使用半导体纳米晶体的太阳能电池模块的制作方法_3

文档序号:8906828阅读:来源:国知局
透明树脂膜又设置玻璃基板。
[0056]在本发明的实施方式中,从上述透明树脂膜、填充层和玻璃基板中选择的至少一层可以包含半导体纳米晶体,该半导体纳米晶体发射具有比入射光的能量低的能量的光。因此,可以提高或者最大化太阳能电池的光电转换效率。
[0057]图6是根据本发明的一个实施方式的太阳能电池模块的结构,其中,按与图1的实施方式相似的方式,填充层610包含半导体纳米晶体615。
[0058]当形成太阳能电池模块时,填充层610分别形成或者设置在可以串联连接的多个太阳能电池640的正面和背面,并且通过加热和加压将其与透明部件(例如背板630和玻璃基板)层叠在一起。通过这样的层叠,上填充层610和下填充层610熔化并固化在一起,从而完全密封多个太阳能电池640。在该示例中,优选但不是必须的,只有上填充层610包含半导体纳米晶体615。在该示例中,根据需要或者需求,透明树脂膜或者玻璃基板可以形成或者设置在上填充层610的上表面。
[0059]图7是根据本发明的另外一个实施方式的太阳能电池模块的结构,其中,按与图2的实施方式中相同的方式,包含半导体纳米晶体715的单独的透明树脂膜720形成或者设置在上填充层710的上表面。虽然包含半导体纳米晶体715的透明树脂膜720可以按与图2中的实施方式相同的方式形成或者设置在上填充层710的正面或者背面,但是该实施方式示出了透明树脂膜720形成在上填充层710的正面。在图7的结构中,根据需要或者需求,可以对多个太阳能电池740的太阳能电池层的上表面增加玻璃基板。多个太阳能电池740可以串联连接。
[0060]图8是根据本发明的另外一个实施方式的太阳能电池模块的结构,其中,按与图4或5的实施方式相同的方式,包含半导体纳米晶体815的透明树脂层820形成或者设置在玻璃基板850上。虽然包含半导体纳米晶体815的透明树脂膜820可以按与图4或5的实施方式相同的方式形成或者设置在玻璃基板850的正面或者背面,该实施方式示出了透明树脂膜820形成在玻璃基板850的正面。多个太阳能电池840可以串联连接。
[0061]图9是根据本发明的另外一个实施方式的太阳能电池模块的结构,其中,按与图2中的实施方式相同的方式,包含半导体纳米晶体915的防反射膜960形成或者设置在多个太阳能电池940的太阳能电池层的正面。包含半导体纳米晶体915的防反射膜960可以形成为单层或者多层。在图9的结构中,根据需要或者需求,可以对太阳能电池层的正面(上表面)增加玻璃基板。
[0062]参考图6到9,背板630、730、830和930是选择性的部件,因此在本发明中可以根据需要或者需求将其排除,即,在太阳能电池模块中,玻璃基板可以形成在多个太阳能电池的太阳能电池层的上表面和下表面上,而没有背板。
[0063]根据本发明实施方式的太阳能电池和其模块是使用能量向下转换材料制造的,这种材料对入射到太阳能电池或者太阳能电池模块上的光进行转换,以增加光的吸收率的量或者光子的数量,从而增加整个太阳能电池或者太阳能电池模块的光电转换效率。
[0064]在本发明的实施方式中,可以散布在层中的半导体纳米晶体的直径和/或大小没有特别的限定。而且,可以散布在层中的半导体纳米晶体的直径和/或大小可以相同或者不同。优选但不是必须的,半导体纳米晶体的直径和/或大小可以是纳米大小的。半导体纳米晶体的直径可以在大约Inm到10nm的范围内。因此,半导体纳米晶体可以是粒子、部分、块、或者碎片。
[0065]半导体纳米晶体可以是转换光的波长的材料的纳米晶体。S卩,半导体纳米晶体可以是向下转换材料的纳米晶体,所述向下转换材料将入射光转换为具有比入射光的能级低的能级的光,然后发出转换得到的光。
[0066]优选但不是必须的,半导体纳米晶体可以将具有高能量的短波长的光(S卩,波长为大约300nm到500nm的光)转换为具有较低能量的长波长的发射光(即,波长为大约600nm到IlOOnm的发射光)。另外或者另选地,半导体纳米晶体可以将入射光的高能量的短波长成分(即,波长为大约300nm到500nm的成分)转换为具有较低能量的长波长成分(即,波长为大约600nm到IlOOnm的成分)。
[0067]例如,根据本发明示例实施方式的半导体纳米晶体将紫外线或者蓝光(波长大约为350nm到500nm)转换为红光(波长大约为600nm到630nm),并发出红光。
[0068]因此,当光线(例如日光)入射到太阳能电池或者太阳能电池模块上时,光的能量首先被转换成较低的能量,即,通过指定的层中包含或者散布的半导体纳米晶体,将光的短波长转换成长波长,然后将具有较低能量的光提供给太阳能电池。因此,与传统的太阳能电池或者太阳能电池模块相比,根据本发明的太阳能电池或者太阳能电池模块在500nm到1200nm的波长下光透射率增加90%或者更多,最终增加光电转换效率。
[0069]因为根据本发明实施方式的太阳能电池或者太阳能电池模块的特征在于,由半导体纳米晶体发出的光的光子的数量大于入射到半导体纳米晶体上的入射光的光子的数量,所以太阳能电池或者太阳能电池模块增加了光的吸收,并增加了太阳能电池或者太阳能电池模块产生的电流量,从而提高了光电转换效率。
[0070]可以按照恰当或者预定的速率,将半导体纳米晶体散布在要包含半导体纳米晶体的层中。优选但不是必须的,相对于其中要包含半导体纳米晶体的层的重量,半导体纳米晶体的量按重量可以是大约1%到10%。
[0071]当层中的半导体纳米晶体的量增加时,可能遮挡入射到太阳能电池或者其模块上的光。因此,可以测量该层中包含的半导体纳米晶体的量,从而在层中包含足够量的半导体纳米晶体,而不会过度地起到遮挡的作用。这样测量到的在层中包含的半导体纳米晶体的量可以是预定的,相对于其中要包含半导体纳米晶体的层的重量,按重量是大约1%到90%,并且,优选但不是必须的,相对于其中要包含半导体纳米晶体的层的重量,按重量是大约1%到10%。
[0072]半导体纳米晶体可以是从包括IV族元素、IIA-VIB族化合物、IIIA-VB族化合物、IIIB-VB族化合物或者其组合的组中选择的至少一种晶体。具体地说,半导体纳米晶体可以是 S1、Ge、MgS、ZnS、MgSe、ZnSe、AlP、GaP、AlAs、GaAs、CdS、CdSe、InP、InAs、GaSb、Al Sb、ZnTe、CdTe和InSb的晶体,或者是包括这些元素或者化合物的混合晶体。优选但不必须的,半导体纳米晶体是 A1P、GaP、S1、ZnSe、AlAs、GaAs、CdS、InP, ZnTe、AlSb、CdTe 和 CdSe 的晶体,更为优选但不是必须的,是ZnSe、CdSe, GaAs, CdS、InP, ZnTe和CdTe的晶体,它们是直接带隙半导体,因为它们具有高发光效率。
[0073]半导体纳米晶体可以散布在其中要包含半导体纳米晶体的层中,由此用以制备太阳能电池或者其模块。在本发明的实施方式中,半导体纳米晶体不限于特定的形式,而是可以具有散布在层中的纳米粒子的形式,优选但不是必须的,具有核-壳结构。在该示例中,半导体纳米晶体的核和壳可以由从上述材料(元素或者化合物)中选择的相同材料或者不同材料制备。
[0074]具有上述核-壳结构的半导
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