使用半导体纳米晶体的太阳能电池模块的制作方法

使用半导体纳米晶体的太阳能电池模块的制作方法
【专利说明】使用半导体纳米晶体的太阳能电池模块
[0001]本申请是原案申请号为201010625042.6的发明专利申请(申请日:2010年12月15日，发明名称:使用半导体纳米晶体的太阳能电池模块)的分案申请。
技术领域
[0002]本发明的实施方式涉及使用具有向下转换特性的材料制备的太阳能电池和太阳能电池模块，并且更具体地说，涉及太阳能电池以及太阳能电池模块，其能够增加入射到太阳能电池上的光子的数量或者入射光的吸收率，从而增大产生的电流量并因此提高其光电转换效率。
【背景技术】
[0003]最近，由于例如石油价格的高度上扬、环境问题、矿物能源的耗尽、核能产生过程中产生的废料处理、以及新能源工厂建设项目的阻力等问题，对新的可再生能源的兴趣开始升温。在新的可再生能源中，对作为无污染能源的太阳能电池的研宄和开发正在积极进行。
[0004]太阳能电池是利用光伏效应将光能转换为电能的装置。太阳能电池具有很多的优点，例如没有污染，具有无限的能源，并且具有半永久的寿命，并且有望作为最终解决人类的能源问题以及无数的环境问题的能源。
[0005]根据构成太阳能电池的材料，太阳能电池可分为硅太阳能电池、薄膜太阳能电池、染料敏化太阳能电池、有机化合物太阳能电池等等。在这些多种类型的太阳能电池中，因为晶体硅太阳能电池构成了全球太阳能电池生产中的大部分，并且具有比其它太阳能电池高的效率，所以在持续开发用于降低晶体硅太阳能电池的单位生产成本的技术，并且晶体硅太阳能电池被认为是最普及的太阳能电池。
[0006]通常，当商业化时，将太阳能电池制备成具有模块结构，其中将执行光电转换功能的太阳能电池与保护部件、填充物、以及加固部件封装。
[0007]因此，为了优化太阳能电池的光电效率，需要对太阳能电池模块结构的研宄和开发以获得高的效率。本发明的实施方式提出了一种改进太阳能电池和太阳能电池模块以提高太阳能电池和太阳能电池模块的光电转换效率的技术。

【发明内容】

[0008]本发明的目的是提供一种太阳能电池及其太阳能电池模块，该太阳能电池模块适用于各种太阳能电池，同时利用使用太阳能电池的太阳能电池模块的制备工艺，以增加光电转换效率。
[0009]本发明的另一个目的是提供一种使用能量下转换材料制备的太阳能电池及其太阳能电池模块，所述能量下转换材料对入射到太阳能电池上的光进行转换，以增加光的吸收率，或者光的光子数，从而增加太阳能电池的光电转换效率。
[0010]本发明的目的并不限于上述的目的，对本领域的技术人员来说，上面没有提及的其它目的也可以从下面的内容中变得清楚。
[0011]为了实现上述目的，根据本发明的示例实施方式，提供了一种太阳能电池模块，该太阳能电池模块包括太阳能电池，并且包括插入层，该插入层包含半导体纳米晶体，所述半导体纳米晶体具有用于将入射光转换为能量低于所述入射光的能量的发射光的向下转换特性，从而增加入射光的光子的数量或者入射光的吸收率的量，因此增加太阳能电池的光电转换效率。
[0012]更具体地说，所述太阳能电池模块可以包括:多个太阳能电池，各个太阳能电池包括至少一个光电转换层；设置在所述多个太阳能电池的上表面上的至少一个透明部件；以及用于密封所述多个太阳能电池的填充层，其中，从所述至少一个透明部件和所述填充层中选择的至少一层包含半导体纳米晶体。
[0013]所述太阳能电池模块可以进一步包括设置在所述多个太阳能电池的下表面上的背板。
[0014]为了实现上述目的，根据本发明的另一个示例实施方式，提供了一种太阳能电池模块，该太阳能电池模块包括:多个太阳能电池，各个太阳能电池包括至少一个半导体层、以及设置在所述太阳能电池的光入射到的表面上的至少一个层，例如至少一个防反射膜；设置在这些太阳能电池的上表面上的至少一个透明部件；以及用于密封这些太阳能电池的填充层。在这个示例中，从所述至少一个透明部件、所述至少一个透明部件和所述填充层中选择的至少一层包含按比入射光的能量低的能量发光的半导体纳米晶体。
[0015]也就是说，从所述防反射膜的多层中选择的任何一层、从多个透明部件中选择的任何一个透明部件、或者所述填充层中可以包含散布的半导体纳米晶体。
[0016]替代从上述层中的至少一层中的一层，从上述层中选择的多层都可以包含半导体纳米晶体。
[0017]多个防反射膜中最上层防反射膜可以包含半导体纳米晶体。
[0018]也就是说，多个防反射膜可以形成在太阳能电池的正面上。在这种情况下，所述多个防反射膜中的任何一个都可以包含半导体纳米晶体，并且优选但不是必须的，靠近所述太阳能电池模块的光入射表面的最上层防反射膜包含半导体纳米晶体。
[0019]所述至少一个透明部件可以包括透明树脂膜。所述至少一个透明部件可以包括刚性透明基板和透明树脂膜，所述透明树脂膜可以包含半导体纳米晶体。所述刚性透明基板可以是玻璃基板或者透明的聚合塑料基板。
[0020]如果所述至少一个透明部件包括所述刚性透明基板和所述透明树脂膜，则所述透明树脂膜可以形成在所述刚性透明基板的正面和背面中的至少一个上。
[0021]为了实现上述目的，根据本发明的另一个示例实施方式，提供了一种太阳能电池，该太阳能电池包括至少一个光电转换层、和设置在所述至少一个光电转换层上的光入射表面上的至少一个层，例如至少一个防反射膜，其中，所述至少一个防反射膜包含半导体纳米晶体。
[0022]所述至少一个防反射膜可以包括两层或者更多层，所述两层或者更多层的最上层可以包含半导体纳米晶体。
[0023]所述至少一个光电转换层可以包括第一导电类型的半导体基板、以及设置在所述第一导电类型的半导体基板上的掺杂有第二导电类型的杂质的射极层，并且，所述太阳能电池可以进一步包括连接到所述射极层的第一电极、和连接到所述第一导电类型的半导体基板的第二电极。
[0024]所述至少一个防反射膜可以包括:第一防反射膜，其包括至少一个层并且形成在所述射极层的上表面，使得所述第一电极通过所述第一防反射膜而连接到所述射极层；以及第二防反射膜，其形成在所述第一防反射膜的正面，并且包含半导体纳米晶体。
[0025]为了实现上述目的，根据本发明的另一个示例实施方式，提供了一种太阳能电池模块，该太阳能电池模块包括:太阳能电池层，其中，多个具有至少一个半导体层的太阳能电池串联连接；设置在所述太阳能电池层的下表面的背板；设置在所述太阳能电池层的上表面的透明部件；以及用于密封所述太阳能电池层中的所述多个太阳能电池的填充层，其中，从所述填充层和所述透明部件中选择的至少一层包含半导体纳米晶体，该半导体纳米晶体将入射光转换为能量比所述入射光的能量低的光，然后发射转换得到的具有较低能量的光。
【附图说明】
[0026]结合附图，根据以下详细说明，可以更清楚地理解本发明的上述以及其它的目的、特征以及其它的优点，在附图中:
[0027]图1到5是示出了根据本发明实施方式的使用半导体纳米晶体的太阳能电池的结构的纵向截面图；以及
[0028]图6到9是示出了根据本发明实施方式的使用多个太阳能电池的太阳能电池模块的结构 的纵向截面图。
【具体实施方式】
[0029]参照在下文中结合【附图说明】的实施方式，本发明的实施方式的优点和特征以及实现它们的方式将变得显而易见。
[0030]图1到5是示出了根据本发明实施方式的使用半导体纳米晶体的太阳能电池的结构的纵向截面图。
[0031]首先，如图1所示的根据本发明的一个实施方式的太阳能电池的结构如下所述。即，图1的太阳能电池包括:设置在硅半导体基板100的正面(或者光入射表面)上的、掺杂有与娃半导体基板100的半导体杂质不同类型的半导体杂质的射极层102 ;形成在射极层102的正面上的防反射膜106 ;通过选择性构图而形成在射极层102上的前电极104 ;以及形成在硅半导体基板100的背面(或者与光入射表面相反的表面)上的背面电极108。这样的太阳能电池是光电转换部件，其吸收光，例如阳光，并将光转换为电能。
[0032]根据该实施方式，硅半导体基板100可以是P型的硅半导体基板，射极层102可以是η型的半导体层。
[0033]虽然图1示出了特定的太阳能电池的结构，但是这里可以使用的太阳能电池并不限于上述结构，可以使用各种的结构和类型来制备，例如晶体型或者薄膜型。
[0034]将在下文中结合图2到5进行说明的太阳能电池的结构使用上述的太阳能电池，并且如果有必要，则省略对它的详细描述。
[0035]图1的太阳能电池还包括形成在太阳能电池的上表面(或者正面)上的填充层110。用于按比入射光的能量低的能量发光的半导体纳米晶体115散布在填充层110中。按照相对于填充层110的重量的重量而言，散布在填充层110中的半导体纳米晶体115的量可以大约为1%到10%。
[0036]图1中的其中散布有半导体纳米晶体115的填充层110可以由作为太阳能电池的填充材料的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)制备的。通过将其中半导体纳米晶体115与EVA材料混合并散布在其中的溶液涂覆到太阳能电池，将填充层110层叠在太阳能电池上。这里，填充层110的层叠温度可以大约为300°C至400°C。
[0037]在根据本发明的另一个实施方式的太阳能电池中，如图2所示，包含半导体纳米晶体215的单独的膜形成在太阳能电池的填充层210上。即，根据该实施方式的太阳能电池具有这样的结构:其中散布有半导体纳米晶体215的单独的透明树脂层220形成在填充层210上。
[0038]根据该实施方式的太阳能电池包括硅基板200，形成在硅基板上的射极层202，形成在射极层202的正面上的防反射膜206和正面电极204，以及背面电极208。而且，由EVA制备的填充层210、以及其中在透明树脂膜材料中散布有半导体纳米晶体215的透明树脂膜220分别形成在太阳能电池上。
[0039]当将对应的散布溶液涂覆到太阳能电池时，在低于EVA的熔点的温度下处理散布溶液，以阻止或者减轻由EVA制成并且形成在透明树脂膜220的下面(这是不同于图1的实施方式的布置)的填充层210熔化。因此，优选但不是必须的，在大约150°C的温度下处理散布溶液。
[0040]图3示出了根据本发明的另一个实施方式的太阳能电池模块的结构。参考图3，根据该实施方式的太阳能电池包括硅基板300，形成在硅基板300上的射极层302，形成在射极层302的正面上的防反射膜306和正面电极304，背面电极308，以及形成在太阳能电池上的另一个防反射膜320。
[0041]S卩，可以将至少一个防反射膜添加到太阳能电池模块的入射光(如阳光)照射在其上的正面。所述至少一个防反射膜中的至少一个可以包含半导体纳米晶体。优选但不是必须的，当存在多个防反射膜(例如防反射膜306和另一个防反射膜320)时，最上面的防反射膜320可以包含半导体纳米晶体315。因为这种结构使得防反射膜320可以用于防止或者减少短波长的光的散射、并且防止或者减少入射光的反射，从而有助于光的吸收，所以优选但不必须的，最上面的防反射膜320包含半导体纳米晶体315。
[0042]半导体纳米晶体315在防反射膜320中的散布是通过低温溶解处理来实现的，以稳定材料的特性，并且优选但不必须的，这种处理在大约300°C至400°C的温度下进行。
[0043]优选但不是必须的，多个防反射膜306和320以这样的方式形成:随着防反射膜306和320与入射光入射到其上的表面之间的距离越来越远，防反射膜306和320的折射率也由此增加。优选但不是必须的，包含半导体纳米晶体315的最上面的防反射膜320的折射率为大约1.5至2.0。
[0044]为了形成包括包含半导体纳米晶体315的防反射膜320的太阳能电池，在包含半导体纳米晶体315的最上面的防反射膜320上形成由乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)制成的填充层310。
[0045]图4和5示出了根据本发明的其它实施方式的使用半导体纳米晶体的太阳能电池的结构。参考图4和5，多个透明部件形成在太阳能电池上。
[0046]图4和5的太阳能电池分别包括硅基板400和500，形成在硅基板400和500上的射极层402和502，形成在射极层402和502的正面上的防反射膜406和506以及正面电极404和504，以及背面电极408和508。
[0047]透明部件形成在各个太阳能电池上。在图4的示例中，刚性透明基板420 (即玻璃基板)以及柔性透明树脂膜430形成在填充层410上，填充层410形成在太阳能电池上。透明树脂膜430包含具有向下转换功能的半导体纳米晶体415。
[0048]包含半导体纳米晶体415的透明树脂膜430可以形成为多层，具有向下转换功能的半导体纳米晶体415可以散布在透明树脂膜430的多层中的最上层内。
[0049]包含半导体纳米晶体415的透明树脂膜430可以选择性地形成在刚性透明基板420的一个表面上，即刚性透明基板420的光入射到其上的正面，或者刚性透明基板420的背面。
[0050]进一步来说，因为半导体纳米晶体415难以散布在刚性透明基板420中，所以将其中散布有半导体纳米晶体415的溶液涂覆于柔性透明树脂膜430。
[0051]在图5的示例中，填充层510形成在太阳能电池上，用作透明部件的刚性透明基板530形成在填充层510上，透明树脂膜540和520分别形成在刚性透明基板530的上表面(或者正面)和下表面(或者背面)上。
[0052]虽然该实施方式示出了透明树脂膜540和520都包含半导体纳米晶体515，但是可以是形成在刚性透明基板530的上表面上的透明树脂膜540和形成在刚性透明基板530的下表面上的透明树脂膜520中的任何一个包含半导体纳米晶体515。
[0053]图6到8是示出了根据本发明实施方式的使用多个太阳能电池的太阳能电池模块的结构的纵向截面图。
[0054]首先，在本发明的实施方式中，多个太阳能电池串联连接，形成填充层来密封所述多个太阳能电池。填充层可以形成在包括多个太阳能电池的太阳能电池层的上表面(或者正面)和下表面(或者背面)上，并且透明部件可以形成在上填充层的上表面(正面)或者下表面(背面)上。
[0055]在下填充层的下表面上可以设置背板，在上填充层的上表面上可以设置透明树脂膜或者玻璃基板，或者既设置 透明树脂膜又设置玻璃基板。
[0056]在本发明的实施方式中，从上述透明树脂膜、填充层和玻璃基板中选择的至少一层可以包含半导体纳米晶体，该半导体纳米晶体发射具有比入射光的能量低的能量的光。因此，可以提高或者最大化太阳能电池的光电转换效率。
[0057]图6是根据本发明的一个实施方式的太阳能电池模块的结构，其中，按与图1的实施方式相似的方式，填充层610包含半导体纳米晶体615。
[0058]当形成太阳能电池模块时，填充层610分别形成或者设置在可以串联连接的多个太阳能电池640的正面和背面，并且通过加热和加压将其与透明部件(例如背板630和玻璃基板)层叠在一起。通过这样的层叠，上填充层610和下填充层610熔化并固化在一起，从而完全密封多个太阳能电池640。在该示例中，优选但不是必须的，只有上填充层610包含半导体纳米晶体615。在该示例中，根据需要或者需求，透明树脂膜或者玻璃基板可以形成或者设置在上填充层610的上表面。
[0059]图7是根据本发明的另外一个实施方式的太阳能电池模块的结构，其中，按与图2的实施方式中相同的方式，包含半导体纳米晶体715的单独的透明树脂膜720形成或者设置在上填充层710的上表面。虽然包含半导体纳米晶体715的透明树脂膜720可以按与图2中的实施方式相同的方式形成或者设置在上填充层710的正面或者背面，但是该实施方式示出了透明树脂膜720形成在上填充层710的正面。在图7的结构中，根据需要或者需求，可以对多个太阳能电池740的太阳能电池层的上表面增加玻璃基板。多个太阳能电池740可以串联连接。
[0060]图8是根据本发明的另外一个实施方式的太阳能电池模块的结构，其中，按与图4或5的实施方式相同的方式，包含半导体纳米晶体815的透明树脂层820形成或者设置在玻璃基板850上。虽然包含半导体纳米晶体815的透明树脂膜820可以按与图4或5的实施方式相同的方式形成或者设置在玻璃基板850的正面或者背面，该实施方式示出了透明树脂膜820形成在玻璃基板850的正面。多个太阳能电池840可以串联连接。
[0061]图9是根据本发明的另外一个实施方式的太阳能电池模块的结构，其中，按与图2中的实施方式相同的方式，包含半导体纳米晶体915的防反射膜960形成或者设置在多个太阳能电池940的太阳能电池层的正面。包含半导体纳米晶体915的防反射膜960可以形成为单层或者多层。在图9的结构中，根据需要或者需求，可以对太阳能电池层的正面(上表面)增加玻璃基板。
[0062]参考图6到9，背板630、730、830和930是选择性的部件，因此在本发明中可以根据需要或者需求将其排除，即，在太阳能电池模块中，玻璃基板可以形成在多个太阳能电池的太阳能电池层的上表面和下表面上，而没有背板。
[0063]根据本发明实施方式的太阳能电池和其模块是使用能量向下转换材料制造的，这种材料对入射到太阳能电池或者太阳能电池模块上的光进行转换，以增加光的吸收率的量或者光子的数量，从而增加整个太阳能电池或者太阳能电池模块的光电转换效率。
[0064]在本发明的实施方式中，可以散布在层中的半导体纳米晶体的直径和/或大小没有特别的限定。而且，可以散布在层中的半导体纳米晶体的直径和/或大小可以相同或者不同。优选但不是必须的，半导体纳米晶体的直径和/或大小可以是纳米大小的。半导体纳米晶体的直径可以在大约Inm到10nm的范围内。因此，半导体纳米晶体可以是粒子、部分、块、或者碎片。
[0065]半导体纳米晶体可以是转换光的波长的材料的纳米晶体。S卩，半导体纳米晶体可以是向下转换材料的纳米晶体，所述向下转换材料将入射光转换为具有比入射光的能级低的能级的光，然后发出转换得到的光。
[0066]优选但不是必须的，半导体纳米晶体可以将具有高能量的短波长的光(S卩，波长为大约300nm到500nm的光)转换为具有较低能量的长波长的发射光(即，波长为大约600nm到IlOOnm的发射光)。另外或者另选地，半导体纳米晶体可以将入射光的高能量的短波长成分(即，波长为大约300nm到500nm的成分)转换为具有较低能量的长波长成分(即，波长为大约600nm到IlOOnm的成分)。
[0067]例如，根据本发明示例实施方式的半导体纳米晶体将紫外线或者蓝光(波长大约为350nm到500nm)转换为红光(波长大约为600nm到630nm)，并发出红光。
[0068]因此，当光线(例如日光)入射到太阳能电池或者太阳能电池模块上时，光的能量首先被转换成较低的能量，即，通过指定的层中包含或者散布的半导体纳米晶体，将光的短波长转换成长波长，然后将具有较低能量的光提供给太阳能电池。因此，与传统的太阳能电池或者太阳能电池模块相比，根据本发明的太阳能电池或者太阳能电池模块在500nm到1200nm的波长下光透射率增加90%或者更多，最终增加光电转换效率。
[0069]因为根据本发明实施方式的太阳能电池或者太阳能电池模块的特征在于，由半导体纳米晶体发出的光的光子的数量大于入射到半导体纳米晶体上的入射光的光子的数量，所以太阳能电池或者太阳能电池模块增加了光的吸收，并增加了太阳能电池或者太阳能电池模块产生的电流量，从而提高了光电转换效率。
[0070]可以按照恰当或者预定的速率，将半导体纳米晶体散布在要包含半导体纳米晶体的层中。优选但不是必须的，相对于其中要包含半导体纳米晶体的层的重量，半导体纳米晶体的量按重量可以是大约1%到10%。
[0071]当层中的半导体纳米晶体的量增加时，可能遮挡入射到太阳能电池或者其模块上的光。因此，可以测量该层中包含的半导体纳米晶体的量，从而在层中包含足够量的半导体纳米晶体，而不会过度地起到遮挡的作用。这样测量到的在层中包含的半导体纳米晶体的量可以是预定的，相对于其中要包含半导体纳米晶体的层的重量，按重量是大约1%到90%，并且，优选但不是必须的，相对于其中要包含半导体纳米晶体的层的重量，按重量是大约1%到10%。
[0072]半导体纳米晶体可以是从包括IV族元素、IIA-VIB族化合物、IIIA-VB族化合物、IIIB-VB族化合物或者其组合的组中选择的至少一种晶体。具体地说，半导体纳米晶体可以是 S1、Ge、MgS、ZnS、MgSe、ZnSe、AlP、GaP、AlAs、GaAs、CdS、CdSe、InP、InAs、GaSb、Al Sb、ZnTe、CdTe和InSb的晶体，或者是包括这些元素或者化合物的混合晶体。优选但不必须的，半导体纳米晶体是 A1P、GaP、S1、ZnSe、AlAs、GaAs、CdS、InP, ZnTe、AlSb、CdTe 和 CdSe 的晶体，更为优选但不是必须的，是ZnSe、CdSe, GaAs, CdS、InP, ZnTe和CdTe的晶体，它们是直接带隙半导体，因为它们具有高发光效率。
[0073]半导体纳米晶体可以散布在其中要包含半导体纳米晶体的层中，由此用以制备太阳能电池或者其模块。在本发明的实施方式中，半导体纳米晶体不限于特定的形式，而是可以具有散布在层中的纳米粒子的形式，优选但不是必须的，具有核-壳结构。在该示例中，半导体纳米晶体的核和壳可以由从上述材料(元素或者化合物)中选择的相同材料或者不同材料制备。
[0074]具有上述核-壳结构的半导 体纳米晶体可以如下地形成:用由具有高带隙的半导体材料(例如ZnS (带隙:3.8eV))制成的壳，包覆包含CdSe (带隙:1.74eV)的核粒子的表面。虽然该示例示出了半导体纳米晶体的核和壳使用不同的材料制备，但是核与壳也可以使用相同的材料制备。具有这样的核-壳结构的半导体纳米晶体可以提高从核粒子产生的电子的遮蔽效应。
[0075]具有核-壳结构的半导体纳米晶体可以通过已知的薄膜淀积处理的散布方法来制造。例如，具有CdSe核-ZnS壳结构的半导体纳米晶体可以如下制造:将其中二乙基锌和三甲基甲硅烷硫化物与TOP混合的前体(precursor)溶液放入其中散布有CdSe核粒子TOPO溶液，并且将其加热到大约140°C的温度。
[0076]如果半导体纳米晶体是由S或者Se制备的，那么纳米晶体的结构很容易被活性成分破坏，例如在要包含半导体纳米晶体的层中包含的其它未反应的单体，或者水汽。因此，为了防止或者减少这样的问题，可以实施使用金属氧化物(例如硅石)或者有机化合物的表面改进。
[0077]而且，为了改善其中要包含半导体纳米晶体的层的可散布性，可以例如使用长链的烷基、磷酸盐或者树脂，来改进或者涂覆半导体纳米晶体的粒子的表面。
[0078]而且，透明树脂膜可以由可以保持半导体纳米晶体的散布的已知材料来制备，可以是有机树脂膜或者是氟化物树脂膜。有机树脂膜可以由透明树脂(聚合物)制备，例如聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羟乙基纤维素、或者羧甲基纤维素、或者它们的组合。
[0079]而且，可以由单体、低聚物，或者聚氯乙烯树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、醇酸树月旨、环氧树脂、聚氨基甲酸乙酯树脂、聚酯树脂、马来树脂或者聚酰胺树脂的聚合物，或者它们的组合来制备有机树脂膜。这些透明树脂是可以热固化的。而且，可以独立使用这些树脂中的一种，或者可以混合使用这些树脂中的多种。
[0080]可以通过旋转涂布的方法，或者喷涂的方法，将半导体纳米晶体散布到从至少一个透明部件、至少一个防反射层以及填充层中选择的至少一层内。然而，将半导体纳米晶体散布到至少一个选择层的方法并不限于上述方法，而是可以使用任何已知的纳米粒子散布方法。
[0081]更具体地说，半导体纳米晶体的粒子或者制备的具有核-壳结构的半导体纳米晶体可以与其中要包含半导体纳米晶体的层的材料混合，可以向混合物加入合适的溶剂，通过超声散布方法的研磨方法搅动混合物，从而制备散布溶液。随后，将制备的散布溶液涂覆于太阳能电池结构，然后进行干燥，从而形成其中包含半导体纳米晶体的层。
[0082]为了将散布溶液涂覆于太阳能电池基板，可以使用已知的溶液注入方法、喷涂方法，或者使用滚刀(roller cutter)、平刀(land cutter)或者旋涂机的方法。
[0083]根据本发明的示例实施方式，可以通过构图将其中包含半导体纳米晶体的层形成在太阳能电池上。在这个示例中，可以通过光刻或者使用上述制备的散布溶液的各种印刷方法，来形成图案。
[0084]虽然为了例示的目的而公开了本发明的实施方式，但是本领域技术人员应该意识到，在不超出由所附权利要求书揭示的本发明的范围和精神的情况下，各种改进、添加和替代都是可能的。而且，本领域技术人员还应当意识到，上述各个部件的材料可以容易地使用其它已知材料来替代。而且，本领域技术人员应当意识到，上述部件中的一些可以省略而不引起太阳能电池或者其模块的退化，或者可以加入其它的部件，来改善太阳能电池或者其模块的性能。而且，本领域技术人员应当意识到，根据处理环境和设备，可以改变上述方法的过程。因此，本发明的范围和精神是通过所附权利要求书和其等价物来确定的，而不是仅仅通过上述的实施方式来确定。
[0085]本申请要求2009年12月15日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请N0.10-2009-0124747的优先权和利益，在此通过引用并入其全部内容。
【主权项】
1.一种太阳能电池1?块，该太阳能电池1?块包括: 太阳能电池，所述太阳能电池包括光电转换层；以及 多个透明层，所述多个透明层在所述太阳能电池的上表面上， 其中，所述多个透明层的最上层包括半导体纳米晶体。2.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其中所述多个透明层包括: 填充层，所述填充层在所述太阳能电池上； 刚性透明基板，所述刚性透明基板在所述填充层上；以及 透明树脂膜，所述透明树脂膜在所述刚性透明基板上； 其中所述透明树脂膜包括所述半导体纳米晶体。3.根据权利要求2所述的太阳能电池模块，其中所述透明树脂膜包括多个层，并且 所述多个层的最上层包括所述半导体纳米晶体。4.根据权利要求2所述的太阳能电池模块，该太阳能电池模块还包括: 另一透明树脂膜，所述另一透明树脂膜在所述填充层和所述刚性透明基板之间， 其中所述另一透明树脂膜包括半导体纳米晶体。5.根据权利要求2所述的太阳能电池模块，其中所述刚性透明基板是玻璃基板。6.根据权利要求2所述的太阳能电池模块，其中所述透明树脂膜是有机树脂膜或氟化物树脂膜。7.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其中所述半导体纳米晶体将波长为大约300nm至500nm的入射光转换成波长为大约600nm至IlOOnm的发射光， 其中，所述半导体纳米晶体的直径在大约Inm至10nm的范围内， 其中，所述半导体纳米晶体的量在重量上为相对于包含了所述半导体纳米晶体的最外层的重量的大约1%至10%。8.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其中所述半导体纳米晶体具有核-壳结构，所述半导体纳米晶体的核和壳的材料相同或是不同。9.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其中所述半导体纳米晶体是从包括IV族元素、IIA-VIB族化合物、IIIA-VB族化合物和IIIB-VB族化合物的组中选择的至少一种晶体。10.根据权利要求2所述的太阳能电池模块，其中所述填充层由乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA制成。11.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其中所述光电转换层包括第一导电类型的半导体基板；以及射极层，该射极层掺杂有第二导电类型的杂质，并且设置在所述第一导电类型的半导体基板上，并且， 所述太阳能电池还包括: 第一电极，所述第一电极连接到所述射极层；以及 第二电极，所述第二电极连接到所述第一导电类型的半导体基板。
【专利摘要】使用半导体纳米晶体的太阳能电池模块。本发明涉及使用半导体纳米晶体的太阳能电池模块。该太阳能电池模块包括其中散布有纳米晶体的层，所述纳米晶体的材料具有对入射光能量的向下转换功能。该太阳能电池模块包括：多个包括至少一个光电转化层的太阳能电池；设置在所述多个太阳能电池的上表面上的至少一个透明部件；以及用于密封所述多个太阳能电池的填充层，其中，从所述至少一个透明部件和所述填充层中选择的至少一层包含所述半导体纳米晶体。
【IPC分类】H01L31/055
【公开号】CN104882505
【申请号】CN201510302973
【发明人】朴铉定, 郑智元
【申请人】Lg电子株式会社
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2010年12月15日
【公告号】CN102163636A, EP2343740A1, US20110139223