光伏电池制造技术

本发明专利技术提供一种光伏电池，其包括光伏转换模组，用于吸收光能并将其转化为电能。该光伏转换模组具有光入射面。该光入射面上设置有掺杂铕元素的玻璃层。该玻璃层的微观组织包括至少两个分相。该不同的分相之间形成相界面，该每个分相的相尺寸小于５００ｎｍ。该相界面用于折射或反射入射光至铕元素，以提高光伏电池的光转化效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光电转化
，特别涉及一种光伏电池。
技术介绍
太阳能电池是利用可再生环保能源太阳能而实现发电，即将太阳的辐射能通过半 导体材料转变为电能(请参见"Grown junction GaAs solar cell"， Shen，C. C. ;Pearson， G丄 proceedings of the IEEE， Volume 64， Issue 3， March 1976 Page (s) :384-385)。 太阳能电池板的结构主要包括光电转化层。该光电转化层由P型半导体材料和N型半导体 材料形成的PN结组成。当太阳光照射到光电转化层的半导体材料上时，该光电转化层吸收 太阳光中与该半导体材料对应波段的光。而该被吸收光中的光子与组成半导体的原子及价 电子发生碰撞，产生电子_空穴对，从而使光能以产生电子_空穴对的形式转变为电能实现 光电转换过程，并对外接在P型半体材料层和N型半导体材料层的金属引线的负载供电。 目前，太阳能电池通常包括CdTe或硅基半导体材料制作的光电转化层，其最多只 能吸收波长为400至1100nm之间的光。而该波长范围以外的太阳光会被该光电转化层反 射，并不能被转化为电能。由此，该部分的太阳光被浪费，使得太阳能电池的光转换效率较 低。
技术实现思路
因此，有必要提供一种光伏电池，以解决以上问题，并增加光伏电池对光的转换效率。 以下将以实施例说明一种光伏电池。 —种光伏电池，其包括光伏转换模组，用于吸收光能并将其转化为电能。该光伏转 换模组具有光入射面。该光入射面上设置有掺杂铕元素的玻璃层。该玻璃层的微观组织包 括至少两个分相。该不同的分相之间形成相界面，该每个分相的相尺寸小于500nm。该相界 面用于折射或反射入射光至铕元素。 与现有技术相比，该光伏电池的玻璃层包括铕元素与至少两个分相，该分相间的 相界面可将未直接射至铕元素的光经折射或反射后射向铕元素，使铕元素可将与该铕元素 对应的短波长的光转换为长波长的光，增加光的转化率。从而使入射光经过该玻璃层后，其 部分波长被增加后，进入光伏转换模组，增加被光伏转换模组吸收光的波段范围，从而提高 光伏电池的光转换效率。附图说明 图1是本技术方案实施例提供的光伏电池结构示意图。 图2是本技术方案实施例提供的在65(TC保温12h后获得的不同铕含量的玻璃层 的SEM微观结构图。 图3是图2中玻璃层中硅酸盐相的相尺寸随铕元素浓度的变化关系曲线。 图4是不同温度下玻璃层中硅酸盐相的相尺寸随保温时间的变化关系曲线。 图5是在65(TC玻璃层(含lmol % Eu203)的吸收光谱随保温时间的变化关系曲线。 图6是在65(TC玻璃层(含lmol % Eu203)的发射光谱随保温时间的变化关系曲线。 图7至图11是在65(TC不同铕含量的玻璃层的发射光谱强度随保温的变化关系曲线。 图12是本技术方案实施例提供的玻璃层中分相的示意图。具体实施例方式下面将结合附图及实施例对本技术方案实施例提供的光伏电池作进一步详细说明。 请参阅图l，本技术方案实施例提供的光伏电池IO，其包括光伏转换模组11及设置于光伏转换模组11的玻璃层12，使入射光经玻璃层12吸收后进入光伏转换模组11。 该光伏转换模组11可由一个或多个光伏转换单元组成，或为多个光伏转换单元组成的阵列模组。另，光伏转换模组11可为单面或多面接收入射光的电池模组，即具有至少一个光入射面。本实施例中，光伏转换模组ll由一个光伏转换单元组成，其包括透明导电层111、集电极层112及设置于透明导电层111与集电极层112之间的光电转化层113。该光电转化层113具有一个入光面101及与入光面101相对的表面102。该光电转化层113用于将射入该光电转化层113的光中与该光电转化层113对应波长的光(即光能)转化为电能。该光电转化层113可采用硅基半导体材料、III-V族或II-VI族化合物组成的PN结制成。该表面102也可为光入射面，即该光电转化层113具有相对设置的两个光入射面，以供光同时入射表面102与入光面101。当然，该光电转化层113上与入光面101及表面102相接的侧面也可设置为光入射面。 本实施例中，透明导电层111沉积于入光面101，该集电极层112沉积于表面102，用于分别与负载或外部电路的两极电气连通，将经光电转化层113转化的电能传输至该负载或外部电路，以实现向该负载或外部电路供电的目的。该透明导电层lll可为平板玻璃表面通过物理或者化学镀膜的方法均匀的镀上一层透明的导电氧化物薄膜形成。该氧化物包括Cd0、Zn0、Zn0:M(M二 Al，Ga， In，F)等。该集电极层112可为铝或其它金属板。 使用中，光射入透明导电层111并进入光电转化层113，然后光电转化层113将与该光电转化层113对应波长的光转化为电能，使该电能经透明导电层111与集电极层112输出，实现供电。 该玻璃层12中掺杂有铕元素。该玻璃层12的微观组织包括至少两个分相。该不同的分相之间形成相界面，该每个分相的相尺寸小于500nm，用于折射或反射入射光至铕元素，使入射光中短波长的光转换为长波长的光，再射入光伏转换模组。该相尺寸是通过计算出多个d值(如图参阅图12)的平均值所得。 该玻璃层12通过热处理掺杂铕元素的玻璃，使该掺杂铕元素的玻璃发生调幅分解(spinodal decoposition)而获得。该热处理的温度在该掺杂铕元素的玻璃的玻璃转变温度(Tg)与结晶温度(Tc)之间，才能防止该玻璃层12热处理后转化为晶态而失去玻璃透光的特性。该热处理的保温时间需要根据热处理的温度而决定，以确保发生调幅分解所形成的分相尺寸小于500nm为宜。例如，如果热处理的温度较高(靠近结晶温度)，即可提供相应较高的能量给该掺杂铕元素的玻璃，使调幅分解以较快的速率发生，同时形成的分相会在高温下继续长大，使分相尺寸超过500nm，从而形成透光率较低的玻璃层12。相反地，如果热处理的温度较低(靠近玻璃转化温度)，即只能提供相应较低的能量给该掺杂铕元素的玻璃，使调幅分解以较慢的速率发生，必须需要较长的时间才能形成本技术方案所需的分相。 入射光射入玻璃层12时，会与分相间的相界面发生折射或反射，使未直接射至铕元素的光经折射或反射后射向铕元素，可增加光的转化率。然而，如果每个分相的相尺寸大于500nm(接近现有技术中太阳能电池吸收可见光中的波长)，经铕元素转换为长波长的光与该每个分相发生折射或反射的几率大，使被转化后的光大部分被吸收，从而降低转化后光的出射率。相反地，如果每个分相的相尺寸下于500nm，被转化后的光不会或只有少部分被吸收，相比增加光的转化率而言，降低转化后光的出射率可被忽略。 该玻璃层12通过热处理掺杂铕元素的硅酸盐玻璃而获得，从而形成富硅酸盐分相。本实施例中，玻璃层12通过热处理掺杂三价铕元素硼硅酸盐玻璃而获得。该玻璃层12的分相为富硼酸盐相、呈海绵状分布于富硼酸盐相中的富硼酸盐相。铕元素中50wt^铕分布于富硼酸盐相中。该玻璃层12用于将光中波长为350至470nm的入射光转化为570至720nm的出射光。该lOOmol的硼硅酸盐玻璃中至多掺杂氧化铕2. 5mo1。当然，该玻璃层12也可在外侧面设置抗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏电池，其包括光伏转换模组，用于吸收光能并将其转化为电能，所述光伏转换模组具有光入射面，其特征在于，所述光入射面上设置有掺杂铕元素的玻璃层，所述玻璃层的微观组织包括至少两个分相，所述不同的分相之间形成相界面，所述每个分相的相尺寸小于５００ｎｍ，所述相界面用于折射或反射入射光至铕元素。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁原杰，
申请(专利权)人：鸿富锦精密工业深圳有限公司，鸿海精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]