CN202395006U

CN202395006U - 一种具有增效转换层的太阳能电池

Info

Publication number: CN202395006U
Application number: CN2011204684967U
Authority: CN
Inventors: 李诚模; 邵律
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-11-22
Filing date: 2011-11-22
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2021-11-22

Abstract

本实用新型提出一种具有增效转换层的太阳能电池，包括有电池片，所述电池片一侧粘接有背板层，所述电池片另一侧设置有荧光物质层，荧光物质层中具有均匀分布的荧光粉；所述电池片上还设有透光层，该透光层包覆在所述荧光物质层上，阳光可透过该透光层照射在荧光物质层上；所述荧光物质层可通过粘接、涂抹或印刷的方式设置在电池片上。该太阳能电池通过在电池片表面设置荧光物质层，改变太阳能电池的吸收的光波段，从而有效的提高了太阳能电池的光电转换效率。

Description

一种具有增效转换层的太阳能电池

技术领域

本实用新型涉及一种具有增效转换层的太阳能电池。

背景技术

太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流，而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。太阳能电池按结晶状态可分为结晶系薄膜式和非结晶系薄膜式(以下表示为a-)两大类，而前者又分为单结晶形和多结晶形。

太阳能光伏电池通常用晶体硅或薄膜材料制造，前者由切割、铸锭或者锻造的方法获得，后者是一层薄膜附着在低价的衬背上。目前市场生产和使用的太阳能光伏电池大多数是用晶体硅材料制作的；未来发展的重点可能是薄膜太阳电池，它因用材少、重量小、外表光滑、安装方便而更具发展潜力。太阳能电池根据所用材料的不同，太阳能电池还可分为：硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池四大类。

太阳能电池的原理是电池材料吸收太阳光中的某段波长，将光能转化成电能的装置。现有的太阳能电池常用材料为硅，有单晶硅、多晶硅等，对于晶体硅太阳能电池来说，太阳光谱中波长0.2～1.25μm的光线都可产生光伏效应，针对不同材料，光谱相应的范围亦不同。目前单晶硅太阳能电池的效率为15％～20％，多晶硅太阳能电池的效率为15％左右。太阳光能量最大的波长为470nm，而太阳能板转换效率最佳波长约为980nm，这种差异是造成太阳能板对太阳能转换效率不佳的主要原因。

显然，现有的太阳能电池的效率比较低，为了提高太阳能电池效率，一般都是通过不断修改材料的成分，虽然效率有所提高，但是都受到太阳光波段的限制，使得太阳能电池的效率提高遇到了瓶颈；因此，特别需要一种能有效提高效率的高效率太阳能电池。由于太阳光的光谱非常宽，有相当一部分光谱不能够被太阳能电池吸收，造成太阳能电池效率受到限制，将不能被太阳能电池吸收的太阳光光波段转换到能被太阳能吸收的光波段，则可提高太阳能电池的效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有增效转换层的太阳能电池，在现有的太阳能技术的前提下，不改变现有太阳能电池的材料及生产工艺，能够在原有的太阳能电池设备的基础上，提高太阳能电池的效率。

本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是，

一种具有增效转换层的太阳能电池，包括有电池片，所述电池片一侧粘接有背板层，其特征在于，所述电池片另一侧设置有荧光物质层，荧光物质层中具有均匀分布的荧光粉；

在本实用新型的一个实施例中，所述电池片上还设有透光层，该透光层包覆在所述荧光物质层上，阳光可透过该透光层照射在荧光物质层上；

另外，所述荧光物质层可通过粘接、涂抹或印刷的方式设置在电池片上。

太阳能电池的转换效率由短波长400nm至长波长980nm逐渐提升，利用这种现象，本实用新型使用荧光粉将太阳能电池转换效率较低的短波长(约450nm)转换到太阳能板转换效率较高的长波长(约560～580nm)，以提升太阳能板整体的转换效率。

本实用新型的优点在于，该太阳能电池通过在电池片表面设置荧光物质层，改变太阳能电池的吸收的光波段，从而有效的提高太阳能电池的效率。

附图说明

图1是太阳光光谱能量分布图；

图2是本实用新型提出的一种具有增效转换层的太阳能电池的结构示意图；

图3是太阳光通过荧光物质层的原理示意图；

图4是经过增效转换层之后的太阳光光谱能量分布图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本实用新型。

如图1所示，太阳光能量最大的波段在650nm～680nm，而太阳能电池的最佳转换波长在800～1200nm，由图1可知，800～1200nm的太阳光能量在整个太阳光能量区域中所占比例很小。

参见图2，太阳3发射的太阳光入射到荧光物质层2，一部分太阳光直接进入电池片1，另一部分太阳光则经过荧光物质层2，经过荧光物质层2的太阳光波长被转变后再进入电池片1，电池片1吸收所需的光波长，从而将光能转换成电能。

如图3、图4所示，太阳光经过荧光物质层2后，将太阳光波长向太阳能电池可利用的波段区域转变，太阳光的光谱向长波段偏移，太阳能电池所需波长段的能量提高(参见图4)，从而提高太阳能电池效率。

本实用新型通过在电池片1的表面设置荧光物质层2破除了现有太阳能电池效率难以提高的这个瓶颈，只需在原有太阳能电池的基础上，增加荧光物质层2即可将太阳光波段向太阳能电池所需波段转变，克服太阳光光谱能量分布所产生的限制，从而提高太阳能电池效率。

太阳能电池的形状可以为平板形、波浪形等各种形状，所述荧光物质层中的荧光粉也可为黑色等其他颜色，有助于太阳能电池板对太阳光的进一步吸收。

通过加荧光粉提高太阳能电池效率实验：

本次试验是在太阳能电池上加入荧光粉片，利用荧光粉改变太阳光波长，使太阳光波长落入太阳能电池的吸收波长范围内，使太阳能电池吸收更多的太阳光能量，从而提高太阳能电池的光电转换能量。

1、试验材料

(1)太阳能电池板3组，每组各2块，共计6块，(2)荧光粉片模块和纸片模块，纸片和荧光粉片的孔大小一致，(3)电流表。太阳能电池板参数如表1：

表1太阳能电池板参数

	型号	尺寸(mm*mm)	电压(V)	电流(mA)
					第一组	BICO	70*27	4	35
第二组	BICO	109.5*27.5	3.87	83
					第三组		110*35	3	80

2、试验过程

首先，将荧光粉片进行复印，得到和荧光粉片完全一致的复印件

然后，将荧光粉片的复印件的孔挖空，将边缘涂黑，这样就得到一个和荧光粉片有几乎一样透光效果的模板，

然后在两张完全一样的黑色纸上开两个完全一样大小的洞，要求洞的尺寸比荧光粉片的尺寸小，比太阳能电池板的尺寸小，如图5中间开洞的两张完全一致的黑色纸板。

然后将荧光粉片和荧光粉片复印件各自覆盖黑色纸板的两个洞，要求覆盖位置完全一致，完成遮光纸板的制作后，就可以进行太阳能电池板的光电试验。

将电池板用双面胶粘合于黑色纸板的洞上，要求完全将洞遮盖。然后在太阳下面用两个电流表分别测量两个电池板的电流大小，为了防止由于洞的大小而造成影响，要求将电池板互换黑色纸板后，再测一次，测量数据如表2。

表2太阳能电池板测量数据

从表2中看到，第一组的数据中，加荧光粉后太阳能电池板电流大于不加荧光粉的电流，第二组和第三组则是加荧光粉后太阳能电池板电流小于不加荧光粉的电流。

3、试验结论

本次试验可以看出，不同电池对该荧光粉有不同的效果，说明太阳能电池的材料和荧光粉的材料都会影响太阳能电池的光电转换效率，太阳能电池的效率都有不同程度的提高。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims

1.一种具有增效转换层的太阳能电池，包括有电池片，所述电池片一侧粘接有背板层，其特征在于，所述电池片另一侧设置有荧光物质层，荧光物质层中具有均匀分布的荧光粉。

2.根据权利要求1所述的一种具有增效转换层的太阳能电池，其特征在于，所述电池片上还设有透光层，该透光层包覆在所述荧光物质层上。

3.根据权利要求1所述的一种具有增效转换层的太阳能电池，其特征在于，所述荧光物质层通过粘接、涂抹或印刷的方式设置在电池片上。