[发明专利]提高太阳电池电流密度和电池效率的方法及电池结构

摘要

本发明提出一种提高太阳电池电流密度和电池效率的方法及电池结构，所述的方法是通过在电池表面上设有一层由纳米微碳结构、金属微纳米颗粒或透明导电薄膜的至少一种或多种组成的组合结构，增强电池的光利用效率；所述组合结构直接制备在电池上表面，或者将其制备到一个独立的结构上，然后将该结构放置在电池上方。本发明方法制备的透明导电薄膜，提高了太阳光的利用率，增强了太阳电池的电流密度和电池效率约为2%。同时该发明方法工艺简单，便于操作，成本低廉，效果显著。本发明方法制备的纳米微碳结构、金属纳米颗粒和透明导电薄膜组合结构的薄膜的透光率好，在替代传统导电玻璃方面具备较好的应用前景。

主权项

一种提高太阳电池电流密度和电池效率的方法，其特征在于，通过在电池表面上设有一层由纳米微碳结构、金属微纳米颗粒和透明导电薄膜组成的结构，增强电池的光利用效率；所述结构直接制备在电池上表面，或者将其制备到一个独立的结构上，然后将该结构放置在电池上方；所述纳米微碳结构是指：尺寸在1nm～100nm之间，单层或多层的片状碳结构、单壁或多壁的碳结构、由数量不等的碳原子组成的球形、管状、线状、花状、层状、齿状或须状的碳结构；所述金属微纳米颗粒是指：尺寸在10nm～500nm之间，元素周期表中的主族元素:IA、IIA、IIIA、IVA、副族金属元素的一种或多种的组合；所述的透明导电薄膜是指：透光率大于70％，电阻率在10^‑5Ω·cm数量级的薄膜；所述纳米微碳结构、金属微纳米颗粒和透明导电薄膜的组合结构的制备具体为：在金属盐和络合剂溶液中加入含有纳米微碳结构和金属微纳米颗粒的“悬浊液”，然后进行油浴反应，其中反应温度为10～250℃，由10℃以0.01～50℃/min的速率升温至250℃，反应时间为：30min～120hrs；所述的溶液的pH值为4.5～8.5；油浴反应之后在衬底上得到一层薄膜；所述金属盐为无机盐或有机盐中的一种或多种混合物；所述的金属盐原料溶液为水溶液，浓度为0.00001～10M；所述的络合剂溶液为水溶液，为用乌洛托品、蔗糖、乳糖、葡萄糖、EDTA、DMF、PVP、乙二醇、聚乙二醇、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、尿素的一种或几种的组合代替该络合剂，浓度为0.00001～10M；所述含有纳米微碳结构的“悬浊液”为水溶液，浓度为0.001～10mg/mL；所述的衬底选自表面处理的浮法玻璃、ITO、FTO、电池中的一种；所述的金属盐是以下任意一种或几种的组合：硝酸盐、亚硝酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐、酸式盐、碱式盐、磷酸盐、亚磷酸盐、磷酸一氢盐、磷酸二氢盐、磷酸氢二盐、硫化物、氯化物、溴化物、氟化物、碘化物、甲酸盐、乙酸盐、柠檬酸盐，水杨酸盐、磺酸盐；所述的纳米微碳结构为以下任意一种或几种的组合：膨胀型石墨，鳞片型石墨，氧化石墨烯，部分氧化的石墨烯，还原石墨烯，部分还原的石墨烯，带有官能团的石墨烯，表面带有负电荷的石墨烯，表面带有正电荷的石墨烯，单壁、双壁、多壁碳纳米管，C₆₀、C₇₀、C₈₄、C₂₄₀、C₅₄₀富勒烯。