CN104882496A - 一种圆柱状太阳能电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种圆柱状太阳能电池，包括基底、底电极、底层透明导电层、功能层、封装层，所述基底为柱形基底；所述功能层从外至内具有p型材料层、i型材料层和n型材料层，各个层的带隙从外至内分别具有1.2～1.6、1.6～2.0eV和大于2.0eV的带隙；所述底电极是导电图案，所述底层透明导电层中具有第一沟槽及第三沟槽，所述功能层中具有第二沟槽及第三沟槽，所述第三沟槽具有绝缘层及导电部分，所述第一沟槽、第二沟槽及第三沟槽将功能层分为互相独立并串联的太阳能电池单元，所述第三沟槽将功能层外层的p型材料层电连接至所述导电图案。本发明的圆柱状太阳能电池能够将各个方向照射的太阳光转换成电能，并且在表面无遮光的表面电极进一步提高光利用率。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池，特别涉及一种圆柱状太阳能电池。
背景技术
由于太阳能是一种绿色、环保之能源，对于生态环境的破坏性相较于其他能源小，因此有愈来愈多国家鼓励发展太阳能电池。而太阳能电池中，以硅为主要材料的电池可分为晶硅太阳能电池与非晶硅薄膜太阳能电池，其中，晶硅太阳能电池之光电转换效率高，常运用于户外或者可大面积设置之场合。但晶硅太阳能电池之制造成本较高，因此在一些小面积或者对于电池转换效率要求不用太高的应用场合上，则可以选择使用非晶硅薄膜太阳能电池，以符合使用需求并节省生产成本。
目前太阳能电池一般都采用平面结构，而太阳光在一天中并不是固定角度照射，通常需要设置聚光结构才能最大限度地利用太阳能，聚光结构或者其他类似作用的结构的引入会导致太阳能电池的制造成本上升，因此现在需要一种能够接受各个方向的太阳光并将太阳光能量转换为电能的太阳能电池，并且不额外增加其它制造工序。现阶段的太阳能电池片为基础的光伏电站已经被广泛采用，因此设计一种不需要聚光结构或者转动结构的太阳能电池能够大幅度减少光伏电站的制造成本，从而更有利于对太阳能的开发与利用。另外太阳能电池表面形成的栅电极也会阻挡太阳光照射到太阳能电池中的转换层中，因此需要对太阳能电池进行诸多改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于如何制造一种固定的充分利用各角度太阳光的太阳能电池。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种圆柱状太阳能电池，包括基底、底电极、底层透明导电层、功能层、封装层，所述基底为柱形基底；
所述功能层从外至内具有p型材料层、i型材料层和n型材料层，各个层的带隙从外至内分别具有1.2～1.6、1.6～2.0eV和大于2.0eV的带隙；
所述底电极是导电图案，所述底层透明导电层中具有第一沟槽及第三沟槽，所述功能层中具有第二沟槽及第三沟槽，所述第三沟槽具有绝缘层及导电部分，所述第一沟槽、第二沟槽及第三沟槽将功能层分为互相独立并串联的太阳能电池单元，所述第三沟槽将功能层外层的p型材料层电连接至所述导电图案。
进一步地，所述底层透明导电层与柱形基底之间还包括抗反射层。
进一步地，所述底层透明导电层中还包括金属纳米颗粒。
进一步地，所述金属纳米颗粒为金纳米颗粒或银纳米颗粒。
进一步地，所述基底和底电极之间还包括绝缘性封装材料。
进一步地，所述太阳能电池各个层的厚度在柱形基底径向上相等，所述太阳能电池的形状与柱形基底保持一致。
进一步地，所述柱形基底还可以换成其它曲面衬底。
进一步地，所述绝缘层为二氧化硅。
进一步地，所述第二透明导电材料为氧化锌、氮化镓或碳化硅。
进一步地，所述功能层还包括制绒表面。
本发明的圆柱状太阳能电池，具有如下有益效果：能够在不增加额外聚光机构或转动机构的前提下，保持太阳能组件静止时，也能够将各个方向照射的太阳光转换成电能，其节省了制造其它辅助机构的成本，从而降低太阳能光伏电站的建造成本，而各层的带隙选择能够进一步提高陷光效果，并且通过将电极设置在功能层内侧使光不被表面的电极阻挡，进一步提高光利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明的圆柱状太阳能电池轴向截面示意图；
图2是图1中A-A’的径向截面示意图。
图中：1-基底，2-抗反射层，3-底电极，4-底层透明导电层，5-功能层，6-第一沟槽，7-第二沟槽，8-第三沟槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
本发明提供了一种圆柱状太阳能电池，包括基底1、底电极3、底层透明导电层4、功能层5、封装层，所述基底1为柱形基底1；
所述功能层5从外至内具有p型材料层、i型材料层和n型材料层，各个层的带隙从外至内分别具有1.2、1.6eV和2.1eV的带隙；
所述底电极3是导电图案，所述底层透明导电层4中具有第一沟槽6及第三沟槽8，所述功能层5中具有第二沟槽7及第三沟槽8，所述第三沟槽8具有绝缘层及导电部分，所述第一沟槽6、第二沟槽7及第三沟槽8将功能层5分为互相独立并串联的太阳能电池单元，所述第三沟槽8将功能层5外层的p型材料层电连接至所述导电图案。
所述底层透明导电层4与柱形基底1之间还包括抗反射层2。
所述底层透明导电层4中还包括金属纳米颗粒。
所述金属纳米颗粒为金纳米颗粒。
所述基底1和底电极3之间还包括绝缘性封装材料。
所述太阳能电池各个层的厚度在柱形基底1径向上相等，所述太阳能电池的形状与柱形基底1保持一致。
所述绝缘层为二氧化硅。
所述第二透明导电材料为氧化锌。
所述功能层5还包括制绒表面。
实施例二：
本发明提供了一种圆柱状太阳能电池，包括基底1、底电极3、底层透明导电层4、功能层5、封装层，所述基底1为柱形基底1；
所述功能层5从外至内具有p型材料层、i型材料层和n型材料层，各个层的带隙从外至内分别具有1.6、2.0eV和大于2.5eV的带隙；
所述底电极3是导电图案，所述底层透明导电层4中具有第一沟槽6及第三沟槽8，所述功能层5中具有第二沟槽7及第三沟槽8，所述第三沟槽8具有绝缘层及导电部分，所述第一沟槽6、第二沟槽7及第三沟槽8将功能层5分为互相独立并串联的太阳能电池单元，所述第三沟槽8将功能层5外层的p型材料层电连接至所述导电图案。
所述底层透明导电层4与柱形基底1之间还包括抗反射层2。
所述底层透明导电层4中还包括金属纳米颗粒。
所述金属纳米颗粒为银纳米颗粒。
所述基底1和底电极3之间还包括绝缘性封装材料。
所述太阳能电池各个层的厚度在柱形基底1径向上相等，所述太阳能电池的形状与柱形基底1保持一致。
所述柱形基底1还可以换成其它曲面衬底。
所述绝缘层为二氧化硅。
所述第二透明导电材料为氮化镓。
所述功能层5还包括制绒表面。
实施例三：
本发明提供了一种圆柱状太阳能电池，包括基底1、底电极3、底层透明导电层4、功能层5、封装层，所述基底1为柱形基底1；
所述功能层5从外至内具有p型材料层、i型材料层和n型材料层，各个层的带隙从外至内分别具有1.4、1.8eV和大于4.0eV的带隙；
所述底电极3是导电图案，所述底层透明导电层4中具有第一沟槽6及第三沟槽8，所述功能层5中具有第二沟槽7及第三沟槽8，所述第三沟槽8具有绝缘层及导电部分，所述第一沟槽6、第二沟槽7及第三沟槽8将功能层5分为互相独立并串联的太阳能电池单元，所述第三沟槽8将功能层5外层的p型材料层电连接至所述导电图案。
所述底层透明导电层4与柱形基底1之间还包括抗反射层2。
所述底层透明导电层4中还包括金属纳米颗粒。
所述金属纳米颗粒为金纳米颗粒。
所述基底1和底电极3之间还包括绝缘性封装材料。
所述太阳能电池各个层的厚度在柱形基底1径向上相等，所述太阳能电池的形状与柱形基底1保持一致。
所述柱形基底1还可以换成其它曲面衬底。
所述绝缘层为二氧化硅。
所述第二透明导电材料为碳化硅。
所述功能层5还包括制绒表面。
本发明的圆柱状太阳能电池，具有如下有益效果：能够在不增加额外聚光机构或转动机构的前提下，保持太阳能组件静止时，也能够将各个方向照射的太阳光转换成电能，其节省了制造其它辅助机构的成本，从而降低太阳能光伏电站的建造成本，而各层的带隙选择能够进一步提高陷光效果，并且通过将电极设置在功能层内侧使光不被表面的电极阻挡，进一步提高光利用率。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种圆柱状太阳能电池，包括基底(1)、底电极(3)、底层透明导电层(4)、功能层(5)、封装层，其特征在于，
所述基底(1)为柱形基底(1)；
所述功能层(5)从外至内具有p型材料层、i型材料层和n型材料层，各个层的带隙从外至内分别具有1.2～1.6、1.6～2.0eV和大于2.0eV的带隙；
所述底电极(3)是导电图案，所述底层透明导电层(4)中具有第一沟槽(6)及第三沟槽(8)，所述功能层(5)中具有第二沟槽(7)及第三沟槽(8)，所述第三沟槽(8)具有绝缘层及导电部分，所述第一沟槽(6)、第二沟槽(7)及第三沟槽(8)将功能层(5)分为互相独立并串联的太阳能电池单元，所述第三沟槽(8)将功能层(5)外层的p型材料层电连接至所述导电图案。
2.如权利要求1所述的圆柱状太阳能电池，其特征在于，所述底层透明导电层(4)与柱形基底(1)之间还包括抗反射层(2)。
3.如权利要求1所述的圆柱状太阳能电池，其特征在于，所述底层透明导电层(4)中还包括金属纳米颗粒。
4.如权利要求3所述的圆柱状太阳能电池，其特征在于，所述金属纳米颗粒为金纳米颗粒或银纳米颗粒。
5.如权利要求1所述的圆柱状太阳能电池，其特征在于，所述基底(1)和底电极(3)之间还包括绝缘性封装材料。
6.如权利要求1所述的圆柱状太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池各个层的厚度在柱形基底(1)径向上相等，所述太阳能电池的形状与柱形基底(1)保持一致。
7.如权利要求6所述的圆柱状太阳能电池，其特征在于，所述柱形基底(1)还可以换成其它曲面衬底。
8.如权利要求1所述的圆柱状太阳能电池，其特征在于，所述绝缘层为二氧化硅。
9.如权利要求1至8中任一权利要求所述的圆柱状太阳能电池，其特征在于，所述第二透明导电材料为氧化锌、氮化镓或碳化硅。
10.如权利要求1所述的圆柱状太阳能电池，其特征在于，所述功能层(5)还包括制绒表面。
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