[发明专利]一种纳米半导体太阳能电池以及制备方法及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米半导体太阳能电池以及制备方法，其特征在于，包括平面电极以及半导体电池浆料；所述半导体电池浆料是由如下按重量份计的各组分制成：导电剂3‑5份、异质掺杂无机半导体粒子5‑8份、有机半导体纳米线3‑5份、成膜物质6‑10份、超支化聚苯胺改性碳纳米管0.8‑1.5份、溶剂8‑13份。本发明还提供了一种所述半导体电池的制备方法。本发明公开的半导体电池制备成本低廉，欧姆接触特性较高，串联电阻较小，光电转换效率高，循环使用寿命长。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种纳米半导体太阳能电池以及制备方法及其制备方法。

背景技术

随着化石能源的枯竭和全球气候变暖的日益加剧，太阳能的利用正受到人们越来越多的重视。太阳电池是将太阳能转化为电能的核心器件。高效太阳电池在航空航天、空间探索等方面有着重要的用途。低成本的高效太阳电池的大规模应用可以缓解能源危机，减少温室气体排放，造福子孙后代。其中半导体太阳能电池以其较高的转换效

率和较大的发电成本降低空间，被公认为最具潜力的地面应用发电技术。

由化合物半导体制成的光伏电池的效率为硅（Si）光伏电池的效率的约两倍高。然而，由化合物半导体制成的光伏电池具有高成本的基底或者小尺寸的基底，并且因此明显比硅光伏电池昂贵。除此之外，现有的半导体电池还或多或少存在着欧姆接触特性较低，串联电阻较大，电池光电转换效率不高的缺陷。

中国专利文献CN 102148267 B公开了一种氧化钨半导体电池及其制备方法，以氧化钨为原料，加入导电剂、活化剂、添加剂和有机聚合物成膜剂制成氧化钨半导体电池浆料，并以不同功函数的两种金属箔为正负电极，正负电极粘贴在塑料底片的同一水平面上，然后将氧化钨半导体电池浆料注入电极表面，经晾干、封装。 该发明的氧化钨半导体电池具有：（1）半导体化学效应。即在不同功函数金属两个电极间产生电子输运；（2）光电效应。电池在太阳光照下，电池的电流有比较明显的增加；（3）热电效应。电池在一定的温度范围内（5-100℃）电流随温度升高而增大。然而，上述电池仍然存在着光电转换效率低，串联电阻较大的缺陷。

因此，开发一种制备成本低廉，欧姆接触特性较高，串联电阻较小，光电转换效率高，循环使用寿命长的半导体电池符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进半导体光伏电池产业的发展具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种制备成本低廉，欧姆接触特性较高，串联电阻较小，光电转换效率高，循环使用寿命长的半导体电池。同时，本发明的第二个目的在于提供一种上述半导体电池的制备方法，该制备方法工艺简单，对制备条件和设备要求不高，耗能低，制备效率高，适合连续规模化生产。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

一种纳米半导体太阳能电池以及制备方法，其特征在于，包括平面电极以及半导体电池浆料；所述半导体电池浆料是由如下按重量份计的各组分制成：导电剂3-5份、异质掺杂无机半导体粒子5-8份、有机半导体纳米线3-5份、成膜物质6-10份、超支化聚苯胺改性碳纳米管0.8-1.5份、溶剂8-13份。

优选的，所述溶剂为异丙醇、乙醇、乙二醇、超支化聚甘油按质量比(3-5):1:(1-2):2混合形成的混合物。

优选的，所述超支化聚苯胺改性碳纳米管为按中国专利文献CN102875976B中实施例1的方法制成。

优选的，所述成膜物质为壳聚糖季铵盐、聚乙烯醇、聚N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。

优选的，所述壳聚糖季铵盐的取代度为60-80%，数均分子量为8-10万。

优选的，所述聚乙烯醇的数均分子量为800-1600；所述聚N-甲基吡咯烷酮的数均分子量为600-1200。

优选的，所述有机半导体纳米线为按CN 102738416 A中实施例1的方法制成。