[发明专利]一种新型石墨烯光伏电池

说明书

本发明涉及一种新型石墨烯光伏电池，由至少一个光伏电池单元组成，每个光伏电池单元包括基底、位于基底表面的活性层及位于活性层两端且与所述活性层接触的电极，其中所述活性层包括2‑10％的石墨烯、5‑20％的光伏活性物质和导电胶。本发明利用了石墨烯具有快速电子迁移率的特性，将石墨烯结合光电材料与导电粘结剂形成活性层，可将光伏材料受到光照时瞬时产生的电荷迅速高效迁移导出，在实现一种新型光伏电池的同时，也实现了成本的大幅度的降低。

技术领域

本发明涉及电池领域，具体的涉及一种新型的光伏电池。

背景技术

由于电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈，而开发太阳能资源成为寻求经济发展的新动力。

在此背景下，由于来源取之不尽，因此通过太阳能发电成为世界研发的新热点，而用于把太阳的光能直接转化为电能的光伏电池已经获得了阶段性的发展。

光伏电池具有以下优点：无枯竭危险、无污染、不受资源分布地域的限制、可在用电处就近发电、能源质量高、供电系统工作相对可靠等。

但现有利用半导体发电的光伏电池仍然没有办法做到真正的全面应用，主要是由于其转换率仍然偏低，约20％左右，且最重要的是成本过高，总体经济效益并不能做到令人满意。

发明内容

为了解决现有光伏电池转换率低却成本高、效益较差的问题，本发明提供一种新型石墨烯光伏电池。

本发明技术方案如下：

一种新型石墨烯光伏电池，其特征在于由至少一个光伏电池单元组成，每个光伏电池单元包括基底、位于基底表面的活性层及位于活性层两端且与所述活性层接触的电极，其中所述活性层包括质量分数2-10％的石墨烯、5-20％的光伏活性物质和导电胶。

优选的所述石墨烯为单层或寡层石墨烯，对阳光透光率为90-98％。

优选的所述基底为透明基底，包括玻璃、硬质塑料薄片或软质塑料薄膜。

进一步优选的所述塑料包括PC、PET、PMMA或聚丙烯酸酯等透明塑料。

优选的所述导电胶为纳米级透明羟甲基纤维素导电胶。

在上述各透明原料的优选条件下，光伏电池优选的由2-10层光伏电池单元层叠而成。

优选的每层光伏电池单元的光伏活性物质不完全相同。

所述光伏活性物质可以是常见的碲化镉、硫化镉、硒化锌、硫化锌、碲镉汞或生物质叶绿素等材料。

所述电极的两极分别为电动势差＞2.2V的金属。

优选的所述电极分别为铜、铝。

本发明技术效果：

对于一般的半导体光伏材料来说，其受光照时瞬时产生的电子容易淬灭，并不能轻易的转换成电流。本发明利用了石墨烯具有快速电子迁移率的特性(石墨烯具有200000cm²/Vs的电子迁移率，为硅的100-200倍，且电阻率极低)，将石墨烯结合少量光伏材料与导电粘结剂形成活性层涂布于基底表面构成新型的光伏电池，光伏材料用量可以大幅减少，电池结构和原理也发生根本变化，只需在活性层两侧设置金属箔电极，通过其微小的电势差即可将光伏材料受到光照时瞬时产生的电荷迅速高效迁移导出而不至于淬灭，实现了一种新型的结构简单的光伏电池。同时，也实现了成本的大幅度的降低，由于石墨烯和光伏材料通过互相配合使得用量均较少，同等输出功率下，成本仅为现有常用光伏电池的四分之一。