涂层式太阳能电池制作技术制造技术

本发明专利技术公开了一种涂层式太阳能电池制作技术，将原制作太阳能板Ｐ／Ｎ半导体和表面导电的金属网格或导电透明材质，分别用液状或稠状的材质替代，并配以一定比例的化学聚合物，变成一种可喷涂的半导体和导电材质，使用现今时代所普用或稍加改进的喷涂设备即可在户外可见日光处任意固体表面分层喷涂，这样几乎可以使任何固体物都变成太阳能电池，比如屋顶的瓦、外墙的壁、甚至各种露天公共场所水泥地表面或瓷砖表面、各种汽车车身表面、各种电子产品的外壳等等。该种太阳能电池制作技术操作简单，成本低廉，是一种真正可在全球范围内普遍使用的能源技术。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种涂层式太阳能电池制作技术，可于各种人们生活的户外空间中的 各种固体物上普遍运用。
技术介绍
现有的太阳能电池制作技术主要有以下几种1、硅太阳能电池；2、以无机盐如砷 化镓III-V化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池；3、功能高分子材料制备的 大阳能电池；4、纳米晶太阳能电池等等，以上几种太阳能电池制作技术所使用材质不同，但 都有一个共性，那就是几个分层都必须有平整的固体物如硅片层、玻璃层、金属板、或现在 新开发的柔性塑胶板，需要求较高的真空或高温制作环境，材料及制作成本都相对高昂，比 水电、火电成本还是高出很多，所以并不能在全球内大量普及民用化，本专利技术正弥补了这一 缺陷，只要有这种太阳能涂料，普通百姓都可以轻松在家制作自己的太阳能电池。
技术实现思路
本专利技术涂层式太阳能电池制作技术主要是提供一种廉价制作太阳能电池的生产 方法，将制作太阳能所需的任一种关键固体材质均化为可供喷涂的液态或稠状物质，使用 现有的或特制的喷涂设备将这些太阳能涂料分层喷涂于适当的可见日光的固体物表面，使 太阳能电池与各固体物融为一体，除了必要的布线和电气转换装置外，不必另处架设支撑 物，极大地节约架设材料成本和人力成本，完全不必占用的额外场地，此对于寸土寸金的大 城市来讲其意义非同凡响。附图说明图1涂层式太阳能电池剖面示意图，实物可以是任意形状，并非只限于平板。 具体实施例方式在图1中，1和4都为导电涂层，所不同是1为打底全面喷涂，在第4层为让太阳光 照射到半导体P/N层2和3用专用喷涂枪喷成致密的网格状或条纹状，现今导电涂料制作 技术已经很成熟，其主要的导电成份为金属粒子，比如纯银导电漆、银铜导电漆、镍导电漆 等，也有在特种涂料中加导电碳黑。在图1中，2和3为半导体P/N涂层，到目前为止，半导体涂料在国内外都已经有生 产制作，但仅在军事科技和高端电子实验室有所运用其半导体特性，在民用方面非常少见， 尤其是太阳能方面并未有运用，这里提出来目的正是要让这项新技术普及化，惠及大众，这 也是该项专利技术新颖性的地方，因为是新概念，所以有必要对此新运用事先作一个简要的理 论依据说明(注以下部分理论资料转摘自华人涂料网)半导体是一种介于绝缘体和导体之间的电导材料，众所周知，电子学所说的的半 导体材料如硅、锗、镓、铟——都是，但一般来说，氧化锌、氧化铝、硫化锌、溴化银、氧化钛和许多其它的无机化合物也都是半导体。半导体有一个很小的能带隙(在传导带和价电 子带之间有能量差)，以致于通过热运动或光子碰撞使传导带部分充满电子。依赖于能带隙之间的能量差，半导体中的由电子能够从价电子带轻易地激发到传 导带在半导体中，我们一般谈到的能带隙材料大约在3电子伏特。传导带中的电子是“自由电子”。当传导带有自由电子的时候，价带区会失去一个 电子价带(失去一个电子)创造出一个空穴。因为一个电子携带一个负电荷，一个空穴就 必须带正电荷。自由电子被当作是化学还原剂，推论得出，空穴一定是化学氧化剂。这些意味着半导体中一个光子的碰撞和材质温升影响，至少需要相当于这个半导 体能带隙的能量，从化学的观点来看，此时是在发生氧化还原反应。半导体有一个能带隙，能量在0和4ev之间，这个能量不同波长的可见光子的能量 相适应，下表给出了光的波长和半导体能带之间的关系。波长颜色电子伏特700nm红1. 77600nm黄2. 07500nm' τπ.2. 48400nm紫3. 10我们现在来比较各种不同半导体能带隙的内能，下表汇编了几个例子半导体材料能带(电子伏特)TiO23. 2Ge0. 67ZnO3.2InP1.34ZnS3.6GaN3.37Fe2O32. ！BSiC3.1SrTiO33.2其它的半导体还包括A1203，AgBr，CdS, CaO, CuS......·事实上，为了调配某种颜色或为了防静电、防火、防潮、防老化等等品质生产中都有意无意使用了的大量如上所述半导体材料，这些材料都具有一个能与光交互作 用的能带宽度。虽然半导体涂料生产过程中可能生产过程中不可避免带有其它不必要的杂 质，但只要总体表现上半导体的特性，P型和N型半导体涂料叠在一起，一定会有电势差，受 到光子和温升剌激，势必有电流产生。为了能使现有的半导体涂料技术作用于太阳能领域，还需要对该种涂料中的半导 体的成份及比例重新作实验调整，使其更具有光、热敏电势活性，这需要涂料界的专家和研 发者们一起努力，使其能起到如单晶硅太阳能电池中核心半导体P/N结的功用，虽光电转 换率有可能与之相比会较低，但因成本低廉，一定可以在全世界方便普及，为节约地球日益 衰竭的资源和改善渐趋恶化的生存环境作出贡献。图1中5为透明防晒漆保护层，目前这种透明防晒漆在现实中已经有很好的生产应用，比如清水混凝土透明漆面漆、防晒PU漆、ZS 311透明隔保温热涂料等，这一保护层直 接喷涂于网格导电层4上，起防日光、防氧化、防腐蚀、防风化等作用，目的是为了保护下 面的太阳能电池，可依据施工对象的不同选择适当的透明漆。以上对各喷涂层厚度并未作硬性规定，因为受使用对象固体不同、所使用半导体 涂料成份以及各地的光照强度等等各种现实因素的影响，都可以作经验性调整，这也喷涂 的灵活性。图1中6为转换电气盒，内置一般太阳能发电所需的逆变器、变压器、蓄电池等电 气装置，由此输出的即为直接可用的民用电。图1中7为太阳能电流收集线路，按常规施工方式使其分别与喷涂完工的太阳能 电池的正负分开连接即可。图1中8为用户终端使用电器。权利要求涂层式太阳能电池制作技术，其特征在于材料成本低廉、制作方便，空间限制小。2.根据权利利要求1涂层式太阳能电池制作技术，其特征低廉材料为现有技术均可以 制作，比如掺合型粉末涂料，它以绝缘聚合物为主要成膜物质，在其中掺入导电材料而形成 的涂料，它的导电性靠掺入的导电微粒来实现的，导电微粒提供自由电子载流子，掺入的导 电材料包括金属粉末(金、银、镍、锌、铝等)、非金属粉末(石墨、无定形碳黑等)和金属氧 化物(氧化锌、氧化锡、碳化硅等)，按适当比例用这些物质掺合到聚合物中，可使聚合物变 为导体或半导体。这些化学聚合物、金属粉末及氧化物都是现有生产技术可以方便获取和 制作的，其成本要远远低于传统的太阳能技术所需的单晶硅片等材料。而且还省去大笔架 设传统太阳能电池所需和各种支撑物。3.根据权利利要求1涂层式太阳能电池制作技术，其特征制作方便在于用普通的或经 特殊改装的喷涂设备即可施工，不需要繁复严密的生产流程、严格要求的真空和可控高温 环境等高门槛，不需要架设支撑架。4.根据权利利要求1涂层式太阳能电池制作技术，其特征空间限制小，只要是可受日 光所照的固体物上按此专利技术所提出的几个操作流程，即可使其变为太阳能电池，并不需另 外占用空间去架设。5.该涂层式太阳能电池制作技术对各喷涂层厚度并未作硬性规定，因为受使用对象固 体不同、所使用半导体涂料成份以及各地的光照强度等等各种现实因素的影响，都可以作 经验性调整，这也是喷涂的灵活性。6.该涂层式太阳能电池制作技术并非仅限于用喷涂设备完成工作，也可以将工作对 象固体物分层次直接浸于涂料溶液中；可用电镀方式；也可将涂料分层次直接泼溅于对象 物上；也可用涂抹粉刷的方式将涂料敷于对象本文档来自技高网...

【技术保护点】
涂层式太阳能电池制作技术，其特征在于材料成本低廉、制作方便，空间限制小。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾亚东，
申请(专利权)人：曾亚东，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]