[发明专利]太阳能电池的发电层及其制造方法以及太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及采用碳纳米管的太阳能电池的发电层及其制造方法，以及使用所述发电层的太阳能电池。

背景技术

目前已提出了使用碳纳米管的太阳能电池，其采用的碳纳米管本身为p型和n型。

以往在制造这种碳纳米管时，例如通过热化学气相沉积法(也称为热CVD法)使碳纳米管在基板的表面成长，并且掺杂元素周期表的第三族或第五族的元素。具体而言，向碳纳米管的表面附着元素(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本专利公开公报特开2011-44511号

按照使用以往的碳纳米管的太阳能电池，为了使碳纳米管成为p型和n型，向基板上成长的碳纳米管的外表面附着p型掺杂剂和n型掺杂剂，因而存在掺杂剂氧化而降低耐久性的问题。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种能提高耐久性的太阳能电池的发电层及其制造方法以及使用所述发电层的太阳能电池。

为了解决上述问题，本发明的太阳能电池的发电层由碳纳米管群构成，用于构成所述碳纳米管群的碳纳米管使用垂直定向的碳纳米管，并且所述碳纳米管的一端侧内含有n型掺杂剂且另一端侧内含有p型掺杂剂。

此外，本发明的另一太阳能电池的发电层中，n型掺杂剂使用比碳纳米管负电性小的元素，p型掺杂剂使用比碳纳米管负电性大的元素。

此外，本发明的另一太阳能电池的发电层中，碳纳米管在内含的n型掺杂剂与p型掺杂剂之间，内含有直径接近所述碳纳米管的内径的原子或分子。

而且，本发明的另一太阳能电池的发电层中，直径接近碳纳米管的内径的原子或分子采用富勒烯。

此外，本发明的太阳能电池的发电层的制造方法是上述各发电层的制造方法，由保持构件以层状保持集合有多个垂直定向的碳纳米管而构成的碳纳米管群，并且将所述层状保持的碳纳米管群配置在真空容器内，接着通过从设置于真空容器的第一掺杂剂供给部供给n型掺杂剂并且从设置于真空容器的第二掺杂剂供给部供给p型掺杂剂，使碳纳米管的一端侧内含有n型掺杂剂并且另一端侧内含有p型掺杂剂。

此外，在上述制造方法中，在碳纳米管内含有n型掺杂剂和p型掺杂剂之前，使碳纳米管内含有直径接近所述碳纳米管的内径的原子或分子。

此外，本发明的太阳能电池将上述各发电层配置在一方的电极构件和另一方的电极构件之间，所述一方的电极构件设置在光的入射侧且具有透光性，所述另一方的电极构件设置在与光的入射侧相反侧。

而且，本发明的另一太阳能电池将上述各发电层配置在透光性构件和电极构件之间，所述透光性构件设置在光的入射侧，所述电极构件设置在与光的入射侧相反侧，由正的电极部和负的电极部构成所述电极构件，使构成所述发电层的碳纳米管群的位于电极构件侧的端部，接触与该电极构件侧的端部为同一极性的正的电极部或负的电极部，并且将绝缘材料配置在与所述碳纳米管群的位于透光性构件侧的端部为同一极性的负的电极部或正的电极部的表面，且由导电构件连接该透光性构件侧的端部以及同一极性的负的电极部或正的电极部。

按照上述的各发明的结构，因为由碳纳米管群构成发电层，并且使碳纳米管的一端侧内含有n型掺杂剂且另一端侧内含有p型掺杂剂，所以不同于以往的使掺杂剂附着在外表面的结构，可以防止氧化从而可以提高耐久性。

此外，由于使发电层中的碳纳米管内含有原子或分子，并且碳纳米管的一端侧内含有n型掺杂剂而另一端侧内含有p型掺杂剂，所以n型掺杂剂和p型掺杂剂以隔着原子或分子可靠地分开在两侧的状态配置，相比于两种掺杂剂混合存在的情况，可以提高发电效率。

附图说明

图1是表示本发明实施例1的太阳能电池的简要结构的断面图。

图2是制造本发明实施例1的太阳能电池的发电层所使用的蒸发装置的简要断面图。

图3是表示本发明实施例2的太阳能电池的简要结构的断面图。

图4是制造本发明实施例2的太阳能电池的发电层所使用的蒸发装置的简要断面图。

图5说明本发明实施例2的太阳能电池的发电层的制造方法所使用的装置的简要断面图。

图6是表示本发明实施例3的太阳能电池的简要结构的断面图。

具体实施方式

以下，根据附图说明本发明实施例的太阳能电池的发电层及其制造方法，以及使用所述发电层的太阳能电池。

(实施例1)