[发明专利]半导体包覆材料及其制造方法、太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及半导体材料及制造技术，更具体地说，涉及一种半导体复合材料及其制造方法、太阳能电池。

背景技术

随着科技与经济的飞速发展，在能源上的使用也不断地增加，而如今大量使用的石油、天然气、煤炭等原料都是一次能源，都终有耗尽之时，为了可持续发展，必须要利用新的能源，尤其是再生能源。其中，太阳能是一种可再生的绿色能源，如何更好地开发和利用太阳能，已成为能源研究的最重要的课题之一。

太阳能光伏电池通过光电效应直接把光能转化成电能的装置，主要包括形成p-n结的n区和p区的半导体材料，基本原理是：太阳光照在半导体材料的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，而半导体材料的特性对太阳能电池的效率有着直接的影响。

目前，大量采用的半导体材料是单晶和多晶硅，具有较低的价格，但硅太阳能电池的平均效率在15％上下，也就是说，只能将入射太阳光能的15％转化为可用的电能，其余的85％缺不能转换为有效的电能，硅太阳能电池的效率比较低。

此外，目前多元化合物的太阳能电池也是一个研究方向，主要包括砷化镓(GaAs)III-V族化合物、硫化镉(CdS)、硫化镉(CdTe)等太阳能电池等。其中，硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅太阳能电池效率高，成本较单晶硅电池低，并且也易于大规模生产，但由于镉有剧毒，却会对环境造成严重的污染。砷化镓III-V化合物太阳能电池的效率可达28％，GaAs化合物材料具有十分理想的光学带隙以及较高的吸收效率，抗辐照能力强，对热不敏感，适合于制造高效单结电池，但是GaAs材料的价格不菲，因而在很大程度上限制了用GaAs太阳能电池的普及应用。

因此，为了更好的利用和普及太阳能电池，具有低价格和高效率的太阳能电池成为今后研究的重要方向。

发明内容

本发明实施例提供一种半导体包覆材料及其制造方法、太阳能电池，并提高太阳能电池效率，降低太阳能电池的成本。

为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种半导体包覆材料，包括：包覆材料和被包覆材料，所述包覆材料具有与被包覆材料不同的半导体材料，被包覆材料为基本为圆形的颗粒。

可选地，所述包覆材料为：GeAs

可选地，所述被包覆材料为：多晶Si、CdTe、CdS。

可选地，所述颗粒的直径为100-1000nm。

本发明还提出了一种太阳能电池，包括上述的半导体包覆材料形成的n型半导体层和p型半导体层，以及分别同所述n型半导体层和p型半导体层电连接的第一电极和第二电极。

本发明又提出了一种半导体包覆材料的制造方法，包括：

提供包覆材料和被包覆材料，所述包覆材料具有与被包覆材料不同的半导体材料；

将被包覆材料进行颗粒化，以形成基本为圆形的颗粒；以及

包覆材料包覆住被包覆材料的颗粒，形成半导体包覆材料。

可选地，所述包覆材料包覆住被包覆材料的颗粒的步骤包括：

利用化学溶液将包覆材料转变为液体，并将包覆材料的液体析出；

将被包覆颗粒置于包覆材料的液体中，以使包覆材料沉积在被包覆材料颗粒的表面，并通过烧结形成半导体包覆材料。

可选地，将包覆材料加热转变为气体；

将低温的被包覆颗粒吹送过包覆材料的气体，以使包覆材料的气体结晶在被包覆材料的颗粒上，并通过烧结形成半导体包覆材料。

可选地，所述包覆材料为：GeAS。

可选地，所述被包覆材料为：Si、CdTe、CdS。

可选地，所述被包覆材料的颗粒的直径为100-1000nm。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

本发明实施例的半导体包覆材料及其制造方法、太阳能电池，利用包覆材料将被包覆材料复合，由于包覆材料和被包覆材料具有不同的半导体材料，当太阳光照射时，包覆材料吸收部分频率的太阳光，同时被包覆材料还能吸收另一些频率的太阳光，而且被包覆材料为颗粒，具有大的比表面积，从而提高太阳能电池的效率。

此外，被包覆材料可以选择价格较低的材料，从而降低成本。

附图说明

通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为根据本发明实施例的半导体包覆材料的示意图；