[发明专利]一种储能光电CdTe太阳能电池及其制备方法

说明书

一、技术领域

本发明一种太阳能电池及其制备方法，具体地说是一种储能光电CdTe太阳能电池及其制备方法，属于能源技术领域。

二、背景技术

随着能源和环境危机日益严重，寻找新的可再生的能源正在成为一项亟待解决的问题。太阳能取之不尽用之不竭，而且绿色可再生。其中薄膜太阳能技术近几年开始兴起，CdTe是公认的高效廉价的薄膜电池材料，也是发展较快的一种化合物半导体薄膜太阳能电池，但是现有的太阳能电池仅仅作为光能转换器，将太阳能转化为电能输出，目前对太阳能的研究也仅仅只是如何提高转化率，对于电能的储存仅仅是在外部附加一个单一功能的储能器件，由于外加器件不易携带，直接限制了太阳能电池小型化的发展。

三、发明内容

本发明旨在提供一种同时具有光电转换和能量储存两种功能于一体的储能光电CdTe太阳能电池及其制备方法，使太阳能电池将光能转化为电能的同时，可以将一部分电能储存起来，另外一部分电能用于输出。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明储能光电CdTe太阳能电池，其特征在于本太阳能电池自上而下依次设置有：顶面导电玻璃衬底1、CdTe储电层2、第一电解液层3、隔膜4、第二电解液层5、储电层6和底面导电玻璃衬底7；以含有CdTe储电层2的顶面导电玻璃衬底1和含有储电层6底面导电玻璃衬底7作为对电极；

所述CdTe储电层2是由CdTe和储能材料按质量比5:10-24混合均匀后喷涂在顶面导电玻璃衬底1的导电面上得到的，所述储能材料选自碳材料或聚苯胺类材料；

所述储电层6是将储能材料喷涂或沉积在底面导电玻璃衬底7的导电面上得到的，所述储能材料选自金属氧化物或聚苯胺类材料。

所述碳材料是通过炭气凝胶制备的纳米球形碳材料；

所述金属氧化物选自MnO₂、NiO或Ni₂O₃；

所述聚苯胺类材料为聚苯胺。

所述CdTe储电层2的厚度为500-2000μm。

所述第一电解液层3和第二电解液层5由液态电解质构成，所述液态电解质是碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯中的一种与一甲基三乙基四氟硼酸铵、四乙基四氟硼酸铵中的一种按体积比1：1的比例形成的混合物。

所述隔膜4选自聚丙烯膜、隔膜纸或高分子半透膜。

本发明储能光电CdTe太阳能电池的制备方法，按以下步骤操作：

a、将固体碲化镉和储能材料在球磨机下球磨并混合均匀得到混合料；

b、通过激光喷涂法将所述混合料喷涂在顶面导电玻璃衬底1的导电面上得到CdTe储电层2；

c、在温度不高于300℃的条件下将储能材料喷涂或沉积在底面导电玻璃衬底(7)的导电面上，烧结后形成储电层6；

d、在CdTe储电层2与储电层6之间插入隔膜4，压合后注入液态电解质，分别在CdTe储电层2与隔膜4之间形成第一电解液层3，在储电层6与隔膜4之间形成第二电解液层5；将由所述顶面导电玻璃衬底1、CdTe储电层2、第一电解液层3、隔膜4、第二电解液层5、储电层6和底面导电玻璃衬底7构成的层结构在外周进行密封形成储能光电CdTe太阳能电池。

本发明无需外加储电器件，集光能转化电能和电能储存双功能于同一结构中，具有非光能的充电功能。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明通过激光喷涂法制备的储能材料CdTe层，其中储能材料和CdTe产生了特殊的结构，同时增加了储能材料本身的导电性，同时在太阳能电池中加入了电解液和隔膜，解决了储能过程中电子传导的问题，基于以上结构，本发明的储能光电CdTe太阳能电池可以在将光能转化为电能的同时，可以将一部分电能储存起来，另外一部分电能用于输出。

2、本发明方法制备的完整的储能光电CdTe太阳能电池在太阳光模拟器照射下1-4个小时，其开路电压为0.5-0.7V，和只具有光电转换的CdTe太阳能电池相比，储能光电CdTe太阳能电池的开路电压并没有降低，将太阳光模拟器照射后的储能光电CdTe太阳能电池暗处放置200-400小时，其开路电压为0.2-0.3V。

四、附图说明

图1为本发明储能光电CdTe太阳能电池的结构示意图；

图中标号：1顶面导电玻璃衬底；2为CdTe储电层；3第一电解液层；4隔膜；5第二电解液层；6储电层；7底面导电玻璃衬底。

五、具体实施方式

实施例1：