一种采用共振能量转移层的宽波段太阳能电池，包括依次连接的：透明玻璃基底、透明前电极层、空穴传输层、电子给体层，电子受体层、电子传输层和背电极层；所述电子给体层的电子给体增加荧光给体作为添加剂，同时电子给体层的电子给体作为荧光受体间接接受添加剂吸收的能量，所述电子给体层的电子给体增加荧光给体后形成荧光共振能量转移层，所述荧光共振能量转移层和电子受体层形成活性层；该太阳能电池具有和双结叠层太阳能电池一样的宽波段吸收的效果，同时又避免了双结叠层太阳能电池需要引入一个新的电池单元所带来的复杂工艺，为最大限度地吸收太阳光光谱的能量提供了一种有效的结构。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种太阳能电池器件，具体涉及一种采用共振能量转移层的宽波段太阳能电池。
技术介绍
随着化石能源的日益枯竭和其大量使用所带来的一系列社会及环境问题，可再生的清洁能源的开发和利用已经成为当下一个急需探索的课题。太阳能光伏发电技术和产品在全球范围内得到了高速增长，成为最具潜力的清洁能源。如何高效地吸收各个波段的太阳光能量是太阳能电池面临的一个重大问题。由于太阳光光谱的能量分布较宽，而一般的染料分子仅有一个主吸收峰，只有这个主吸收峰附近的波段才是强吸收波段。理论上，多结叠层太阳能电池可以有效地解决这个问题。但是，叠层太阳能电池仍然存在着诸多问题，例如更繁琐的加工工艺，难以找到合适的中间层材料等等。相比于多结叠层太阳能电池，单结太阳能电池的结构和工艺更加简单，成本更加低廉。通过合理的结构设计，单结太阳能电池也能高效地吸收各个波段的太阳光能量。光电转换的第一步是电子给体捕获光子而被激发，但是单个电子给体主要捕获波长位于其吸收峰附近的光子。为了最大限度地利用其他波长的太阳光能量，需要吸收峰有别于电子给体的添加剂来捕获其它波长的光子。同时，该添加剂捕获光子后还必须可以激发电子给体。当一个荧光供体的发射光谱与一个荧光受体的激发光谱相重叠时，供体分子的激发可以诱发受体分子发出荧光，这种现象被称为荧光共振能量转移。通过检测受体分子发出的荧光来研宄分子之间的相互作用的技术已经被广泛应用于细胞生理研宄和免疫分析等领域。在共振能量转移过程中，处于激发态的荧光供体可以把一部分或全部能量转移给荧光受体，使荧光受体被激发。与光致发光材料激发相邻分子不同的是，在整个荧光共振能量转移过程中，不涉及光子的发射和重新吸收。通过选择合适的荧光供体作为添加剂，可以有效地拓宽作为荧光受体的电子给体的吸收波段，进而更加有效地利用太阳能。
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种采用共振能量转移层的宽波段太阳能电池，该太阳能电池具有和双结叠层太阳能电池一样的宽波段吸收的效果，同时又避免了双结叠层太阳能电池需要引入一个新的电池单元所带来的复杂工艺，为最大限度地吸收太阳光光谱的能量提供了一种有效的结构。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案:一种采用共振能量转移层的宽波段太阳能电池，包括依次连接的:透明玻璃基底、透明前电极层、空穴传输层、电子给体层，电子受体层、电子传输层和背电极；所述电子给体层的电子给体增加荧光给体作为添加剂，同时电子给体层的电子给体作为荧光受体间接接受添加剂吸收的能量，所述电子给体层的电子给体增加荧光给体后形成荧光共振能量转移层，所述荧光共振能量转移层和电子受体层形成活性层。所述电子给体层的电子给体的材料采用吸收峰位于可见光长波长区间的材料。所述荧光给体与电子给体的两个吸收峰相互叠加相互补充，形成了一个宽波段吸收谱组合，为最大限度地吸收太阳光光谱的能量提供了一种有效的结构。所述荧光共振能量转移层产生电流的方法为:一部分光子直接被电子给体层的电子给体吸收并用于激发基态分子，另一部分光子则被荧光给体吸收，通过荧光共振能量转移间接激发电子给体层的电子给体的基态分子；在此过程中，电子给体层的电子给体一方面作为光子吸收材料直接接受能量，同时也作为荧光受体来间接接受能量；无论是直接激发还是间接激发的电子给体分子，都能够将电子传递给电子受体层，从而实现电子-洞穴分离，进而产生电流。所述活性层采用平面双层异质结的结构。所述荧光给体与电子给体间的距离小于10纳米，荧光给体与电子给体采用共混的单层结构。所述共混的单层结构为量子点+酞菁的共混结构。所述酞菁的吸收峰位于650-700纳米，而量子点采用吸收峰位于500-550纳米的材料。和现有技术相比较，本专利技术具备如下优点:本专利技术荧光共振能量转移层通过有效的能量转移，等于给电子给体层的电子给体材料变相引入了一个新的吸收峰，使得该太阳能电池具有和双结叠层太阳能电池一样的宽波段吸收的效果，同时又避免了双结叠层太阳能电池需要引入一个新的电池单元所带来的复杂工艺。为最大限度地吸收太阳光光谱的能量提供了一种有效的结构。【附图说明】图1是本专利技术所述太阳能电池的结构。图2是本专利技术所述电池结构的一个实施范例。【具体实施方式】以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。如图1所示，本专利技术中一种采用共振能量转移层的宽波段太阳能电池，包括依次连接的:透明玻璃基底、透明前电极(正极)层、空穴传输层、电子给体层，电子受体层、电子传输层和背电极(负极)层；所述电子给体层的电子给体增加荧光给体作为添加剂，同时电子给体层的电子给体作为荧光受体间接接受添加剂吸收的能量，所述电子给体层的电子给体增加荧光给体后形成荧光共振能量转移层，所述荧光共振能量转移层和电子受体层形成活性层。荧光共振能量转移过程中存在着能量损耗，因此一般情况下荧光给体的吸收峰相对于荧光受体吸收峰存在着蓝移(即波长更短，能量更高)。因而选取电子给体(即荧光受体)时，优选吸收峰位于可见光长波长区间的材料。荧光共振能量转移是一种非辐射能量转移，此过程没有光子的参与。其强度与荧光给体-受体之间的距离有关。当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种采用共振能量转移层的宽波段太阳能电池，包括依次连接的：透明玻璃基底、透明前电极层、空穴传输层、电子给体层，电子受体层、电子传输层和背电极层；其特征在于：所述电子给体层的电子给体增加荧光给体作为添加剂，同时电子给体层的电子给体作为荧光受体间接接受添加剂吸收的能量，所述电子给体层的电子给体增加荧光给体后形成荧光共振能量转移层，所述荧光共振能量转移层和电子受体层形成活性层。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨洋，秦校军，王一丹，赵志国，邬俊波，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，中国华能集团公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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