專利名稱：一種太陽能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于太陽能電池領(lǐng)域，具體涉及一種量子點敏化的層疊結(jié)構(gòu)太陽能電 池。
背景技術(shù)：
隨著全球性能源危機日益嚴重，人們迫切希望可以找到一種可持續(xù)發(fā)展的清潔能 源。太陽能作為一種取之不盡的天然能源，日益受到世界各國的關(guān)注。染料敏化太陽能電 池與傳統(tǒng)硅太陽能電池相比，成本低廉，制作簡單，成為各國學者研究的熱點。在染料敏化 太陽能電池的制作過程中，其關(guān)鍵步驟之一就是對寬禁帶半導(dǎo)體薄膜進行敏化處理。傳統(tǒng)用于敏化的染料多為有機染料或有機金屬絡(luò)合物，但這類染料吸收光譜不連 續(xù)、穩(wěn)定性較差，大大限制了所制備的太陽能電池的光電性能。以發(fā)光半導(dǎo)體納米晶，即一 般所說的量子點，作為光敏化劑，則克服了上述缺點。與一般染料吸收1個光子最多只能產(chǎn) 生1個電子不同，量子點能夠由1個太陽光子產(chǎn)生3個電子，理論上可以將65%以上的太陽 能轉(zhuǎn)換為電能，幾乎是現(xiàn)有太陽能電池效率的兩倍。不僅如此，量子點還可以充分吸收各種 波長的光線。一般太陽能電池根據(jù)染料的組成不同，可吸收的光波也不一樣，很難完全與太 陽光譜匹配。而量子點的一個顯著特點是，改變納米粒子的粒徑，其可吸收光波的波長也會 相應(yīng)發(fā)生變化。量子點尺寸的精度越高，吸收光波的控制能力以及發(fā)電效率也就越高。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種高性能的量子點敏化的太陽能電池，當電池處于 室外自然光或室內(nèi)燈光下時，通過增加或減少單元電池層數(shù)，使電池吸收光譜與環(huán)境光譜 更好的匹配。一種太陽能電池，包括單元電池，所述單元電池主要由光陽極基板、半導(dǎo)體多孔薄 膜、電解質(zhì)和對電極基板依次疊加構(gòu)成，其特征在于由2-7個所述單元電池同向?qū)盈B而 成，相鄰單元電池的對電極基板和光陽極基板之間設(shè)有導(dǎo)光板。所述單元電池的半導(dǎo)體多孔薄膜和電解質(zhì)之間設(shè)有不同吸收波長的量子點敏化層。本實用新型所提供的太陽能電池采用層疊結(jié)構(gòu)，由多個單元電池疊加組成，兩個 相鄰單元電池的對電極基板和光陽極基板之間加入一層導(dǎo)光板，將與電池平面平行的光轉(zhuǎn) 換成入射光，不僅提高了外界光的利用率，而且使該器件具有一定的可設(shè)計性，即可根據(jù)使 用環(huán)境的光譜對電池單元組成進行剪裁，具有較強的應(yīng)用性；采用不同吸收波長的量子點 作為敏化層，有效提高了單元電池在特定波段下的光電轉(zhuǎn)換效率，當電池處于室外自然光 或室內(nèi)燈光下時，可通過增加或減少電池層數(shù)，使電池吸收光譜與環(huán)境光譜更好的匹配。

圖1為本實用新型的太陽能電池結(jié)構(gòu)示意圖。
3[0009]其中105、205、305為光陽極基板；104、204、304為半導(dǎo)體多孔薄膜；103、203、303 為量子點敏化層；102,202,302為電解質(zhì)；101,201,301對電極基板；206,306為導(dǎo)光板。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖詳細敘述本實用新型的具體實施方式
。參見圖1，一種量子點敏化的太陽能電池，由三層單元電池同向疊層組成。三層單 元電池分別由光陽極基板105、205、305、半導(dǎo)體多孔薄膜104、204、304、量子點敏化層103、 203、303、電解質(zhì)102、202、302和對電極基板101、201、301依次疊加構(gòu)成，相鄰單元電池的 對電極基板101、201和光陽極基板205、305之間設(shè)有導(dǎo)光板206、306?；鍨閷?dǎo)電玻璃或 柔性高分子導(dǎo)電基底。半導(dǎo)體多孔薄膜為Ti02、ZnO或其它寬禁帶半導(dǎo)體氧化物及它們的 復(fù)合膜。量子點為21^丄(13丄(136丄(11^、11^8等無機納米材料或核殼結(jié)構(gòu)的量子點。三個 單元電池中的量子點可為一種材料，由于一般量子點的粒徑越大所吸收的光波長越長，所 以按量子點敏化層103、203、303的順序，量子點粒子的尺寸由小到大排列。三個單元電池 中的量子點也可以是不同種材料，按量子點敏化層103、203、303的順序，量子點的吸收波 長由短到長排列。電解質(zhì)為含碘離子和碘負離子的液體電解質(zhì)或準固態(tài)電解質(zhì)或全固態(tài)電解質(zhì)。優(yōu) 選全固態(tài)的薄膜電解質(zhì)。對電極為沉積在導(dǎo)電玻璃或?qū)щ姌渲迳暇哂写呋饔玫慕饘?鉬電極或石墨電極。導(dǎo)光板為現(xiàn)有市售產(chǎn)品。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用所作的進一步詳細說明，不能認定 本實用新型的具體實施方式
僅限于此，對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來 說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應(yīng)當視為屬于本 實用新型由所提交的權(quán)利要求書確定專利保護范圍。
權(quán)利要求一種太陽能電池，包括單元電池，所述單元電池主要由光陽極基板、半導(dǎo)體多孔薄膜、電解質(zhì)和對電極基板依次疊加構(gòu)成，其特征在于由2 7個所述單元電池同向?qū)盈B而成，相鄰單元電池的對電極基板和光陽極基板之間設(shè)有導(dǎo)光板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能電池，其特征在于所述單元電池的半導(dǎo)體多孔 薄膜和電解質(zhì)之間設(shè)有不同吸收波長的量子點敏化層。
專利摘要本實用新型所提供一種層疊結(jié)構(gòu)的太陽能電池，由多個單元電池疊加組成，相鄰單元電池的對電極基板和光陽極基板之間加入一層導(dǎo)光板，將與電池平面平行的光轉(zhuǎn)換成入射光，不僅提高了外界光的利用率，而且使該器件具有一定的可設(shè)計性，即可根據(jù)使用環(huán)境的光譜對電池單元組成進行剪裁，具有較強的應(yīng)用性；采用不同吸收波長的量子點作為敏化層，有效提高了單元電池在特定波段下的光電轉(zhuǎn)換效率，當電池處于室外自然光或室內(nèi)燈光下時，可通過增加或減少電池層數(shù)，使電池吸收光譜與環(huán)境光譜更好的匹配。
文檔編號H01L51/44GK201749787SQ20102024103
公開日2011年2月16日 申請日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者李德娜 申請人:彩虹集團公司