[实用新型]一种太阳能电池

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及光伏电池的领域，特别是一种太阳能电池。 

【背景技术】

太阳能电池的光电转化效率还很低。目前太阳能电池的安装及发电成本都相对较高，这导致太阳能发电相对传统发电方式还不具有竞争力。对提高太阳能电池效率一直是太阳能研究的重点。目前的研究主要集中于新型材料的研发和聚光、镀膜等系统的改进。 

通常，只有能量大于等于电离能的光子照射在光电池上才会形成电流，普通光电池中大量的太阳光能被浪费。如果使电离能降低将使更多的电子参与到光伏效应中去，可以提高光能利用率。但现有的解决方案都不能改变光电池的电离能。 

另外，具有足够能量的光子激发的电子空穴对并非全部参与到光电流中去，只有距离PN结较近的电子空穴对可以在内电场的作用下被分开，形成光电流。 

光电转化元件的转化效率一方面由其对太阳光谱的吸收情况决定，另一方面由被其吸收的光电子的能量转化成电能的情况决定。 

本实用新型即针对上述技术问题研究而提出。 

【实用新型内容】

本实用新型要解决的技术问题是提供一种太阳能电池，设有不同的太阳光吸收谱的光电转换层，同时导体层与电源连接，在光电转换 层上形成外电场，在外电场的作用下，光电转换层内部PN结的耗尽层将被加宽，内电场得到增强，使之具有太阳光子利用能力及太阳能转化效率更高的特点。 

为解决上述技术问题，本实用新型一种太阳能电池采用如下技术方案： 

本实用新型一种太阳能电池，包括至少一层光电转换层和至少一层导体层，所述光电转换层与导体层之间设置有绝缘层，所述导体层连接有用于提供外电场的电源，所述光电转换层采用的材料能够产生光电效应。 

所述光电转换层上可形成内电场，所述内电场方向与导体层上的外电场方向相同。 

本实用新型所述光电转换层为一层，所述导体层为一层，所述绝缘层为一层；或者所述光电转换层为三层，所述导体层为三层，所述绝缘层为五层，所述光电转换层与导体层之间由绝缘层隔开。根据需要，光电转换层、导体层和绝缘层可以为任意层数。 

所述光电转换层设置在不同的位置，具有不同的太阳光吸收谱。 

本实用新型一种太阳能电池，设有不同的太阳光吸收谱的光电转换层，同时导体层与电源连接，在导体层上形成外电场，在外电场的作用下，光电转换层内部PN结的耗尽层将被加宽，内电场得到增强，使之太阳光子利用能力及太阳能转化效率具有更高的特点。 

【附图说明】

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明， 

其中： 

图1为本实用新型一层光电转换层与一层导体层的结构示意图。 

图2为本实用新型三层光电转换层与三层导体层的结构示意图。 

【具体实施方式】

下面结合附图对本实用新型的实施方式作详细说明。 

本实用新型一种太阳能电池，在日光照射方向上，第一层为光电转换层1，用于将光能转化成电能，并通过光电转换层1上下两侧的电极释放出去，所述导体层2用以提供外电场6，通常放置于光电转换层1的沿光轴的后方，所述光电转换层1上的内电场5方向与导体层2上的外电场6方向相同。在光电转换层1与导体层2之间为绝缘层3，用以将光电转换层1与导体层2隔开，电源4的一端通过导线与导体层2相连，另一端接地。 

在光电转换层1之上可以加上一层导体层2，该导体层2必须是透明的材料，以保证光可以从导体层2照射到光电转换层1，然后将两导体层2与电源4两极连接，加入外电场6，可以更好地促进弱光子的吸收，以及有效光子激发的电子空穴对，使之参与到光电流中去，以提高光电转换层1对光能的吸收和能量转换，提高太阳光的吸收效率和转换效率。 

图2是由多层光电转换层1和多层导体层2组成的太阳能电池，交替设置有三层导体层2，三层光电转换层1和五层绝缘层3，不同位置设置的光电转换层1具有各自的太阳光吸收谱，阳光经过光电转换层1时，能量大于E₁-eV1的光子被吸收，激发出电子空穴对后释放 出一个能量为E+eV1-E₁的次级光子，能量小于E₁-eV1的光子不能被吸收，这些能量小于E₁-eV1的光子与次级光子E+eV1-E₁一起穿过光电转换层1，继续传播下去，在光电转换层1之后的导体层2和绝缘层3都必须是透明的，或者对透过该光电转换层1的光子透明，以使这些光子能够透过导体层2和绝缘层3被其它层光电转换层1所吸收。