[实用新型]双面有机薄膜太阳能电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能电池，特别涉及一种内含有机光活性半导体 功能薄膜层的双面有机薄膜太阳能电池及其2种实施组装结构。

背景技术

目前的太阳能光伏电池技术主要是基于硅半导体的单晶硅、多晶硅和非 晶硅等光伏电池，虽然技术较为成熟，但硅材料制造能耗大、生产成本居高 不下，因而不能大规模地推广和应用，特别在发展中国家。因此，要从根本 上解决人类目前面临的能源危机，开发利用巨大的取之不尽的太阳能能源， 就必须设法降低太阳能电池成本，寻找和开发新一代更廉价和经济的太阳能 电池材料和技术。

目前国际上正兴起一股研究和开发有机导电材料的热潮，新发现的一些 有机分子材料，特别是某些高分子聚合物材料具有良好的半导体特性，与无 机半导体相比，这类有机半导体材料具有成本低、吸收光谱宽，制作工艺简 单等特点，可以通过真空热蒸镀、旋转涂覆及喷膜印刷等多种方法制作成耗 料极少的薄膜。因此，可以制作出大面积、低成本、轻薄、可卷曲以及可以 方便携带的有机薄膜太阳能电池并开发出多方面的用途。

但目前有机薄膜太阳能电池的光电转换率还不如无机硅太阳能电池，需 要进一步的提高。有机太阳能电池的光电转化过程主要包括：光子吸收、激 子或称电子-空穴对扩散、电荷传输、电荷收集等四个步骤，其中对总光电转 化率影响较大的是光的吸收率和激子的扩散率。

发明内容

为克服有机薄膜太阳能电池目前光电转化率偏低的缺点，本实用新型通 过采用双面采光和对有机太阳能电池的多个部件结构的多种结构设计以及多 种结构的组合形成的优化方案，可以明显提高有机太阳能电池的光电转化效 率以及提高光伏电池实用性的电流输出和电压输出。大大拓展了有机太阳能 电池在户外、野外等无电力条件下的使用，并可以更广泛地应用到农业、林 业、牧业、煤矿、地质、石油、海洋、军事等特殊领域。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术实施方案及双面有机薄膜太阳 能电池的多种组装方案如下：

技术实施方案A：所提供的双面有机薄膜太阳能电池包括UV保护层、增 透光层、有机和无机材料复合封装覆盖层、透明上电极、有机光活性材料层、 金属下电极、绝缘隔挡壁和玻璃或透明塑料基板等部件，其特征是：在玻璃 或透明塑料基板的上表面和下表面上各设有一个共用基板结构的有机薄膜太 阳能电池件，两个有机薄膜太阳能电池件均由自内向外依次层叠设置的金属 下电极、有机光活性材料层和透明上电极组成，透明上电极和金属下电极间 通过绝缘隔挡壁相阻隔，引出电极分别由透明上电极和金属下电极引出，在 基板两边的两个有机薄膜太阳能电池件外各包设有一个有机和无机材料复合 封装覆盖层，在复合封装覆盖层外依次叠层设置有一层增透光层和一层UV保 护层。实际制作中，在玻璃或透明塑料基板上表面依次层叠制作出金属下电 极、有机光活性材料层、透明上电极、有机和无机材料复合封装覆盖层、增 透光层和UV保护层制作成上表面有机薄膜太阳能电池，然后再按同样方式在 玻璃或透明塑料基板下表面依次层叠制作出金属下电极、有机光活性材料层、 透明上电极、有机和无机材料复合封装覆盖层、增透光层和UV保护层制作成 下表面有机薄膜太阳能电池就形成一种共用基板结构的新型双面有机薄膜太 阳能电池。参见图2。

本使用新型的有机效果是：成本低，结构紧凑，可靠性高，重量轻，厚 度薄，根据其不同部件的不同形状和结构，它又可以构成多种不同组装结构 组合的双面有机薄膜太阳能电池优化和最大化光电转化率，两面电极并联可 成倍提高输出电流。