專利名稱：一種納米碳管硅膠封裝的非晶硅薄膜太陽電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型公開了一種納米碳管硅膠封裝的非晶硅薄膜太陽電池，屬于太陽電池和新能源領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
上世紀(jì)70年代的能源危機(jī)，使各國更加重視尋找可替代能源，這為薄膜太陽能電池的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。最早開發(fā)的主要是非晶硅薄膜電池，但非晶硅薄膜電池轉(zhuǎn)換效率低， 一股只有5% _8%，并且氫化非晶硅還有光致衰退問題，但是由于其制造工藝簡單、成本低、不需要高溫過程、襯底選擇余地大、適于大面積生產(chǎn)等特點(diǎn)，在上世紀(jì)80代中后期，非晶硅太陽能電池產(chǎn)量份額曾一度達(dá)到20%。但由于其受本征及非本征衰減大等問題累加的困擾，加之市場規(guī)模很小，發(fā)展受到限制。科學(xué)家們開始研究開發(fā)轉(zhuǎn)換效率高的化合物薄膜電池，一股在10%以上，甚至達(dá)到20%，但因成本高、部分元素有污染等問題，使推廣受到限制。多晶硅薄膜電池效率達(dá)到15%以上，但由于工藝復(fù)雜等，大面積電池尚存在諸多問題。基于非晶硅及多晶化合物半導(dǎo)體(包括納米氧化鈦染料及多晶硅薄膜)的薄膜太陽能電池的市場份額雖然現(xiàn)在占整個(gè)光伏市場的不足20%，但隨著非晶硅太陽能電池的衰減降低、CIGS和CdTe太陽能電池制造技術(shù)的突破，薄膜太陽能電池更具備競爭性。圍繞薄膜太陽能電池研究的熱點(diǎn)是，開發(fā)高效、低成本、長壽命的光伏太陽能電池。它們應(yīng)具有如下特征低成本、高效、長壽命、材料來源豐富、無毒，科學(xué)家們比較看好非晶硅薄膜太陽能電池。目前，較成熟且已經(jīng)大批量生產(chǎn)的薄膜太陽能電池是基于非晶硅系的薄膜太陽能電池，具有以下突出優(yōu)點(diǎn)高溫下的光伏輸出特性好，比晶體硅太陽能電池有更大的實(shí)際功率輸出，環(huán)境友好，更少的能量償還時(shí)間。薄膜太陽能電池還有一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是適合作與建筑結(jié)合的光伏發(fā)電組件(BIPV) 雙層玻璃封裝剛性的薄膜太陽能電池組件，可以根據(jù)需要，制作成不同的透光率，可以部分代替玻璃幕墻，而不銹鋼和聚合物襯底的柔性薄膜太陽能電池適用于建筑屋頂?shù)刃枰煨偷牟糠帧Ｒ环矫嫠哂衅恋耐庥^，能夠發(fā)電；另一方面，用于薄膜太陽能電池的透明導(dǎo)電薄膜(TCO)又能很好地阻擋外部紅外射線的進(jìn)入和內(nèi)部熱能的散失，雙層玻璃中間的 PVB或EVA，能夠有效隔斷能量的傳導(dǎo)，起到LOW-E玻璃的功能。由于城市用地的稀缺性，大規(guī)模占用耕地建設(shè)地面太陽能光伏發(fā)電站幾乎不可能，但是，城市大量的既有和待開發(fā)的建筑外立面和屋頂面積，是城市利用光伏發(fā)電最好的平臺它們避免了現(xiàn)有玻璃幕墻的光污染問題，又能代替建材，同時(shí)發(fā)電又節(jié)能，將成為未來城市利用光伏發(fā)電的主要方向。目前占最大份額的薄膜太陽能電池是非晶硅太陽能電池，通常為pin結(jié)構(gòu)電池， 窗口層為摻硼的P型非晶硅，接著沉積一層未摻雜的i層，再沉積一層摻磷的N型非晶硅， 并鍍電極。非晶硅電池一股采用PECVD(PlasmaEnhancedChemicalVaporD印osition-等離子增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積)方法使高純硅烷等氣體分解沉積而成的。此種制作工藝，可以在生產(chǎn)中連續(xù)在多個(gè)真空沉積室完成，以實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。由于沉積分解溫度低，可在玻璃、不銹鋼板、陶瓷板、柔性塑料片上沉積薄膜，易于大面積化生產(chǎn)，成本較低。在玻璃襯底上制備的非晶硅基太陽能電池的結(jié)構(gòu)為Glass/TCO/p-a-SiC H/i-a-Si H/n-a-Si H/A1， 在不銹鋼襯底上制備的非晶硅基太陽能電池的結(jié)構(gòu)為SS/aiO/n-a-Si: H/i-a-Si (Ge): H/ p-na-Si:H/IT0/Al。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了克服目前非晶體硅薄膜太陽電池的缺點(diǎn)，提供一種納米碳管硅膠封裝的非晶硅薄膜太陽電池。本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種納米碳管硅膠封裝的非晶硅薄膜太陽電池，包括有Pin型非晶硅薄膜太陽電池，其特征在于在太陽電池的受光面上封上一層硅膠，所述的硅膠層中分布有納米碳管。所述的納米碳管硅膠封裝的非晶硅薄膜太陽電池，其特征在于所述的納米碳管的長度在5微米以內(nèi)，直徑在10納米以內(nèi)。所述的納米碳管硅膠封裝的非晶硅薄膜太陽電池，其特征在于所述的硅膠與納米碳管的重量比為4-8 1。所述的納米碳管硅膠封裝的非晶硅薄膜太陽電池，其特征在于所述的硅膠層采用包括502系列的快速膠水在內(nèi)的高分子膠粘層替代。本實(shí)用新型的有益效果在太陽電池上封上一層帶納米碳管的硅膠，既保護(hù)了薄膜電池，又由于納米碳管的摻入，影響了表面態(tài)密度和帶電狀態(tài)，使得開路電壓有較大的提升，提高了電池的輸出功率和效率；采用硅膠或其他高分子膠體作封裝，可對電池做防濕度和污染的保護(hù)。
圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為測試結(jié)果比較實(shí)線為帶有CNT的硅膠涂敷的非晶硅太陽電池樣品所測試出的光照I-V曲線；虛線為不帶有任何硅膠涂敷的非晶硅太陽電池樣品所測試出的光照 I-V曲線。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 如圖1所述，用硅片做基底1，在其上制備出薄膜太陽電池，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，電池背面導(dǎo)電層2可為金屬薄膜層，如鋁薄膜或銀薄膜，電池為非晶硅pin結(jié)構(gòu)，正面金屬電極3采用銦材料焊接到正面的透明導(dǎo)電薄膜6上，硅膠4和納米碳管5混合均后涂在電池受光面。正面透明導(dǎo)電薄膜6常常用摻鋁的氧化鋅部門，即ZAO薄膜，但不限于僅僅采用ZAO 薄膜，正面非晶硅薄膜7為ρ型導(dǎo)電，8為本征非晶硅薄膜，9為背面的η型非晶硅薄膜，背面的銦金屬電極10也是采用電烙鐵焊接方法直徑焊接到金屬薄膜上。實(shí)施例2 帶有納米碳管膠體封裝和不帶有納米碳管膠體封裝的電池樣品的測試結(jié)果比較，如圖2所示，帶有納米碳管硅膠涂敷的電池開路電壓超過了沒有封裝的樣品的開路電壓9%，填充因子提高了四％，效率提高了 36%。
權(quán)利要求1.一種納米碳管硅膠封裝的非晶硅薄膜太陽電池，包括有pin型非晶硅薄膜太陽電池，其特征在于在太陽電池的受光面上封上一層硅膠，所述的硅膠層中分布有納米碳管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米碳管硅膠封裝的非晶硅薄膜太陽電池，其特征在于所述的納米碳管的長度在5微米以內(nèi)，直徑在10納米以內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米碳管硅膠封裝的非晶硅薄膜太陽電池，其特征在于所述的硅膠與納米碳管的重量比為4-8 1。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種納米碳管硅膠封裝的非晶硅薄膜太陽電池，屬于太陽電池和新能源領(lǐng)域，尤其可用于pin型非晶硅薄膜太陽電池，襯底在下面的非晶硅薄膜太陽電池迎光面是用透明導(dǎo)電薄膜作為電極的，在其上封上一層帶納米碳管的硅膠，既保護(hù)了薄膜電池，又提高了電池的效率。
文檔編號H01L31/075GK202178283SQ20112004426
公開日2012年3月28日 申請日期2011年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月22日
發(fā)明者呂寅, 周之斌, 周金蓮, 喻龍, 方超, 楊健, 童朝俊, 馬玉鋒 申請人:蕪湖明遠(yuǎn)新能源科技有限公司