[发明专利]可夜间工作的太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能利用的技术，特别涉及一种可夜间工作的太阳能电池。

背景技术

伴随着社会经济高速发展的同时，能源问题逐渐凸显出来，面对着电力、煤炭、石油等不可再生能源的不断减少，开发新能源成为各国研究人员关注的热点，然而太阳能作为一种清洁、高效和永不衰竭的新能源，受到了大家的关注，而太阳能电池更是近年来研究的热点。

太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置，以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流。现有太阳能电池可以是单晶太阳能电池、多晶太阳能电池、非晶太阳能电池、有机太阳能电池、无机太阳能电池。其转换原理可简述为：太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。然而现有太阳能电池仍是利用太阳辐射能的传统方法，只有在在自然光存在的条件下实现光电转换产生电能，还未见到可以夜间工作的太阳能电池，这使得其利用受到限制。而长余辉发光材料是一类可以储存外界光辐射的能量，即在自然光或其它人造光源照射下能够存储外界光辐射的能量，然后在某一温度下(指室温)，缓慢地以可见光的形式释放这些存储能量的光致发光材料。目前，开发的以碱土铝酸盐为基质的稀土长余辉发光材料，以其优异的长余辉发光性能，引起了人们对长余辉发光材料的广泛关注。目前稀土离子掺杂的碱土铝(硅)酸盐长余辉材料已进入实用阶段。长余辉材料的形态也从粉末扩展至玻璃、单晶、薄膜和玻璃陶瓷。长余辉材料的应用也受到人们越来越多的重视。

发明内容

本发明的目的正是利用长余辉荧光材料的特性，将其加入太阳能电池中，使太阳能电池在夜间也可以工作，克服了现有太阳能电池只能工作于白天的条件的缺陷。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种可夜间工作的太阳能电池，从上到下依次设置有玻璃盖板、抗反射涂层、第二电极、半导体材料、第一电极，其特征在于，在抗反射涂层与第二电极之间另外设有长余辉材料层。

上述方案中。所述的长余辉荧光材料为铝酸锶掺杂二价铕或三价镝、铝酸钙掺杂二价铕或三价钕、硫化钙掺杂铈任一一种荧光材料。

所述第一电极为铝薄膜电极；第二电极为梳状银电极、金属接触网或ITO。所述抗反射涂层为氮化硅薄膜。所述半导体材料为硅薄膜、化合物半导体薄膜或有机薄膜。所述硅薄膜是单晶硅、多晶硅或非晶硅薄膜。

本发明利用长余辉荧光材料的长余辉特性，在白天，日光存在的条件下，太阳能电池接受自然光进行工作，长余辉荧光材料层也同时吸收太阳光来储存能量；在夜间，失去自然光，由于长余辉荧光材料产生的余辉，太阳能电池便可利用余辉进行光电转换，继续工作产生电能，达到提高光电转换效率的目的，提高太阳能电池的产能。

附图说明

图1是现有太阳能电池器件层间结构示意图，实际各层长度应该是上下对齐的。

图2是本发明可夜间工作的太阳能电池器件的层间结构示意，实际各层长度应该是上下对齐的。

图1、图2中，1、玻璃盖板；2、抗反射涂层；3、第二电极；4、半导体材料；5、第一电极；6、长余辉材料层。

具体实施方式

如图2所示，一种可夜间工作的太阳能电池，从下至上包括第一电极5(背电极)、半导体材料4、第二电极3、长余辉荧光材料层6、抗反射涂层2和玻璃盖板1。其中第一电极5为铝电极薄膜。半导体材料4可以分为两层硅薄膜：下层为P型硅，上层为N型硅。第二电极3为银电极，银电极是梳状的。长余辉荧光材料层6用商用的余辉持续时间可达10h以上的铝酸锶掺杂二价铕或三价镝的高亮度长余辉荧光材料制成。抗反射涂层2为氮化硅薄膜。

在玻璃盖板1上依次制作抗反射涂层2、长余辉荧光材料层6、梳状银电极、N型硅、P型硅、铝电极薄膜。

以上实施例为本发明的一个举例，不应被视为本发明的限定。如硅薄膜可以是单晶硅、多晶硅或非晶硅薄膜。第二电极3也可为金属接触网或ITO。长余辉荧光材料层6也可用铝酸钙掺杂二价铕或三价钕、硫化钙掺杂铈的荧光材料。半导体材料也可采用化合物半导体薄膜或有机薄膜，其中化合物半导体薄膜可为非结晶形(a-Si:H，a-Si:H:F，a-SixGel-x:H等)、Ⅲ-V族(GaAs，InP等)、Ⅱ-Ⅵ族(Cds系)和磷化锌(Zn₃p₂)等。