[发明专利]太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池，尤其涉及一种基于碳纳米管的太阳能电池。 

背景技术

太阳能是当今最清洁的能源之一，取之不尽、用之不竭。太阳能的利用方式包括光能-热能转换、光能-电能转换和光能-化学能转换。太阳能电池是光能-电能转换的典型例子，是利用半导体材料的光生伏特原理制成的。根据半导体光电转换材料种类不同，太阳能电池可以分为硅基太阳能电池(请参见太阳能电池及多晶硅的生产，材料与冶金学报，张明杰等，vol6，p33-38(2007))、砷化镓太阳能电池、有机薄膜太阳能电池等。 

目前，太阳能电池以硅基太阳能电池为主。请参阅图1，现有技术中的太阳能电池30包括一背电极32、一硅片衬底34、一本征隧道层36、一掺杂硅层38和一上电极40。所述硅片衬底34包括相对设置的一第一表面341和一第二表面342。所述背电极32设置于所述硅片衬底34的第一表面341，且与该硅片衬底34的第一表面341欧姆接触。所述本征隧道层36设置于所述硅片衬底34的第二表面342，且与该硅片衬底34的第二表面342接触。所述掺杂硅层38设置于所述本征隧道层36的表面361，且与该本征隧道层36的表面361接触。所述上电极40设置于所述掺杂硅层38的表面381，且与该掺杂硅层38的表面381接触，用于收集流过所述掺杂硅层38的电流。 

所述太阳能电池30进一步包括至少一电极42，该至少一电极42设置于所述上电极40的表面401，并与该上电极40的表面401接触。所述至少一电极42的设置用于收集流过所述上电极40的电流。所述硅片衬底34用于产生大量的电子，所述掺杂硅层38用于产生大量的空穴。同时，所述硅片衬底34可将大量的电子导入所述背电极32中，所述掺杂硅层38可将大量的空穴导入所述上电极40中。所述本征隧道层36的设置可以降低所述电子-空穴对在所述硅片衬底34和所述掺杂硅层38接触面的复合速度，从而进一步提高所述太阳能电池30的光电转换效率。

然而，现有技术的太阳能电池30的本征隧道层36上为一双层结构，包含一上电极40和一起到光电转换作用的掺杂硅层38，结构复杂。现有技术一般采用导电金属网格作为上电极40，然而导电金属都是不透明的材料，降低了太阳光的透过率。为了进一步增加太阳光的透过率，故采用透明的铟锡氧化物层作为上电极40，但由于铟锡氧化物层的机械和化学耐用性不够好，导致了现有的太阳能电池的耐用性低。同时，由于所述掺杂硅层38本身的吸光性不是很好，故所述硅基太阳能电池30的光电转换效率不高。 

因此，确有必要提供一种太阳能电池，所得到的太阳能电池结构简单，且具有较高的光电转换效率、耐用性高、阻值分布均匀及透光性好。 

发明内容

一种太阳能电池包括一背电极、一硅片衬底、一本征隧道层和一碳纳米管结构。所述硅片衬底包括相对设置的第一表面和第二表面。所述背电极设置于所述硅片衬底的第一表面，且与该硅片衬底的第一表面欧姆接触。所述本征隧道层设置于所述硅片衬底的第二表面，且与该硅片衬底的第二表面接触。所述碳纳米管结构设置于所述本征隧道层的表面，且与该本征隧道层的表面接触，所述碳纳米管结构包括多个首尾相连且有序排列的碳纳米管。 

与现有技术相比较，所述太阳能电池具有以下优点：其一，碳纳米管结构具有良好的吸光性及导电性，故，在太阳能电池中起到光电转换及上电极的双重作用，且无需掺杂硅层，因此结构简单；其二，碳纳米管结构具有良好的吸收太阳光能力，所得到的太阳能电池具有较高的光电转换效率；其三，碳纳米管结构具有很好的韧性和机械强度，故，采用碳纳米管结构作上电极，可以相应的提高太阳能电池的耐用性；其四，由于碳纳米管结构具有较均匀的结构，故，采用碳纳米管结构作上电极，可使得上电极具有均匀的电阻，从而提高太阳能电池的性能；其五，碳纳米管结构中相邻的碳纳米管之间具有均匀分布的空隙，故，采用碳纳米管结构作上电极，可使得上电极对太阳光具有很好的透光性。 

附图说明

图1是现有技术中太阳能电池的结构示意图。 

图2是本技术方案实施例的太阳能电池的侧视结构示意图。 

图3是本技术方案实施例的太阳能电池的俯视结构示意图。 

图4是本技术方案实施例的太阳能电池的有序碳纳米管薄膜的部分放大示意图。 

具体实施方式

以下将结合附图详细说明本技术方案太阳能电池。