太阳能电池制造技术

一种太阳能电池，包括一半导体结构、一背电极以及一上电极，该半导体结构包括一n型半导体层和一p型半导体层，且该n型半导体层和p型半导体层层叠设置，该半导体结构定义一第一表面以及与该第一表面相对设置的第二表面，该背电极设置在半导体结构的第一表面，该上电极设置在半导体结构的第二表面，该背电极为一单根的第一碳纳米管，该上电极为一单根的第二碳纳米管，且该第一碳纳米管的延伸方向与第二碳纳米管的延伸方向交叉设置，在该第一碳纳米管以及第二碳纳米管的交叉点处，在垂直于所述半导体结构的方向上，所述第一碳纳米管、半导体结构以及第二碳纳米管的重叠区域形成一多层结构。

【技术实现步骤摘要】
太阳能电池
本专利技术涉及一种太阳能电池。
技术介绍
太阳能电池是利用半导体材料的光生伏特原理制成的。根据半导体光电转换材料种类不同，太阳能电池可以分为硅基太阳能电池、砷化镓太阳能电池以及有机薄膜太阳能电池等。目前，太阳能电池以硅基太阳能电池为主。然而，现有的太阳能电池的上电极以及背电极的材料多为金属、导电聚合物或铟锡氧化物，上述几种材料对光的吸收或反射比较严重，进而使得太阳能电池的光电转换效率受限。
技术实现思路
本专利技术提供了一种纳米尺寸的太阳能电池，而且该太阳能电池具有较高的光电转换效率。一种太阳能电池，包括：一半导体结构、该半导体结构包括一n型半导体层和一p型半导体层，且该n型半导体层和p型半导体层层叠设置，该半导体结构定义一第一表面以及与该第一表面相对设置的第二表面；一背电极，该背电极设置在半导体结构的第一表面；一上电极，该上电极设置在半导体结构的第二表面；该背电极为一单根的第一碳纳米管，该上电极为一单根的第二碳纳米管，且该第一碳纳米管的延伸方向与第二碳纳米管的延伸方向交叉设置，在该第一碳纳米管以及第二碳纳米管的交叉点处，在垂直于所述半导体结构的方向上，所述第一碳纳米管、半导体结构以及第二碳纳米管的重叠区域形成一多层结构。相较于现有技术，本专利技术提供的太阳能电池通过交叉设置的两个单根的碳纳米管夹持二维半导体结构形成，由于两个单根碳纳米管的直径为纳米级，二维半导体结构的厚度为为纳米级，在两个单根碳纳米管的交叉点处，该两个交叉的单根碳纳米管和半导体结构的重叠区域处可以形成一纳米尺寸的p-n结，进而使得太阳能电池的尺寸可以缩小到纳米级，这将使得太阳能电池的应用领域更加广泛。另外，本专利技术中的太阳能电池的两个电极均为单根的碳纳米管，由于碳纳米管对光的吸收或反射可以忽略不计，碳纳米管的透光度较好。因此，本专利技术中的太阳能电池相对于采用一般传统电极的太阳能电池的光电转换效率高。附图说明图1为本专利技术第一实施例提供的太阳能电池的整体结构示意图。图2为本专利技术第一实施例提供的太阳能电池的侧视示意图。图3为本专利技术第二实施例提供的太阳能电池的整体结构示意图。图4为本专利技术第二实施例提供的太阳能电池的侧视示意图。主要元件符号说明太阳能电池100；200背电极102半导体结构104p型半导体结构1044n型半导体结构1042上电极106多层结构108第一电极202第二电极204太阳能电池单元206栅极208绝缘层210如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式以下将结合附图及具体实施例对本专利技术的太阳能电池作进一步的详细说明。请参阅图1，本专利技术第一实施例提供一种太阳能电池100。该太阳能电池100包括一背电极102、一半导体结构104及一上电极106。所述半导体结构104定义一第一表面(图未标)及一第二表面(图未标)，第一表面和第二表面相对设置。所述背电极102设置于半导体结构104的第一表面，并与该第一表面直接接触。所述上电极106设置于所述半导体结构104的第二表面，并与该第二表面直接接触。所述半导体结构104夹持在所述背电极102和上电极106之间。该背电极102为一单根的第一碳纳米管，该上电极106为一单根的第二碳纳米管。所述第一碳纳米管的延伸方向与第二碳纳米管的延伸方向交叉设置。所述半导体结构104包括一n型半导体结构1042和一p型半导体结构1044，该n型半导体结构1042和p型半导体结构1044层叠设置形成所述半导体结构104。所述背电极102为一单根的第一碳纳米管，即所述半导体结构104的第一表面仅包括一根第一碳纳米管。该第一碳纳米管为金属型碳纳米管。该第一碳纳米管可以为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管或多壁碳纳米管。第一碳纳米管的直径不限，可以为0.5纳米～100纳米，在某些实施例中，第一碳纳米管的直径为0.5纳米～10纳米。优选地，第一碳纳米管为单壁碳纳米管，其直径为0.5纳米～2纳米。本实施例中，所述第一碳纳米管的直径为1纳米。本实施例中，所述第一碳纳米管为一内壳碳纳米管，该内壳碳纳米管是指双壁碳纳米管或多壁碳纳米管的最内层碳纳米管。所述内壳碳纳米管可以从一超长双壁碳纳米管或超长多壁碳纳米管中拉取得到，该超长双壁碳纳米管或超长多壁碳纳米管是指双壁碳纳米管或多壁碳纳米管的长度在150微米以上。优选的，超长双壁碳纳米管或超长多壁碳纳米管的长度为150微米-300微米。具体的，在超长双壁碳纳米管或超长多壁碳纳米管的两端拉伸该超长双壁碳纳米管或超长多壁碳纳米管，使超长双壁碳纳米管或超长多壁碳纳米管的外壁在中间部位断裂，使该超长双壁碳纳米管或超长多壁碳纳米管的中间部分仅剩下最内层的碳纳米管，进而得到一段最内层的碳纳米管，即内壳碳纳米管，外壁是指除了最内层的碳纳米管壁之外的碳纳米管壁。该内壳碳纳米管具有干净的表面，表面没有杂质，因此所述第一碳纳米管作为背电极102能够与所述半导体结构104很好的接触。当然，所述第一碳纳米管并不限定为本实施例中的内壳碳纳米管，也可以为其它的单壁碳纳米管、双壁碳纳米管或多壁碳纳米管。所述上电极106为一单根的第二碳纳米管，即所述半导体结构104的第二表面仅包括一根第二碳纳米管。该第二碳纳米管为金属型碳纳米管。该第二碳纳米管可以为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管或多壁碳纳米管。第二碳纳米管的直径不限，可以为0.5纳米～100纳米，在某些实施例中，第二碳纳米管的直径为0.5纳米～10纳米。优选地，第二碳纳米管为单壁碳纳米管，其直径为0.5纳米～2纳米。本实施例中，所述第二碳纳米管的直径为1纳米。本实施例中，所述第二碳纳米管与第一碳纳米管相同，也为一内壳碳纳米管。该内壳碳纳米管具有干净的表面，表面没有杂质，因此所述第二碳纳米管作为上电极106能够与所述半导体结构104很好的接触。当然，所述第二碳纳米管并不限定为本实施例中的内壳碳纳米管，也可以为其它的单壁碳纳米管、双壁碳纳米管或多壁碳纳米管。所述第一碳纳米管的延伸方向与第二碳纳米管的延伸方向交叉设置是指第一碳纳米管的延伸方向与第二碳纳米管的延伸方向之间形成一夹角，该夹角大于0度小于等于90度。本实施例中，所述第一碳纳米管的延伸方向和第二碳纳米管的延伸方向相互垂直，即夹角为90度。所述半导体结构104中的n型半导体结构1042和p型半导体结构1044层叠设置，并在垂直于该半导体结构104的方向上形成一p-n结。所述n型半导体层1042和p型半导体层1044均为二维材料，该n型半导体层1042和p型半导体层1044层叠设置形成所述半导体层104。所述二维材料是指电子仅可在两个维度的纳米尺度(1-100nm)上自由运动(平面运动)的材料，如纳米薄膜、超晶格、量子阱等。所述半导体结构104为一厚度为纳米尺寸的二维层状结构。优选的，所述半导体结构104的厚度为1纳米～200纳米。所述n型半导体结构1042的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能电池，包括：/n一半导体结构、该半导体结构包括一n型半导体层和一p型半导体层，且该n型半导体层和p型半导体层层叠设置，该半导体结构定义一第一表面以及与该第一表面相对设置的第二表面；/n一背电极，该背电极设置在半导体结构的第一表面；/n一上电极，该上电极设置在半导体结构的第二表面；/n其特征在于，该背电极为一单根的第一碳纳米管，该上电极为一单根的第二碳纳米管，且该第一碳纳米管的延伸方向与第二碳纳米管的延伸方向交叉设置，在该第一碳纳米管以及第二碳纳米管的交叉点处，在垂直于所述半导体结构的方向上，所述第一碳纳米管、半导体结构以及第二碳纳米管的重叠区域形成一多层结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池，包括：
一半导体结构、该半导体结构包括一n型半导体层和一p型半导体层，且该n型半导体层和p型半导体层层叠设置，该半导体结构定义一第一表面以及与该第一表面相对设置的第二表面；
一背电极，该背电极设置在半导体结构的第一表面；
一上电极，该上电极设置在半导体结构的第二表面；
其特征在于，该背电极为一单根的第一碳纳米管，该上电极为一单根的第二碳纳米管，且该第一碳纳米管的延伸方向与第二碳纳米管的延伸方向交叉设置，在该第一碳纳米管以及第二碳纳米管的交叉点处，在垂直于所述半导体结构的方向上，所述第一碳纳米管、半导体结构以及第二碳纳米管的重叠区域形成一多层结构。


2.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一碳纳米管的延伸方向垂直于所述第二碳纳米管的延伸方向。


3.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一碳纳米管和第二碳纳米管均为内壳碳纳米管。


4.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一碳纳米管和第二碳纳米管均为金属型的单壁碳纳米管。


5.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张金，魏洋，范守善，
申请(专利权)人：清华大学，鸿富锦精密工业深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11