一种能量收集装置的制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种能量收集装置的制备方法，涉及新材料及新能源技术领域，该制备方法通过一步成膜方法，制备钙钛矿量子点聚合物薄膜与晶硅电池片紧密结合的串联结构，制备方法包括如下步骤：制备出量子点前驱体溶液；将二甲基硅氧烷预聚体溶于氯苯中形成混合溶液；加入固化剂并混合均匀，得到含有量子点的聚二甲基硅氧烷前驱体混合液；把溶液旋涂到晶硅太阳能电池以形成薄膜；在薄膜表面制备银电极，与晶硅太阳能电池的银栅电极相连接，组装晶硅太阳能电池。在晶硅太阳能电池表面固化一层掺有钙钛矿量子点的聚合物薄膜，并在薄膜上沉积银电极，实现电池器件对雨滴水动能的高效采集。同时钙钛矿量子点的引入，提高了太阳能电池的光电转换效率。光电转换效率。光电转换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种能量收集装置的制备方法


[0001]本专利技术涉及新材料及新能源
，具体涉及一种能量收集装置的制备方法。

技术介绍

[0002]相关技术中，随着人们对传统能源的大量开采，传统能源已经无法满足人们的需求。为了满足大量的能源需求，各种各样的新能源被逐渐发掘利用。其中太阳能就是一种环保的新能源，它的利用方式也多种多样。不仅可以利用其热能进行加热，还可以用其光生伏特效应进行发电。晶硅太阳能电池就是目前主流利用太阳能的方式。它低成本，高效率将太阳能转换为电能，实现清洁能源的普及。虽然，当代晶硅电池已经取得巨大突破，不仅转换效率快速提升而且其成本也在大幅降低，因而目前被广泛使用，但是其也存在一个极大的缺陷——黑夜和阴天无法发电或者发电量极低。倘若能解决这缺陷，势必使其转化率有所提升，对能源的收集贡献更多力量。因此，开发在不同天气下实现持续性发电的混合能量收集的太阳能电池具有重要的科学意义和使用价值。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种能量收集装置的制备方法，可以获得成本低、稳定性好、光电转换效率高以及可以高效转换雨滴动能的混合能量采集硅太阳能电池，极大延长太阳能电池的发电时间并提高发电功率，实现太阳能电池的应用环境多元化，具有重要的发展前景和应用价值。
[0004]根据本专利技术实施例的能量收集装置的制备方法，通过一步成膜方法，制备钙钛矿量子点聚合物薄膜与晶硅电池片紧密结合的串联结构，该制备方法包括如下步骤：
[0005]S110，组装基本结构为Al/p
+
‑
Si/Si/n
+
‑
Si/SiN/Ag的晶硅太阳能电池；将溴化铅、溴化铯、油酸、油胺溶于二甲基甲酰中并加热搅拌，制备出量子点前驱体溶液；
[0006]S120，将二甲基硅氧烷预聚体溶于氯苯中形成混合溶液，取少量所述量子点前驱体溶液滴入所述混合溶液并搅拌，使量子点均匀分布；加入固化剂并混合均匀，得到含有量子点的聚二甲基硅氧烷前驱体混合液；
[0007]S130，将含有量子点的聚二甲基硅氧烷前驱体溶液旋涂到所述晶硅太阳能电池上表面并加热，使含有量子点的所述聚二甲基硅氧烷前驱体溶液固化形成薄膜；
[0008]S140，在所述薄膜表面溅射一层图案化的银电极，与所述晶硅太阳能电池的银栅电极相连接，组装成混合能量采集晶硅太阳能电池。
[0009]进一步地，步骤S110中，所述晶硅太阳能电池为PERC单晶硅太阳能电池。
[0010]进一步地，步骤S110，所述晶硅太阳能电池的光电转换效率大于或等于20％。
[0011]进一步地，步骤S110中，溴化铅和溴化铯的摩尔比为1：1，油酸和油胺与溴化铯的摩尔比均为0.1：1—10：1。
[0012]进一步地，步骤S120中，量子点前驱体溶液与氯苯混合液的体积比大于或等于5：1。
[0013]进一步地，步骤S120中，二甲基硅氧烷预聚体与固化剂的质量比为15：1—5：1。
[0014]进一步地，步骤S130中，采用旋涂法，旋涂的条件为：转速2000转/分，旋涂时间为30—50秒，固化温度为80摄氏度，固化时间为3小时。
[0015]进一步地，步骤S140中，所述银电极的图案与所述晶硅太阳能电池的银栅主栅平行排列。
[0016]进一步地，所述晶硅太阳能电池的两个电极分别为铝背电极与银顶电极。
[0017]进一步地，所述晶硅太阳能电池在光照下的开路电压为0.5～0.7V、短路电流为35～45mA
·
cm
‑2、填充因子为0.7～0.85、光电转换效率为20～24％；采集雨滴动能的开路电压为60
‑
80V/滴、短路电流为10
‑
20μA/滴，输出功率为140～200μW/滴。
[0018]根据本专利技术实施例的能量收集装置的制备方法，至少具有如下有益效果：通过在晶硅太阳能电池表面固化一层掺有钙钛矿量子点的聚合物薄膜，并在薄膜上沉积银电极，实现电池器件对雨滴水动能的高效采集。同时，钙钛矿量子点的引入，提高了太阳能电池的光电转换效率。该专利技术制备方法简单、成本低廉，钙钛矿量子点的制备也是在室温下直接分散于聚二甲基硅氧烷中一步制成，避免了繁琐的工艺。在收集混合能源的基础上大大提高了总体的转化效率，是一种高效廉价的新型能量收集装置。此外，本专利技术的电池是以硅太阳能电池背电极Al与薄膜表面的银电极为纳米发电机的两个电极，将太阳能电池也作为摩擦层的一部分，与传统的单电极模式相比，由于内建电场的存在，减少了摩擦感应电荷的损耗与耦合，明显提高了纳米发电机的电能输出，获得了80V和28μA的开路电压和短路电流，将电池器件的整体发电能力提升了30％以上。
[0019]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0020]下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明，其中：
[0021]图1为本专利技术实施例所制备的能量收集装置中硅太阳能电池及水滴发电的基本原理示意图；
[0022]图2为本专利技术实施例所制备的能量收集装置中硅太阳能电池在一个标准太阳下的电池效率曲线；
[0023]图3为本专利技术实施例所制备的能量收集装置中硅太阳能电池在雨滴刺激下产生的开路电压和短路电流曲线图。
具体实施方式
[0024]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0025]在本专利技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0026]在本专利技术的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
[0027]本专利技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属
技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本专利技术中的具体含义。
[0028]本专利技术的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本专利技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能量收集装置的制备方法，其特征在于，通过一步成膜方法，制备钙钛矿量子点聚合物薄膜与晶硅电池片紧密结合的串联结构，该制备方法包括如下步骤：S110，组装基本结构为Al/p
+
‑
Si/Si/n
+
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Si/SiN/Ag的晶硅太阳能电池；将溴化铅、溴化铯、油酸、油胺溶于二甲基甲酰中并加热搅拌，制备出量子点前驱体溶液；S120，将二甲基硅氧烷预聚体溶于氯苯中形成混合溶液，取少量所述量子点前驱体溶液滴入所述混合溶液并搅拌，使量子点均匀分布；加入固化剂并混合均匀，得到含有量子点的聚二甲基硅氧烷前驱体混合液；S130，将含有量子点的聚二甲基硅氧烷前驱体溶液旋涂到所述晶硅太阳能电池上表面并加热，使含有量子点的所述聚二甲基硅氧烷前驱体溶液固化形成薄膜；S140，在所述薄膜表面溅射一层图案化的银电极，与所述晶硅太阳能电池的银栅电极相连接，组装成混合能量采集晶硅太阳能电池。2.根据权利要求1所述的能量收集装置的制备方法，其特征在于，步骤S110中，所述晶硅太阳能电池为PERC单晶硅太阳能电池。3.根据权利要求1所述的能量收集装置的制备方法，其特征在于，步骤S110，所述晶硅太阳能电池的光电转换效率大于或等于20％。4.根据权利要求1所述的能量收集装置的制备方法，其特征在于，步骤S110中，溴化铅和溴化铯的摩尔比为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨希娅，袁靖搏，郑铎，郭江涛，赵磊磊，段加龙，唐群委，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：