[发明专利]光伏纱和生产方法

说明书

发明领域

本发明涉及光伏纱和生产方法，其可利用日光发电且其被特别地开发用于纺织工业。

发明背景

在地球上使用的能源被迅速消耗；另一方面，对这些能源的需求逐渐增加。由于近年来使用产生热量和其它环境威胁的化石燃料的能量消耗技术，对清洁能源的兴趣已经增加。因此，作为尤其长寿命的天然来源的太阳用作一种替代能源。太阳能电池或光伏结构是包含半导体材料的半导体设备，其将来到它们表面的太阳光直接转换成电能，其具有长寿命、耐用性且不引起环境污染。

太阳能电池可被分为以下3类：

1) 第一代：结晶硅太阳能电池(c-Si和mc-Si)

2) 第二代：薄膜太阳能电池(a-Si、CdTe、CIS或CIGS)

3) 第三代：基于纳米技术的有机太阳能电池。

今天，虽然第一代太阳能电池没有大量的商业份额和常见的生产现场，光伏电池的生产成本和在生产期间消耗的能量相当大。因此，研究聚焦在降低所用的材料，和用简单和容易的技术减少太阳能电池的成本。今天，对这个主题进行的科学研究被分成两类，即有机和无机基础的。无机光伏电池相对于有机电池的效率更高；然而在柔性基板上涂布用有机材料制备的有机光伏，应用于广泛的领域，是重量轻的和廉价的，容易生产和容易改变它们的化学特性，并通过使用连续的压制技术生产，使得它们在光伏电池市场中具有吸引力。

有机太阳能电池研究集中于两类材料。这些材料是经历湿法和真空过程的材料。由于经历湿法的材料通常应溶解于有机溶剂，针对有机材料提供侧链功能性，并且它们能够溶解于普通有机溶剂。旋涂、刮刀法、丝网印刷、喷墨印刷、卷对卷方法(roll to roll process)可应用于经历湿法的材料。

一般来说，共轭的聚合物用作电子供体材料，而富勒烯或有机小分子用作有机光伏电池中的电子受体材料。在体积异质结光伏电池(volume hetero joint photovoltaic cells)中，供体-受体材料被混合以形成一个穿透到另一个内的纳米级规模的网格。采用这种方法，供体-受体中间的表面在整个体积上涂布且接触表面增加。采用最简单的定义，有机太阳能电池通过将活性层置于两个电极之间制得。有机聚合物层吸收太阳光并形成电子和空穴对(激发子)。用中间表面中势能的突变生成强电场。激发子对因生成的电场彼此分开。在电荷分开后，电子向阴极移动，而空穴向阳极移动。电流和电压以这种方式生成。

光伏织物是可利用太阳光发电的结构。借助通过使用太阳能电池或整合于其上而不失去其自身的特性的织物材料(织物、纱等)，在织物产品上形成的光伏结构可生产具有在许多领域使用的潜在性的光伏织物或光伏纤维。

今天，各种金属丝、聚合物涂布的织物产品(织物、纱等)用作通过使用有机材料生产的光伏纤维、带或织物的基板。金属、金属氧化物或具有电导性的导电聚合物被涂布在基板上。基于有机物的光敏材料、电子供体共轭的聚合物、电子受体富勒烯或有机小分子被用各种方法涂布于该层上。通过在光敏层上涂布作为上电极的各种金属例如铝(Al)、银(Ag)和金(Au)，形成光伏结构。在光伏结构中，为了能使入射光到达光敏层，用作上电极的金属被涂布约10nm的厚度。在光伏结构中，涂布非常薄的金属上电极既用作半透光层，又用作导电层。

然而在今天使用的这些方法中，在涂布用作光伏结构中的电极的金属时需要真空介质。涂布金属需要昂贵的真空系统。这些系统限制了要涂布的材料的长度且它具有在单面上执行涂布的缺点。

而且，当这些金属被涂布为其中光来自光伏结构中的侧面上的上电极时，它负面地影响电导，因为它以薄的形式涂布，以提供光透性。此外，在真空结构涂布的金属限制光伏结构的柔韧性。

发明简述

本发明的目的是提供一种光伏纱生产方法，其中镓-铱(iridium)合金用于光伏结构。

本发明的进一步的目的是提供一种光伏纱生产方法，其中涂布无需真空系统执行。

本发明的又一个目的是提供一种光伏纱生产方法，其中涂布在大气或惰性气体介质中执行。

本发明的进一步的目的是提供一种光伏纱，其由多层以及阳极和阴极构成。

发明详述

为实现本发明的目的开发的“光伏纱和生产方法”在附图中举例说明，其中，

图1是本发明的光伏纱的一个实施方案的透视图，其中可观察到各层。

图2是本发明的光伏纱的另一个实施方案的横截面图，其中可观察到各层。

图3是本发明的光伏纱的进一步的实施方案的横截面图，其中可观察到各层。