包括至少一個光電轉換層；設置在所述多個太陽能電池的上表面上的至少一個透明部件；以及用于密封所述多個太陽能電池的填充層，其中，從所述至少一個透明部件和所述填充層中選擇的至少一層包含半導體納米晶體。
[0013]所述太陽能電池模塊可以進一步包括設置在所述多個太陽能電池的下表面上的背板。
[0014]為了實現上述目的，根據本發(fā)明的另一個示例實施方式，提供了一種太陽能電池模塊，該太陽能電池模塊包括:多個太陽能電池，各個太陽能電池包括至少一個半導體層、以及設置在所述太陽能電池的光入射到的表面上的至少一個層，例如至少一個防反射膜；設置在這些太陽能電池的上表面上的至少一個透明部件；以及用于密封這些太陽能電池的填充層。在這個示例中，從所述至少一個透明部件、所述至少一個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、從多個透明部件中選擇的任何一個透明部件、或者所述填充層中可以包含散布的半導體納米晶體。
[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體納米晶體。
[0017]多個防反射膜中最上層防反射膜可以包含半導體納米晶體。
[0018]也就是說，多個防反射膜可以形成在太陽能電池的正面上。在這種情況下，所述多個防反射膜中的任何一個都可以包含半導體納米晶體，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體納米晶體。
[0019]所述至少一個透明部件可以包括透明樹脂膜。所述至少一個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上。
[0021]為了實現上述目的，根據本發(fā)明的另一個示例實施方式，提供了一種太陽能電池，該太陽能電池包括至少一個光電轉換層、和設置在所述至少一個光電轉換層上的光入射表面上的至少一個層，例如至少一個防反射膜，其中，所述至少一個防反射膜包含半導體納米晶體。
[0022]所述至少一個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體納米晶體。
[0023]所述至少一個光電轉換層可以包括第一導電類型的半導體基板、以及設置在所述第一導電類型的半導體基板上的摻雜有第二導電類型的雜質的射極層，并且，所述太陽能電池可以進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電類型的半導體基板的第二電極。
[0024]所述至少一個防反射膜可以包括:第一防反射膜，其包括至少一個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，并且包含半導體納米晶體。
[0025]為了實現上述目的，根據本發(fā)明的另一個示例實施方式，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，多個具有至少一個半導體層的太陽能電池串聯連接；設置在所述太陽能電池層的下表面的背板；設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體納米晶體，該半導體納米晶體將入射光轉換為能量比所述入射光的能量低的光，然后發(fā)射轉換得到的具有較低能量的光。
【附圖說明】
[0026]結合附圖，根據以下詳細說明，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，在附圖中:
[0027]圖1到5是示出了根據本發(fā)明實施方式的使用半導體納米晶體的太陽能電池的結構的縱向截面圖；以及
[0028]圖6到9是示出了根據本發(fā)明實施方式的使用多個太陽能電池的太陽能電池模塊的結構