[发明专利]光转换层、太阳能电池和用电装置

说明书

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种光转换层、太阳能电池和用电装置。光转换层包括转换材料，转换材料包括上转换发光材料和/或下转换发光材料，光转换层设于太阳能电池吸光层的入光侧。在太阳能电池中引入光转换层，光转换层包括上转换发光材料和/或下转换发光材料，可以吸收长波段（低能量）和/或短波段（高能量）的光子，并转换成吸光层能够吸收的波段，有利于提高太阳光谱的利用率，提高太阳能电池的输出性能。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种光转换层、太阳能电池和用电装置。

背景技术

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。

但是，传统光伏器件中太阳能电池对太阳光谱的利用率有限。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种光转换层，旨在改善太阳能电池对太阳光谱的利用率，提升太阳能电池的性能。

为实现上述目的，本发明提出的一种光转换层，所述光转换层包括转换材料，所述转换材料包括上转换发光材料和/或下转换发光材料，所述光转换层设于所述太阳能电池吸光层的入光侧。

通过在太阳能电池中引入光转换层，光转换层设于太阳能电池吸光层的入光侧，光转换层包括上转换发光材料和/或下转换发光材料，可以吸收长波段（低能量）和/或短波段（高能量）的光子，并转换成吸光层能够吸收的波段，有利于提高太阳光谱的利用率，提高太阳能电池的输出性能。

可选地，所述太阳能电池包括上电极，所述光转换层设于所述上电极的表面；

和/或，所述太阳能电池包括上电极和第一电荷传输层，所述光转换层设于所述上电极与所述第一电荷传输层之间；

和/或，所述太阳能电池包括第一电荷传输层和吸光层，所述光转换层设于所述第一电荷传输层与所述吸光层之间。

可以理解的是，光转换层可以设置在上电极的表面。光转换层可以设置在上电极与第一电荷传输层之间。光转换层可以设置在第一电荷传输层与吸光层之间。

可选地，所述太阳能电池包括上电极，所述光转换层为上电极，所述光转换层包括上电极材料和所述转换材料。

可以理解的是，光转换层可以独立地为一层结构，也可以与太阳能电池中的其他层结构复合，例如，光转换层与上电极复合，使得上电极具有光转换层的功能，也即，光转换层为上电极，光转换层包括上电极材料和转换材料。

可选地，所述太阳能电池包括第一电荷传输层，所述光转换层为第一电荷传输层，所述光转换层包括电荷传输材料和所述转换材料。

将光转换层与第一电荷传输层复合，光转换层为第一电荷传输层，光转换层包括电荷传输材料和转换材料。

将上转换发光材料和/或下转换发光材料与电荷传输层材料相结合，可在不影响电池本征结构性能的同时实现太阳光谱利用率的提高，大幅提高器件性能。

也即，相比分别设置上转换层和/或下转换层，以及电荷传输层，一方面多层结构的设置增加了工艺复杂度，需要增加制膜工序，另一方面增加了异质界面，提高了载流子传输路径上的阻力，包括寄生电阻与界面缺陷的影响，进而降低器件光电转换性能。本申请提出的光转换层（上转换发光材料和/或下转换发光材料与电荷传输层材料相结合），能够避免上述两个问题，在不改变电池原有物理结构的基础上提高太阳光谱的利用率。

可选地，所述转换材料的质量占所述光转换层材料总质量的范围值包括1%至75%。

转换材料包括上转换发光材料和/或下转换发光材料，通过将转换材料与电荷传输材料混合，得到具有电荷传输功能和光转换功能的光转换层，可以提高太阳能电池对太阳光谱的利用率。