一种太阳能电池及其制造方法与流程

1.本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种太阳能电池及其制造方法。


背景技术：

2.有机太阳能电池，具备柔性好、制作容易、材料来源广泛、成本低以及质量轻等特点，是太阳能电池研究的一个热点。但是有机太阳能电池光电转化效率低及以生产工艺相对复杂是困扰其发展的很大难点，是限制其大规模工业生产及应用的主要原因。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是：针对上述问题，提供一种转化效率高、生产工艺简单的太阳能电池及其制造方法。
4.本发明的技术解决方案是：一种太阳能电池，由空轨型有机极板和电子型有机极板分别连接正负电极制成，其中，空轨型有机极板按质量比由铜粉或石墨粉6～8%，三氧化二铬1～2%，硒石粉1～2%，锗石粉1～2%，碳化硅1～3%，氧化钨1～2%，碘化钾1～2%，蒽酮1～2%，琼脂5～6%，去离子水25～26%，低分子聚酰胺树脂25～26%，环氧树脂24～25%混合而成的材料胶制成；电子型有机极板按质量比由铝粉或锌粉7～9%，氧化锌2～3%，二氧化钛1～2%，三氧化二铁2～3%，钼酸铵1～2%，碘化钾1～2%，蒽酮1～2%，琼脂5～6%，去离子水25～26%，低分子聚酰胺树脂25～26%，环氧树脂24～25%混合而成的材料胶制成。
5.制造方法包括以下步骤：（1）、空轨型有机极板材料胶制备：容器中加入铜粉或石墨粉6～8%，三氧化二铬1～2%，硒石粉1～2%，锗石粉1～2%，碳化硅1～3%，氧化钨1～2%，碘化钾1～2%，蒽酮1～2%，琼脂5～6 %，去离子水25～26%，上述材料机械混合均匀，加入低分子聚酰胺树脂25～26%混匀，再加入环氧树脂24～25%混匀成为空轨型有机极板材料胶；（2）、电子型有机极板材料胶制备：瓷质容器加铝粉或锌粉7～9 %，氧化锌2～3%，二氧化钛1～2%，三氧化二铁2～3%，钼酸铵1～2%，碘化钾1～2%，蒽酮1～2%，琼脂5～6 %，去离子水25～26%，上述材料机械混合均匀，加入低分子聚酰胺树脂25～26%混匀，再加入环氧树脂24～25%混匀成为电子型有机极板材料胶；（3）、将正电极和负电极相间隔分别固定在底板上，将空轨型有机材料胶涂在有正电极的底板表面，再将电子型有机材料胶涂在有负电极的底板表面，固化后形成空轨型有机材料与电子型有机材料边缘相接触的电池体。
6.所述正电极的材质为铜或锡。
7.所述负电极的材质为铝。
8.所述底板的材质为聚乙烯塑料。
9.本发明的技术效果是：具有生产工艺简单、造价低、光电转化效率高的优点。本发明以生物材料例如琼脂为模板，以多分子多原子体系为原材料制得胶体，合成电子型有机极板和空轨型有机极板。主要利用分子、原子波动周期在纳秒级的波动性，能有效地吸收能
产生电子和空轨的相应频率的光子，在光子的作用下能产生更多的电子和空轨，有效地将光能转换成电能，从而提高光能电能转换效率。本发明应用低成本环保材料例如环氧树脂,低分子聚酰胺树脂,琼脂，蒽酮，三氧化二铁，氧化锌，二氧化钛等，可以有效降低生产成本和造价。
附图说明
10.图1为本发明的结构示意图。图中，1、空轨型有机极板2、电子型有机极板3、正电极4、负电极。
实施方式实施例
11.空轨型有机极板材料胶制备：瓷质容器加铜粉7%，三氧化二铬2%，硒石粉1%，锗石粉1%，碳化硅2%，氧化钨1%，碘化钾1%，蒽酮1%，琼脂6 %，去离子水25%，上述材料机械混合均匀成为以琼脂为模板的胶体，加入低分子聚酰胺树脂25%混匀，再加入环氧树脂25%混匀成为空轨型有机极板材料胶。
12.电子型有机极板材料胶制备：瓷质容器加铝粉9 %，氧化锌3%，二氧化钛1%，三氧化二铁3%，钼酸铵1%，碘化钾1%，蒽酮1%，琼脂6 %，去离子水25%，上述材料机械混合均匀成为以琼脂为模板的胶体，加入低分子聚酰胺树脂25%混匀，再加入环氧树脂25%混匀成为电子型有机极板材料胶。
13.将铜丝（可用锡丝）电极和铝丝电极用电极夹固定在聚乙烯塑料底板上。
14.将空轨型有机材料胶按配方混匀涂在有铜丝电极的聚乙烯基材空轨型有机极板区域表面，制成空轨型有机极板。
15.待空轨型有机芯片固化后，将电子型有机材料胶按配方混匀涂在有铝丝电极的聚乙烯基材电子型有机极板区域表面，制成电子型有机极板，并使此两种极板相接合。
16.一个太阳能电池单体包含一个正电极和一个负电极，多个太阳能电池单体构成太阳能电池方阵，通过串联或者是并联提高电压或电流。
17.利用有吸波材料、光敏材料、热敏材料掺杂的有机极板。开路电压：0.49伏特，能量转换效率7.17%以上。
18.琼脂/环氧树脂复合物用作柔性有机太阳能基底，热膨胀系数低，透光率高，表面平滑，机械性能良好。
19.导电材料：铜粉、铝粉。
20.光敏材料：硒石，锗石，碳化硅，氧化锌，二氧化钛。
21.热敏材料：氧化钨，钼酸铵。
22.吸波材料：三氧化二铬，碳化硅，氧化锌，三氧化二铁，碘化钾，蒽酮，琼脂，环氧树脂，低分子聚酰胺树脂。
23.本发明利用光致吸波材料、光敏材料、热敏材料产生的分子波和原子波，能有效地吸收光能，促使频率与其匹配的更宽波段的光量子转变为载流子，并产生更多的空轨和电子，且空轨和电子的复合率低，从而提高光能电能转换效率。
24.三氧化二铬能够提高电荷的收集效率和分离效率。
25.硒有良好的光吸收和光催化特性，很好的多激子产生能力。
26.锗能有效利用太阳光谱长波光子能量，提高能量转换效率。
27.碳化硅使内电场增大，使电子和空轨转移更容易。碳化硅有很好的吸收可见光和近红外线的作用，还能够对电子迁移率进行大幅度的提升。
28.氧化钨能够减少载流子复合，增加电荷量。
29.氧化锌有利于电子的传输，能有效地阻挡空轨，使电子和空轨复合的几率降低，增加电荷量，改善活性层内部光场强度分布，使活性层的吸收进一步增强，提高了能量转换效率。
30.二氧化钛与有机材料形成大面积接触面，为电荷传输提供通道，电荷收集效率提升。
31.三氧化二铁在外界光照下材料内部的电偶极矩会产生稳定光电流。
32.钼酸铵用于太阳能电池红外区域中，不仅能够使光吸收率增强，促使光能更好地转化为电能。
33.聚乙烯塑料底板安装铜丝电极的空轨型有机极板和安装铝丝电极的电子型有机极板相互接合在一起，并形成内电场。太阳光照射到极板上时，电子就脱离原轨道，原轨道产生空轨。带负电荷的电子传导到铝电极，带正电荷的空轨传导到铜电极，形成电位。


技术特征：
1.一种太阳能电池，其特征在于，它是由空轨型有机极板和电子型有机极板分别连接正负电极制成，其中，空轨型有机极板按质量比由铜粉或石墨粉6～8%，三氧化二铬1～2%，硒石粉1～2%，锗石粉1～2%，碳化硅1～3%，氧化钨1～2%，碘化钾1～2%，蒽酮1～2%，琼脂5～6%，去离子水25～26%，低分子聚酰胺树脂25～26%，环氧树脂24～25%混合而成的材料胶制成；电子型有机极板按质量比由铝粉或锌粉7～9%，氧化锌2～3%，二氧化钛1～2%，三氧化二铁2～3%，钼酸铵1～2%，碘化钾1～2%，蒽酮1～2%，琼脂5～6%，去离子水25～26%，低分子聚酰胺树脂25～26%，环氧树脂24～25%混合而成的材料胶制成。2.一种太阳能电池的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）、空轨型有机极板材料胶制备：容器中加入铜粉或石墨粉6～8%，三氧化二铬1～2%，硒石粉1～2%，锗石粉1～2%，碳化硅1～3%，氧化钨1～2%，碘化钾1～2%，蒽酮1～2%，琼脂5～6 %，去离子水25～26%，上述材料机械混合均匀，加入低分子聚酰胺树脂25～26%混匀，再加入环氧树脂24～25%混匀成为空轨型有机极板材料胶；（2）、电子型有机极板材料胶制备：瓷质容器加铝粉或锌粉7～9 %，氧化锌2～3%，二氧化钛1～2%，三氧化二铁2～3%，钼酸铵1～2%，碘化钾1～2%，蒽酮1～2%，琼脂5～6 %，去离子水25～26%，上述材料机械混合均匀，加入低分子聚酰胺树脂25～26%混匀，再加入环氧树脂24～25%混匀成为电子型有机极板材料胶；（3）、将正电极和负电极相间隔分别固定在底板上，将空轨型有机材料胶涂在有正电极的底板表面，再将电子型有机材料胶涂在有负电极的底板表面，固化后形成空轨型有机材料与电子型有机材料边缘相接触的电池体。3.如权利要求2所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述正电极的材质为铜或锡。4.如权利要求2所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述负电极的材质为铝。5.如权利要求2所述的太阳能电池的制造方法，其特征在于，所述底板的材质为聚乙烯塑料。

技术总结
一种太阳能电池，空轨型有机极板按质量比由铜粉或石墨粉6～8%，三氧化二铬1～2%，硒石粉1～2%，锗石粉1～2%，碳化硅1～3%，氧化钨1～2%，碘化钾1～2%，蒽酮1～2%，琼脂5～6%，去离子水25～26%，低分子聚酰胺树脂25～26%，环氧树脂24～25%混合而成的材料胶制成；电子型有机极板按质量比由铝粉或锌粉7～9%，氧化锌2～3%，二氧化钛1～2%，三氧化二铁2～3%，钼酸铵1～2%，碘化钾1～2%，蒽酮1～2%，琼脂5～6%，去离子水25～26%，低分子聚酰胺树脂25～26%，环氧树脂24～25%混合而成的材料胶制成。具有生产工艺简单、造价低、光电转化效率高的优点。光电转化效率高的优点。光电转化效率高的优点。


技术研发人员：郭兴达
受保护的技术使用者：郭兴达
技术研发日：2023.05.29
技术公布日：2023/8/14