彩色光伏电池及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种彩色光伏电池及其制备方法。所述彩色光伏电池包括由前至后依次层叠装配的前面板玻璃、光伏芯片和背板玻璃；所述光伏芯片在朝向所述前面板玻璃的一侧设置有量子点材料层。该彩色光伏电池，结合了量子点材料，能够实现其彩色化。该制备方法能够结合量子点技术实现光伏电池的彩色化，从而制得彩色光伏电池，简单易操作。简单易操作。简单易操作。

【技术实现步骤摘要】
彩色光伏电池及其制备方法


[0001]本专利技术属于半导体领域，具体涉及彩色光伏电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]量子点是纳米级大小的半导体粒子。因其在受激时，可以自行发出特定颜色光源，无需背光和彩色滤光就可以制作出轻薄的电视和手机屏。
[0003]量子点表面效应是指随着量子点的粒径减小，大部分原子位于量子点的表面，量子点的比表面积随粒径减小而增大。由于纳米颗粒大的比表面积，表面相原子数的增多，导致了表面原子的配位不足、不饱和键和悬键增多.使这些表面原子具有高的活性，极不稳定，很容易与其它原子结合。这种表面效应将引起纳米粒子大的表面能和高的活性。表面原子的活性不但引起纳米粒子表面原子输运和结构变化，同时也引起表面电子自旋构象和电子能谱的变化。表面缺陷导致陷阱电子或空穴，它们反过来会影响量子点的发光性质、引起非线性光学效应。金属体材料通过光反射而呈现出各种特征颜色，由于表面效应和尺寸效应使纳米金属颗粒对光反射系数显著下降，通常低于1％，因而纳米金属颗粒一般呈黑色，粒径越小，颜色越深，即纳米颗粒的光吸收能力越强，呈现出宽频带强吸收谱。
[0004]光伏电池板发电特性：无论是单晶、多晶、碲化镉、铜铟镓硒、钙钛矿等材料生产的光伏电池板，可见光频谱是占据光伏组件光吸收频谱的绝大部分频段。为尽可能大的增加光吸收量，一般光伏电池板都呈现黑色或近黑色表面。光伏组件(芯片)本身一般不会彩色化。
[0005]目前来说，如要想实现光伏电池板的彩色化，需在光伏芯片与前受光玻璃(或树脂)之间增加彩色化材料(此材料一般为特殊打印图案)，使光伏组件呈现彩色化的同时，还能接收太阳光起到发电的作用。但是，此方案会阻挡部分光线射入到光伏芯片，发电效率降低明显。

技术实现思路

[0006]本专利技术的第一个目的在于提供一种彩色光伏电池，该彩色光伏电池结合了量子点材料，能够实现其彩色化；
[0007]本专利技术的第二个目的在于提供一种前述彩色光伏电池的制备方法，该制备方法能够结合量子点技术实现光伏电池的彩色化，从而制得彩色光伏电池。
[0008]为实现本专利技术的第一个目的，采用以下的技术方案：
[0009]一种彩色光伏电池，包括由前至后依次层叠装配的前面板玻璃、光伏芯片和背板玻璃；所述光伏芯片在朝向所述前面板玻璃的一侧设置有量子点材料层。
[0010]优选地，所述量子点材料层的量子点材料由至少2种量子点源物质发生离子交换反应得到，所述量子点源物质选自Cd源物质、Te源物质、Se源物质、Zn源物质、O源物质和S源物质。
[0011]优选地，所述量子点材料层的量子点材料包括CdTe、ZnO、ZnS、CdZnS、CdSe和
Cd2SeTe中的任一项或多项的组合。
[0012]优选地，所述量子点材料层的量子点材料中，
[0013]Cd源物质包括CdSO4和/或Cd(NO3)2；和/或
[0014]Te源物质为NaBH4和Te粉的混合液；和/或
[0015]Zn源物质包括ZnSO4和/或Zn(NO3)2；和/或
[0016]O源物质包括C6H
12
N4水溶液；和/或
[0017]S源物质包括CH4N2S。
[0018]优选地，所述量子点材料层的厚度为2.5
‑
4.0nm。
[0019]为实现本专利技术的第二个目的，本专利技术还提供一种彩色光伏电池的制备方法。
[0020]优选地，所述制备方法，包括以下步骤：
[0021](1)取能发生离子交换反应的n种量子点源物质，并分别配置各自的量子点源物质溶液；其中，n≥2；
[0022](2)将水浴升温至反应温度，然后将步骤(1)所得到的n种量子点源物质溶液依次加入其中，以发生离子交换反应，得到量子点材料溶液；
[0023](3)将步骤(2)所得量子点材料溶液至少涂覆于光伏芯片的负极表面，得到具有量子点材料层的光伏芯片；
[0024](4)将步骤(3)所得具有量子点材料层的光伏芯片用前面板玻璃和背板玻璃进行封装，得到彩色光伏电池。
[0025]优选地，所述步骤(1)中，所述量子点源物质溶液的浓度分别为5
‑
20wt％。
[0026]优选地，所述步骤(2)中，反应温度为50
‑
80℃，反应时间为50
‑
200s。
[0027]优选地，所述步骤(3)中，所述量子点材料层的涂覆厚度为2.5
‑
4.0nm。
[0028]优选地，所述步骤(3)中，所述涂覆为喷涂或浸渍涂覆。
[0029]本专利技术的有益效果在于：
[0030](1)本专利技术的彩色光伏电池，结合了量子点材料，能够实现其彩色化；
[0031](2)本专利技术的制备方法，通过n(n≥2)种量子点源物质溶液之间发生离子交换反应制备量子点材料溶液，然后将所得量子点材料溶液涂覆于光伏芯片在朝向所述前面板玻璃的一侧制得具有量子点材料层的光伏芯片，然后装配即可得到彩色光伏电池；该制备方法能够结合量子点技术实现光伏电池的彩色化，从而制得彩色光伏电池。
附图说明
[0032]图1是本专利技术的彩色光伏电池在一种实施方式中的结构示意图；
[0033]图2是对比例1的普通光伏电池的结构示意图。
具体实施方式
[0034]以下结合附图及具体实施方式对本专利技术的技术方案及其效果做进一步说明。以下实施方式仅用于说明本专利技术的内容，专利技术并不仅限于下述实施方式或实施例。应用本专利技术的构思对本专利技术进行的简单改变都在本专利技术要求保护的范围内。
[0035]如图1所示，一种彩色光伏电池，包括由前至后依次层叠装配的前面板玻璃1、光伏芯片2和背板玻璃3；所述光伏芯片2在朝向所述前面板玻璃1的一侧设置有量子点材料层4。
[0036]本领域技术人员理解，光伏芯片2包括由前至后依次层叠设置的负极层21、减反层22、N型硅层23、P型硅层24和正极层25，且其负极层21朝向所述前面板玻璃1装配。
[0037]本领域技术人员理解，前面板玻璃1和背板玻璃3可以选择TCO玻璃，优选FTO玻璃。FTO玻璃透光性较好。
[0038]本专利技术的彩色光伏电池，结合了量子点材料，当太阳光照射透过玻璃层照射到量子点时，因量子点的宽激发谱、窄发射谱特性，量子点会发出特定的色彩，部分光线反射出彩色光使光伏电池彩色化。另一部分光线将透过量子点照射到光伏芯片2上，使光伏芯片2具备发电特性。若对量子点进行不同形状和不同材料的调节，还可使一块光伏ff电池板呈现出不同的色彩。
[0039]在一种实施方式中，所述量子点材料层4的量子点材料由至少2种量子点源物质发生离子交换反应得到，所述量子点源物质选自Cd源物质、Te源物质、Se源物质、Zn源物质、O源物质和S源物质。
[0040]在一种实施方式中，所述量子点材料层4的量子点材料中，
[0041]Cd源物质包括CdSO4和/或Cd本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种彩色光伏电池，其特征在于，所述彩色光伏电池包括由前至后依次层叠装配的前面板玻璃(1)、光伏芯片(2)和背板玻璃(3)；所述光伏芯片(2)在朝向所述前面板玻璃(1)的一侧设置有量子点材料层(4)。2.根据权利要求1所述的彩色光伏电池，其特征在于，所述量子点材料层(4)的量子点材料由至少2种量子点源物质发生离子交换反应得到，所述量子点源物质选自Cd源物质、Te源物质、Se源物质、Zn源物质、O源物质和S源物质。3.根据权利要求1或2所述的彩色光伏电池，其特征在于，所述量子点材料层(4)的量子点材料包括CdTe、ZnO、ZnS、CdZnS、CdSe和Cd2SeTe中的任一项或多项的组合。4.根据权利要求2所述的彩色光伏电池，其特征在于，所述量子点材料层(4)的量子点材料中，Cd源物质包括CdSO4和/或Cd(NO3)2；和/或Te源物质为NaBH4和Te粉的混合液；和/或Zn源物质包括ZnSO4和/或Zn(NO3)2；和/或O源物质包括C6H
12
N4水溶液；和/或S源物质包括CH4N2S。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的彩色光伏电池，其特征在于，所述量子点材料层(4)的厚度为2.5
‑
4.0nm。6.一种权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李威，陶海全，方振雷，张超，凌强，
申请(专利权)人：北京金茂绿建科技有限公司，
类型：发明
国别省市：