[发明专利]效率提高的太阳能电池

说明书

相关申请的交叉引用

本申请涉及2009年5月19日提交的且题目为“SOLAR CELL WITHEHANCED EFFICIENCY”的美国专利申请系列号12/468,755，并且还涉及2009年4月30日提交的且题目为“AN ELECTRON COLLECTOR AND ITSAPPLICATION IN PHOTOVOLTAICS”的美国专利申请系列号12/433,560，其全部公开内容在此通过引用结合进来。

技术领域

本公开内容总体上涉及太阳能电池。特别地，本公开内容涉及效率提高的太阳能电池及其制造方法。

背景技术

多种太阳能电池已被研发以将光转换成电。在已知的太阳能电池中，每种都具有某些优点和缺点。仍然需要提供可供选择的效率提高的太阳能电池以及制造太阳能电池的方法。

发明内容

本公开内容总体上涉及效率提高的太阳能电池以及制造太阳能电池的方法。示例性的太阳能电池包括基板、和连接到基板的纳米支柱阵列。在纳米支柱阵列上方设置有自组装单层，在自组装单层上方设置有活性层。

在一些情形中，纳米支柱阵列可以是纳米管或者纳米线阵列，其可以包括TiO₂/ZnO或者任何其他适合的材料，或者由TiO₂/ZnO或任何其他适合的材料制成。自组装单层可以是或者可以包括设置在纳米支柱层上的烷烃二硫醇层。活性层可以是或者可以包括P3HT/PCBM，并且可以设置在自组装单层上。这些仅是示例的材料。制造太阳能电池的示例方法可以包括：提供基板，在基板上设置纳米支柱阵列，在纳米支柱阵列上设置自组装单层例如烷烃二硫醇单层，然后在自组装单层上设置活性层。还可以为太阳能电池提供阳极和阴极电极。

上述概述并不打算描述公开内容中的每个实施方案或者每个技术特征。随后的附图和具体实施方式更详细地举例说明某些示例性的实施方案。

附图说明

连同附图并考虑对本发明各种实施方案的详细说明，可以更完全的理解本发明，其中：

图1是示例性的太阳能电池的示意性的横截面侧视图。

尽管本发明能够进行各种变形和替换形式，但是其具体细节已经通过举例方式显示在附图中并将进行详细描述。但是，应该理解的是，本发明并不受限于所述的特定实施方案。相反，目的是覆盖落入本发明精神和范围的全部变形、等价物以及可选形式。

具体实施方式

对于随后定义的术语，应使用这些定义，除非在权利要求书中或本说明书的其他地方给出了不同的定义。

将所行数值在这里假定为用术语“大约”修饰，而不管是否为明确指示。术语“大约”通常指本领域技术人员会认为和所列数值等价(即，具有相同的功能或结果)的数值范围。在许多情况中，术语“大约”可以包括四舍五入到最接近的有效数值的数。

通过端点记载的数值范围包括该范围内的所有数值(即，1到5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)。

如本说明书和附上的权利要求书中所使用的，单数形式“a(某)”、“an(某个)”和“the(该，所述)”包括复数对象，除非文中明确有另外说明。如本说明书和附上的权利要求书中所使用的，通常按其含义应用术语“或”，包括“和/或”，除非文中明确有另外说明。

如本说明书中所使用的，术语“阵列”可以包括成规则的、不规则的和/或随机的或伪随机的图案形式的一组元件。例如，纳米管或纳米线阵列可以包括排列成规则的、不规则的和/或随机的或伪随机的图案形式的纳米管或纳米线元件组。

应参考附图来阅读随后的描述。附图，其不必按比例绘制，描述了示例性的实施方案，而且不打算限制本发明的范围。

多种太阳能电池(还可以将其称作光生伏打和/或光伏电池)被研发以将太阳光转换成电。一些示例的太阳能电池包括晶体硅层。第二和第三代太阳能电池经常利用沉积或以其他方式设置在基板上的光伏材料薄膜(即“薄的”膜)。可以根据沉积的光伏材料将这些太阳能电池进行分类。例如，无机薄膜光生伏打可以包括无定形硅薄膜、微晶硅薄膜、CdS薄膜、CdTe薄膜、Cu₂S薄膜、铜铟联硒化物(CIS)薄膜、铜铟镓联硒化物(CIGS)薄膜等等。有机薄膜光生伏打可以包括聚合物(一种或多种)薄膜、本体异质结薄膜、有序异质结薄膜、富勒烯薄膜、聚合物/富勒烯混合物薄膜、光合成材料薄膜等等。这些仅是示例。