CN1031157A - 高效太阳能电池 - Google Patents
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Abstract
本发明涉及的是一种新型结构的高效太阳能电
池。
本发明的新型结构太阳能电池是利用太阳光激
发PN结产生电子。它由三层结构组成,一层是透明
导电层,二层是颗粒PN结,三层是背板电极。
本发明的光利用率高,生产效率高,使用寿命长,
工艺流程简单,生产成本低,每瓦成本为0.5-1元/
峰瓦左右,光电转换效率40%以上。
Description
本发明所涉及的是一种高效太阳能电池的结构。
能源紧张是世界性的问题,它威胁到人类未来的生存,因此世界各国都在寻找新的能源,如风能、太阳能等可再生能源。特别是太阳能的开发和应用,是各国解决未来能源的希望。据有关资料表明,本世纪末世界的能源特别是电力,将有20-30%来源于太阳能电池。
目前,太阳能电池还有许多问题尚未解决,主要是生产成本高,光电转换效率低,不能在大范围广泛应用。现在太阳能电池有多种形式,主要的有单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅电池、化合物和有机物电池,
单晶硅电池是成熟的商品,它的光转换效率稳定性好,但生产工艺复杂,流程长,不易得到大面积,生产成本高达4-7美元/峰瓦。效率仅12-15%。
多晶硅电池效率低于单晶硅电池,但生产成本要比单晶硅低许多,而且生产效率很高,能形成大面积电池。
非晶硅电池能大规模生产,但它的光热稳定性差,效率较低,生产成本较高,使用寿命短。
技术发达的国家,现在都在寻找新的生产工艺和新的材料,以便降低成本,能广泛地应用。如美国的贝尔实验室和能源转换公司,日本的太阳能公司、东芝公司,西德的西门子公司等。但目前尚无效率高、生产成本低和能大规模应用的太阳能电池。
参考资料:期刊《太阳能》1987、2,1983、2,1987、1。《电子材料》(日)特开昭60-160673,60-161680。美国专利4.282.394,4.262.161号。
本发明的目的是向人们提供一种高效率、长寿命、低成本的太阳能电池,以便使太阳能电池得到普及,利用太阳光向人们提供电能,解决人类未来的能源需求,也使家庭有一个独立电源系统的设想成为现实。
本发明的基本原理是利用半导体PN结受光照后激发电子,产生电流。但本发明的结构与现有太阳能电池有很大区别。本发明是使用颗粒的多晶和单晶硅组合而成,它有三层结构,一层是透明导电薄膜如氧化锡等,一层是颗粒PN结的单晶或多晶硅,一层是导电金属层如铝等。
图中,1-导电透明薄膜、2-微三棱镜、3-颗粒PN结、4-金属层。
参照结构图,说明本发明的工作过程,结构特点。当太阳光入射通过透明薄膜1和三棱镜2,照射到颗粒PN结3上激发产生光电流,入射光在颗粒PN结间反复折射和反射,光电流增加,通过金属背板4引出。
太阳能电池的结构特点:一是透明膜下有无数个微型三棱镜;二是颗粒PN结受光面积大。
这种太阳能电池的优点:一是颗粒PN的受光面积要比相同尺寸的面积大4-7倍,若平板表面积为1个单位的平方,则颗粒的表面就是6,28个单位的平方;二是颗粒间凹处能积存透明材料,使这些材料形成一个一个微小的三棱镜;根据光学的基本定律可知,入射光在颗粒PN结上发生反射,光经三棱镜又折射到对面的颗粒PN结上,同样,对面光也被折射、反射,充分利用各能级的光子,光的利用率提高,据计算光的效率在40%以上,比目前的光效率高4-5倍;三是颗粒PN形成的电场是半球形的,使PN结的放电电压相对提高,能加速电子的分离;四是通过简单的工艺手段即可得到单晶化PN结,使电池的稳定性和寿命提高;五是颗粒材料掺杂时间短,生产效率高。
这种结构太阳能电池可以制成大面积的,也可以制成小面积的使用。它使用的材料是通过简单工艺处理的冶金级硅,这样材料成本很低。本发明的新型结构太阳能电池,所用设备简单,一般半导体厂都有,工艺简单,能机械化连续生产,效率高,因此,这种结构的太裟艿绯厣杀臼呛艿偷模浪愠杀窘?.5-1元/峰瓦,所以,完全可以大面积推广使用,解决人类的能源危机,让房顶成为发电站变为现实和可能。
Claims (3)
1、一种高效太阳光发电装置,它由透明导电层、PN结层、背板电极层构成,其特征是:PN结是颗粒状的。
2、根据权利要求所述的高效太阳光发电装置,其特征是:透明导电材料在颗粒之间形成许多类似的三棱镜。
3、根据权利要求所述的高效太阳光发电装置,其特征是:背板电极厚度不小于电池总厚度的三分之一。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 87105354 CN1031157A (zh) | 1987-08-07 | 1987-08-07 | 高效太阳能电池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 87105354 CN1031157A (zh) | 1987-08-07 | 1987-08-07 | 高效太阳能电池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1031157A true CN1031157A (zh) | 1989-02-15 |
Family
ID=4815292
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 87105354 Pending CN1031157A (zh) | 1987-08-07 | 1987-08-07 | 高效太阳能电池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1031157A (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1327534C (zh) * | 2004-07-23 | 2007-07-18 | 南开大学 | 晶体颗粒太阳电池及其制备方法 |
CN101523617B (zh) * | 2006-09-28 | 2011-03-30 | 三洋电机株式会社 | 太阳能电池模块 |
-
1987
- 1987-08-07 CN CN 87105354 patent/CN1031157A/zh active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1327534C (zh) * | 2004-07-23 | 2007-07-18 | 南开大学 | 晶体颗粒太阳电池及其制备方法 |
CN101523617B (zh) * | 2006-09-28 | 2011-03-30 | 三洋电机株式会社 | 太阳能电池模块 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C01 | Deemed withdrawal of patent application (patent law 1993) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |