l、D2流向输入电容Cl和输出电容Co，二极管支路处于导通状态，此时的电容状态为中间电容C2和寄生电容Cs2串联后与输出电容Co和二极管D2串联支路并联；达到稳态后中间电容C2和寄生电容Cs2各自的电压将为输出电容Co上的输出电压的50%。
[0039]第三阶段，如附图6所示:开关元件SI关断、开关元件S2关断，由于开关元件S1、S2的关断，导致开关支路仍处于断开状态，电感电流将继续通过二极管Dl、D2流向输入电容Cl和输出电容Co，二极管支路仍处于导通状态，此时的电容状态为(I)中间电容C2和寄生电容Cs2串联后与输出电容Co和二极管D2串联支路并联；(2)寄生电容Csi与中间电容C2和二极管Dl串联支路并联，达到稳态后中间电容C2和寄生电容Cs2各自的电压将为输出电容Co上的输出电压的50%，寄生电容Csi的电压为中间电容C2的电压，也为输出电容Co上的输出电压的50%。
[0040]第四阶段，如附图7所示:开关元件SI导通、开关元件S2关断，由于开关元件S2的关断，导致开关支路仍处于断开状态，假设该电路电流处于连续模式，电感电流将继续通过二极管D1、D2流向输入电容Cl和输出电容Co，二极管支路仍处于导通状态，此时的电容状态为:(1)中间电容C2和寄生电容Cs2串联后与输出电容Co和二极管D2串联支路并联，(2)寄生电容Csi两端由于开关管SI的导通处于短接状态；达到稳态后中间电容C2和寄生电容Cs2各自的电压将为输出电容Co上的输出电压的50 %，寄生电容C 31的电压将被泄放降至O ;
[0041]第五阶段，如附图8所示:开关元件SI导通、开关元件S2导通，由于开关元件S1.S2的导通，导致开关支路回到导通状态，电感电流L将流过开关元件S1、S2，电流从输入电压Vin的正极经过电感L流向输入电压Vin的负极；由于二极管D1、D2承受反向压降，二极管支路将变为处于关断状态，此时的电容状态为:(I)中间电容C2暂时处于悬浮状态
(2)寄生电容Cs2两端由于开关管S2的导通处于短接状态；达到稳态后中间电容C2由于电压不能突变暂时仍将为输出电容Co上的输出电压的50%，寄生电容CS1、Cs2的电压将被泄放降至O ;
[0042]将上述阶段重复循环即为该升压电路的工作过程，在整个过程中，将开关元件S1、S2集电极和发射极之间的电压不超过输出电压的50 %，大大降低了其电压应力，且相对于现有技术开关器件少，减小整体开关管的导通损耗和开关损耗，进一步减小了变换器的整体损耗，结构简单，电路中无能量损耗元件，提高了变换器的工作效率。
[0043]由图9可知，所述光采集转换模块进一步包括至少电极I，该电极I的材料为银、金或者碳纳米管等导电材料。所述电极I的形状和厚度不限，可设置于所述碳纳米管结构2的上表面21或者下表面22，并与碳纳米管结构2的上表面21或者下表面22电接触。所述电极I的设置可用于收集流过所述碳纳米管结构2中的电流，并与升压模块连接。
[0044]所述背电极3的材料可为铝、镁或者银等金属。所述背电极3的形状和厚度不限。
[0045]所述多晶娃衬底4为P型多晶娃片。所述多晶娃衬底4与所述碳纳米管结构2形成异质结结构，从而实现所述太阳能电池中光能到电能的转换。
[0046]所述碳纳米管结构2为一层状结构，包括多个均匀分布的碳纳米管。该碳纳米管结构具有良好的吸收太阳光能力，在所述光采集转换模块中起到光电转换材料及上电极的双重作用。该碳纳米管结构包括无序碳纳米管层或者有序碳纳米管层。
[0047]所述无序碳纳米管层包括多个无序排列的碳纳米管。该碳纳米管在无序碳纳米管层中相互缠绕或者各向同性。
[0048]所述有序碳纳米管层包括多个有序排列的碳纳米管，该碳纳米管沿固定方向择优取向排列。所述的多个碳纳米管在该有序碳纳米管层中平行于所述有序碳纳米管层的表面排列，且沿同一方向或者沿多个方向择优取向排列。
[0049]所述碳纳米管结构2中的碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管或者多壁碳纳米管。其中，多壁碳纳米管是金属性质的，单壁碳纳米管根据其手性和直径不同分为半导体和金属两种，双壁碳纳米管的属性是金属性质的。由于所述碳纳米管结构2中的碳纳米管非常纯净，且由于碳纳米管本身的比表面积非常大，所以该碳纳米管结构2本身具有较强的粘性。该碳纳米管结构2可利用其本身的粘性直接固定于所述多晶硅衬底4的表面。
[0050]所述光采集转换模块在应用时，太阳光照射到所述碳纳米管结构2，入射光子被所述碳纳米管结构2吸收后，在所述多晶硅衬底4和碳纳米管结构2的接触面上产生大量的激子，即电子和空穴对。这些激子将会分离成两种自由载流子，其中自由空穴载流子通过所述多晶硅衬底4向背电极3传输，而由所述背电极3收集。自由电子载流子通过所述碳纳米管结构的传输、收集。进一步，通过碳纳米管结构2所收集的电流被所述至少一电极I再次收集，这样升压电路就有电流通过。
[0051]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种输出高电压的太阳能电池，其包括光采集转换模块与升压模块，其特征在于: 所述光采集转换模块包括 多晶娃衬底，所述多晶娃衬底中晶粒间的畴界处存在着大量的不饱和悬挂键； 背电极，该背电极设置于所述多晶硅衬底的下表面，且与该多晶硅衬底的下表面欧姆接触； 所述光采集转换模块进一步包括碳纳米管结构，该碳纳米管结构设置于所述多晶硅衬底的上表面，且与该多晶硅衬底的上表面接触，所述碳纳米管结构在不饱和悬挂键的作用下吸附于所述多晶硅衬底的上表面，减少能耗损失，饱和畴界处的部分悬挂键，降低悬挂键对载流子的俘获，从而提高所述光采集转换模块的光电转换效率及载流子的迀移率； 所述升压模块由一种降低电压开关应力的升压电路构成； 所述降低电压开关应力的升压电路包括由光米集转换模块输入的电压Vin，开关元件S1、S2、二极管D1、D2、电感L、输入电容Cl、中间电容C2和输出电容Co，光采集转换模块产生输入电压Vin，开关元件S1、S2分别具有寄生电容CSl、CS2，开关元件S1、S2构成开关元件支路，二极管D1、D2构成二极管支路，输入电压Vin的正极连接电感L的一端以及输入电容Cl的负端，电感L的另一端连接开关元件SI的集电极、二极管Dl的阳级，开关元件SI的发射极连接开关元件S2的集电极，开关元件S2的发射极连接输入电压Vin的负极，所述中间电容C2的一端连接二极管Dl的阴极，另一端连接开关元件SI的发射极，二极管D2的阳极连接二极管Dl的阴极，二极管D2的阴极连接输入电容Cl的正端，输出电容Co的一端连接二极管D2的阴极，输出电容Co的另一端连接输入电压Vin的负极，并在其两端产生输出电压Vout，开关支路和二极管支路在同一时刻不同时导通。
2.根据权利要求1所述的输出高电压的太阳能电池，其特征在于:所述的开关管S1、S2为IGBT或MOSFET或其他大功率开关器件。
3.根据权利要求1所述的输出高电压的太阳能电池，其特征在于:所述的二极管D1、D2为快恢复二极管或者肖特基二极管。
4.根据权利要求1所述的输出高电压的太阳能电池，其特征在于:通过控制开关元件S1、S2的导通和关断，实现升压功能的同时使开关元件S1、S2集电极和发射极之间的电压降不超过输出电压的50%。
【专利摘要】本发明公布了一种输出高电压的太阳能电池，其包括光采集转换模块与升压模块，所述升压模块由一种降低电压开关应力的升压电路构成，所述降低电压开关应力的升压电路包括由光采集转换模块输入的电压Vin，开关元件S1、S2、二极管D1、D2、电感L、输入电容C1、中间电容C2和输出电容Co，输入电源产生输入电压Vin，开关元件S1、S2分别具有寄生电容CS1、CS2，通过控制开关元件S1、S2的导通和关断，提高了太阳能电池输出电压，同时减少了能量损耗。
【IPC分类】H02S40-30
【公开号】CN104868838
【申请号】CN201510281691
【发明人】杨慧萌
【申请人】武汉绿鼎天舒科技发展有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月27日