CN207868216U - 一种可循环的环保太阳能电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可循环的环保太阳能电池，包括P‑I‑N结；P‑I‑N结由P型层、I型层和N型层依次连接而成；P型层外表面设置有下电极，P型层另一端连接I型层，I型层另一端连接N型层，N型层另一端外表面覆盖有吸光膜，吸光膜另一端连接上电极，上电极外表面覆盖有聚光膜；P型层和N型层均为半导体层，I型层为多晶Si薄膜层，P型层靠近下电极一侧和N型层靠近吸光膜一侧分别有用激光蚀刻的P型激光槽和N型激光槽，上电极上还均匀分布通光孔；本实用新型通过光电转换新材料、P‑I‑N结和聚光技术等，实现了新型的可循环的环保太阳能电池，结构新颖，设计科学，适合在太阳能电池领域推广使用。

Description

一种可循环的环保太阳能电池

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能电池，尤其是涉及一种可循环的环保太阳能电池，涉及电力循坏环保技术领域。

背景技术

近几年来，随着石油，煤、天然气等矿物能源的逐步消耗，世界各国已经明显地将能源置于社会发展的首要地位。我国剩余可采资源保证度只有129.7年。此外，传统能源的开发利用造成的环境污染问题和生态破坏问题也逐渐显现。太阳光是取之不尽、用之不竭的清洁能源,在外太空探测的过程中，太阳能是航天器能获得的唯一的可再生能源。自2O世纪80年代以来光伏产业得到了迅速发展，全球光伏市场每年以30～4O％的速度持续高速增长。我国广大西部太阳光照充足，人口众多，7000万人生活在无电地区，因此太阳能光伏发电在我国的发展前景非常好。目前太阳能的转换效率仅有10％-20％，其余均以热能形式散发。太阳能电池具有良好的环保性能，节能性能，具有可循坏性，设计一种可循坏的环保太阳能电池，进一步增加太阳能的利用效果，更加符合现代社会的生产需要。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服电力维护设备的缺陷，提供一种可循环的环保太阳能电池，从而解决上述问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种可循环的环保太阳能电池，包括P-I-N结：所述P-I-N结由P型层、I型层和N型层依次连接而成；所述P型层外表面设置有下电极，所述P型层另一端连接I型层，所述I型层另一端连接N型层，所述N型层另一端外表面覆盖有吸光膜，所述吸光膜另一端连接上电极，所述上电极外表面覆盖有聚光膜；所述P型层和所述N型层均为半导体层，所述I型层为多晶Si薄膜层，所述P型层靠近所述下电极一侧和所述N 型层靠近吸光膜一侧分别有用激光蚀刻的P型激光槽和N型激光槽，所述上电极上还均匀分布通光孔。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述P型层为氮化铟材料的半导体层。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述N型层为氮化镓材料的半导体层。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述P型激光槽和所述N型激光槽可以为表面用腐蚀等方法处理成具有很多金字塔型的绒面状结构或具有倒金字塔型的沟槽结构，或具有V型的沟槽结构。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述聚光膜采用的是聚光式菲涅耳透镜，由普通丙烯酸塑料模压制成。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述通光孔均匀分布在上电极表面，且通光孔直径为2到4毫米。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过光电转换新材料、P-I-N结和聚光技术等，实现了新型的可循环的环保太阳能电池，结构新颖，设计科学，环保节能，适合在太阳能电池领域推广使用。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型工作原理图；

图中1、P-I-N结；2、P型层；3、N型层；4、I型层；5、下电极；6、上电极；7、吸光膜；8、P型激光槽；9、N型激光槽；10、聚光器；11、通光孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：1、一种可循环的环保太阳能电池，包括P-I-N结1；其特征在于：P-I-N结1由P型层2、I型层4和N 型层3依次连接而成；P型层2外表面设置有下电极5，P型层2另一端连接I 型层4，I型层4另一端连接N型层3，N型层3另一端外表面覆盖有吸光膜7，吸光膜7另一端连接上电极6，上电极6外表面覆盖有聚光膜；P型层2和N型层3均为半导体层，I型层4为多晶Si薄膜层，P型层2靠近下电极5一侧和N 型层3靠近吸光膜7一侧分别有用激光蚀刻的P型激光槽8和N型激光槽9，上电极6上还均匀分布通光孔11。

进一步的，P型层2为氮化铟材料的半导体层。

进一步的，N型层3为氮化镓材料的半导体层。

进一步的，P型激光槽8和N型激光槽9可以为表面用腐蚀等方法处理成具有很多金字塔型的绒面状结构或具有倒金字塔型的沟槽结构，或具有V型的沟槽结构。

进一步的，聚光膜采用的是聚光式菲涅耳透镜，由普通丙烯酸塑料模压制成。

进一步的，通光孔11均匀分布在上电极6表面，且通光孔11直径为2到4 毫米。

具体原理：本实用新型在工作时，因为设计了I型层，I型层是由多晶Si 薄膜制成，i层是2um厚的多晶Si薄膜,它充当着一个“陷光”作用的有源区, 有效地改善了电池的光生载流子收集特性,获得了开路电压为0.539V、短路电流密度为25.8ma/cm2和本征效率为10.7％的光伏性能，可以显著提高p-n界面电荷载流子的收集效率,并使其有效迁移率进一步增加,从而使太阳电池的开路电压和短路电流等特性参数大幅度提高；通过将P型层和N型层采用氮化铟材料的半导体层和氮化镓材料的半导体层，研究人员发现,像氮化铟这类半导体，它的禁带比原先认为的明显要小,低于0.7eV。这一发现表明,以含有铟、镓和氮的合金为基础的光电池将对所有太阳光谱的辐射——从近红外到紫外都灵敏；通过在上电极外包裹有聚光膜，通过聚光膜使较大面积的阳光聚在一个较小的范围内形成“焦斑”或“焦带”，并将光伏电池置于“焦斑”或“焦带”上，以增加光强，克服太阳辐射能密度低的缺陷，获得更多的电能输出。通过上述添加多晶Si薄膜的I型层，将P型层和N型层设计为具有良好光电转换效率的氮化铟半导体和氮化镓半导体，在上电极包裹聚光膜，形成“焦斑”或“焦带”上，增加光强等措施，实现了“价廉物美的聚光光学元件+高转化效率光伏电池”等新模式太阳能电池。

本实用新型通过，光电转换新材料、P-I-N结和聚光技术等，实现了新型的可循环的环保太阳能电池，结构新颖，设计科学，环保节能，适合在太阳能电池领域推广使用。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可循环的环保太阳能电池，包括P-I-N结(1)；其特征在于：所述P-I-N结(1)由P型层(2)、I型层(4)和N型层(3)依次连接而成；所述P型层(2)外表面设置有下电极(5)，所述P型层(2)另一端连接I型层(4)，所述I型层(4)另一端连接N型层(3)，所述N型层(3)另一端外表面覆盖有吸光膜(7)，所述吸光膜(7)另一端连接上电极(6)，所述上电极(6)外表面覆盖有聚光膜；所述P型层(2)和所述N型层(3)均为半导体层，所述I型层(4)为多晶Si薄膜层，所述P型层(2)靠近所述下电极(5)一侧和所述N型层(3)靠近吸光膜(7)一侧分别有用激光蚀刻的P型激光槽(8)和N型激光槽(9)，所述上电极(6)上还均匀分布通光孔(11)。

2.根据权利要求1所述的一种可循环的环保太阳能电池，其特征在于：所述P型层(2)为氮化铟材料的半导体层。

3.根据权利要求1所述的一种可循环的环保太阳能电池，其特征在于：所述N型层(3)为氮化镓材料的半导体层。

4.根据权利要求1所述的一种可循环的环保太阳能电池，其特征在于：所述P型激光槽(8)和所述N型激光槽(9)可以为表面用腐蚀等方法处理成具有很多金字塔型的绒面状结构或具有倒金字塔型的沟槽结构，或具有V型的沟槽结构。

5.根据权利要求1所述的一种可循环的环保太阳能电池，其特征在于：所述聚光膜采用的是聚光式菲涅耳透镜，由普通丙烯酸塑料模压制成。

6.根据权利要求1所述的一种可循环的环保太阳能电池，其特征在于：所述通光孔(11)均匀分布在上电极(6)表面，且通光孔(11)直径为2到4毫米。