使用半導體納米晶體的太陽能電池模塊的製作方法

2023-10-17 22:54:49 1

專利名稱：使用半導體納米晶體的太陽能電池模塊的製作方法
技術領域：
本發明的實施方式涉及使用具有向下轉換特性的材料製備的太陽能電池和太陽能電池模塊，並且更具體地說，涉及太陽能電池以及太陽能電池模塊，其能夠增加入射到太陽能電池上的光子的數量或者入射光的吸收率，從而增大產生的電流量並因此提高其光電轉換效率。
背景技術：
最近，由於例如石油價格的高度上揚、環境問題、礦物能源的耗盡、核能產生過程中產生的廢料處理、以及新能源工廠建設項目的阻力等問題，對新的可再生能源的興趣開始升溫。在新的可再生能源中，對作為無汙染能源的太陽能電池的研究和開發正在積極進行。太陽能電池是利用光伏效應將光能轉換為電能的裝置。太陽能電池具有很多的優點，例如沒有汙染，具有無限的能源，並且具有半永久的壽命，並且有望作為最終解決人類的能源問題以及無數的環境問題的能源。根據構成太陽能電池的材料，太陽能電池可分為矽太陽能電池、薄膜太陽能電池、 染料敏化太陽能電池、有機化合物太陽能電池等等。在這些多種類型的太陽能電池中，因為晶體矽太陽能電池構成了全球太陽能電池生產中的大部分，並且具有比其它太陽能電池高的效率，所以在持續開發用於降低晶體矽太陽能電池的單位生產成本的技術，並且晶體矽太陽能電池被認為是最普及的太陽能電池。通常，當商業化時，將太陽能電池製備成具有模塊結構，其中將執行光電轉換功能的太陽能電池與保護部件、填充物、以及加固部件封裝。因此，為了優化太陽能電池的光電效率，需要對太陽能電池模塊結構的研究和開發以獲得高的效率。本發明的實施方式提出了一種改進太陽能電池和太陽能電池模塊以提高太陽能電池和太陽能電池模塊的光電轉換效率的技術。

發明內容
本發明的目的是提供一種太陽能電池及其太陽能電池模塊，該太陽能電池模塊適用於各種太陽能電池，同時利用使用太陽能電池的太陽能電池模塊的製備工藝，以增加光電轉換效率。本發明的另一個目的是提供一種使用能量下轉換材料製備的太陽能電池及其太陽能電池模塊，所述能量下轉換材料對入射到太陽能電池上的光進行轉換，以增加光的吸收率，或者光的光子數，從而增加太陽能電池的光電轉換效率。本發明的目的並不限於上述的目的，對本領域的技術人員來說，上面沒有提及的其它目的也可以從下面的內容中變得清楚。為了實現上述目的，根據本發明的示例實施方式，提供了一種太陽能電池模塊，該太陽能電池模塊包括太陽能電池，並且包括插入層，該插入層包含半導體納米晶體，所述半導體納米晶體具有用於將入射光轉換為能量低於所述入射光的能量的發射光的向下轉換特性，從而增加入射光的光子的數量或者入射光的吸收率的量，因此增加太陽能電池的光電轉換效率。更具體地說，所述太陽能電池模塊可以包括多個太陽能電池，各個太陽能電池包括至少一個光電轉換層；設置在所述多個太陽能電池的上表面上的至少一個透明部件；以及用於密封所述多個太陽能電池的填充層，其中，從所述至少一個透明部件和所述填充層中選擇的至少一層包含半導體納米晶體。所述太陽能電池模塊可以進一步包括設置在所述多個太陽能電池的下表面上的背板。為了實現上述目的，根據本發明的另一個示例實施方式，提供了一種太陽能電池模塊，該太陽能電池模塊包括多個太陽能電池，各個太陽能電池包括至少一個半導體層、 以及設置在所述太陽能電池的光入射到的表面上的至少一個層，例如至少一個防反射膜； 設置在這些太陽能電池的上表面上的至少一個透明部件；以及用於密封這些太陽能電池的填充層。在這個示例中，從所述至少一個透明部件、所述至少一個透明部件和所述填充層中選擇的至少一層包含按比入射光的能量低的能量發光的半導體納米晶體。也就是說，從所述防反射膜的多層中選擇的任何一層、從多個透明部件中選擇的任何一個透明部件、或者所述填充層中可以包含散布的半導體納米晶體。替代從上述層中的至少一層中的一層，從上述層中選擇的多層都可以包含半導體納米晶體。多個防反射膜中最上層防反射膜可以包含半導體納米晶體。也就是說，多個防反射膜可以形成在太陽能電池的正面上。在這種情況下，所述多個防反射膜中的任何一個都可以包含半導體納米晶體，並且優選但不是必須的，靠近所述太陽能電池模塊的光入射表面的最上層防反射膜包含半導體納米晶體。所述至少一個透明部件可以包括透明樹脂膜。所述至少一個透明部件可以包括剛性透明基板和透明樹脂膜，所述透明樹脂膜可以包含半導體納米晶體。所述剛性透明基板可以是玻璃基板或者透明的聚合塑料基板。如果所述至少一個透明部件包括所述剛性透明基板和所述透明樹脂膜，則所述透明樹脂膜可以形成在所述剛性透明基板的正面和背面中的至少一個上。為了實現上述目的，根據本發明的另一個示例實施方式，提供了一種太陽能電池， 該太陽能電池包括至少一個光電轉換層、和設置在所述至少一個光電轉換層上的光入射表面上的至少一個層，例如至少一個防反射膜，其中，所述至少一個防反射膜包含半導體納米晶體。所述至少一個防反射膜可以包括兩層或者更多層，所述兩層或者更多層的最上層可以包含半導體納米晶體。所述至少一個光電轉換層可以包括第一導電類型的半導體基板、以及設置在所述第一導電類型的半導體基板上的摻雜有第二導電類型的雜質的射極層，並且，所述太陽能電池可以進一步包括連接到所述射極層的第一電極、和連接到所述第一導電類型的半導體基板的第二電極。所述至少一個防反射膜可以包括第一防反射膜，其包括至少一個層並且形成在所述射極層的上表面，使得所述第一電極通過所述第一防反射膜而連接到所述射極層；以及第二防反射膜，其形成在所述第一防反射膜的正面，並且包含半導體納米晶體。為了實現上述目的，根據本發明的另一個示例實施方式，提供了一種太陽能電池模塊，該太陽能電池模塊包括太陽能電池層，其中，多個具有至少一個半導體層的太陽能電池串聯連接；設置在所述太陽能電池層的下表面的背板；設置在所述太陽能電池層的上表面的透明部件；以及用於密封所述太陽能電池層中的所述多個太陽能電池的填充層，其中，從所述填充層和所述透明部件中選擇的至少一層包含半導體納米晶體，該半導體納米晶體將入射光轉換為能量比所述入射光的能量低的光，然後發射轉換得到的具有較低能量的光。


結合附圖，根據以下詳細說明，可以更清楚地理解本發明的上述以及其它的目的、 特徵以及其它的優點，在附圖中圖1到5是示出了根據本發明實施方式的使用半導體納米晶體的太陽能電池的結構的縱向截面圖；以及圖6到9是示出了根據本發明實施方式的使用多個太陽能電池的太陽能電池模塊的結構的縱向截面圖。
具體實施例方式參照在下文中結合

的實施方式，本發明的實施方式的優點和特徵以及實現它們的方式將變得顯而易見。圖1到5是示出了根據本發明實施方式的使用半導體納米晶體的太陽能電池的結構的縱向截面圖。首先，如圖1所示的根據本發明的一個實施方式的太陽能電池的結構如下所述。 即，圖1的太陽能電池包括設置在矽半導體基板100的正面(或者光入射表面)上的、摻雜有與矽半導體基板100的半導體雜質不同類型的半導體雜質的射極層102 ；形成在射極層102的正面上的防反射膜106 ；通過選擇性構圖而形成在射極層102上的前電極104 ；以及形成在矽半導體基板100的背面(或者與光入射表面相反的表面)上的背面電極108。 這樣的太陽能電池是光電轉換部件，其吸收光，例如陽光，並將光轉換為電能。根據該實施方式，矽半導體基板100可以是ρ型的矽半導體基板，射極層102可以是n型的半導體層。雖然圖1示出了特定的太陽能電池的結構，但是這裡可以使用的太陽能電池並不限於上述結構，可以使用各種的結構和類型來製備，例如晶體型或者薄膜型。將在下文中結合圖2到5進行說明的太陽能電池的結構使用上述的太陽能電池， 並且如果有必要，則省略對它的詳細描述。圖1的太陽能電池還包括形成在太陽能電池的上表面(或者正面)上的填充層 110。用於按比入射光的能量低的能量發光的半導體納米晶體115散布在填充層110中。按照相對於填充層110的重量的重量而言，散布在填充層110中的半導體納米晶體115的量可以大約為到10%。
圖1中的其中散布有半導體納米晶體115的填充層110可以由作為太陽能電池的填充材料的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)製備的。通過將其中半導體納米晶體115與EVA 材料混合併散布在其中的溶液塗覆到太陽能電池，將填充層110層疊在太陽能電池上。這裡，填充層110的層疊溫度可以大約為300°C至400°C。在根據本發明的另一個實施方式的太陽能電池中，如圖2所示，包含半導體納米晶體215的單獨的膜形成在太陽能電池的填充層210上。即，根據該實施方式的太陽能電池具有這樣的結構其中散布有半導體納米晶體215的單獨的透明樹脂層220形成在填充層210上。根據該實施方式的太陽能電池包括矽基板200，形成在矽基板上的射極層202，形成在射極層202的正面上的防反射膜206和正面電極204，以及背面電極208。而且，由EVA 製備的填充層210、以及其中在透明樹脂膜材料中散布有半導體納米晶體215的透明樹脂膜220分別形成在太陽能電池上。當將對應的散布溶液塗覆到太陽能電池時，在低於EVA的熔點的溫度下處理散布溶液，以阻止或者減輕由EVA製成並且形成在透明樹脂膜220的下面(這是不同於圖1的實施方式的布置)的填充層210熔化。因此，優選但不是必須的，在大約150°C的溫度下處理散布溶液。圖3示出了根據本發明的另一個實施方式的太陽能電池模塊的結構。參考圖3，根據該實施方式的太陽能電池包括矽基板300，形成在矽基板300上的射極層302，形成在射極層302的正面上的防反射膜306和正面電極304，背面電極308，以及形成在太陽能電池上的另一個防反射膜320。S卩，可以將至少一個防反射膜添加到太陽能電池模塊的入射光(如陽光)照射在其上的正面。所述至少一個防反射膜中的至少一個可以包含半導體納米晶體。優選但不是必須的，當存在多個防反射膜(例如防反射膜306和另一個防反射膜320)時，最上面的防反射膜320可以包含半導體納米晶體315。因為這種結構使得防反射膜320可以用於防止或者減少短波長的光的散射、並且防止或者減少入射光的反射，從而有助於光的吸收，所以優選但不必須的，最上面的防反射膜320包含半導體納米晶體315。半導體納米晶體315在防反射膜320中的散布是通過低溫溶解處理來實現的，以穩定材料的特性，並且優選但不必須的，這種處理在大約300°C至400°C的溫度下進行。優選但不是必須的，多個防反射膜306和320以這樣的方式形成隨著防反射膜 306和320與入射光入射到其上的表面之間的距離越來越遠，防反射膜306和320的折射率也由此增加。優選但不是必須的，包含半導體納米晶體315的最上面的防反射膜320的折射率為大約1.5至2.0。為了形成包括包含半導體納米晶體315的防反射膜320的太陽能電池，在包含半導體納米晶體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)製成的填充層310。圖4和5示出了根據本發明的其它實施方式的使用半導體納米晶體的太陽能電池的結構。參考圖4和5，多個透明部件形成在太陽能電池上。圖4和5的太陽能電池分別包括矽基板400和500，形成在矽基板400和500上的射極層402和502，形成在射極層402和502的正面上的防反射膜406和506以及正面電極404和504，以及背面電極408和508。透明部件形成在各個太陽能電池上。在圖4的示例中，剛性透明基板420 (即玻璃基板)以及柔性透明樹脂膜430形成在填充層410上，填充層410形成在太陽能電池上。透明樹脂膜430包含具有向下轉換功能的半導體納米晶體415。包含半導體納米晶體415的透明樹脂膜430可以形成為多層，具有向下轉換功能的半導體納米晶體415可以散布在透明樹脂膜430的多層中的最上層內。包含半導體納米晶體415的透明樹脂膜430可以選擇性地形成在剛性透明基板 420的一個表面上，即剛性透明基板420的光入射到其上的正面，或者剛性透明基板420的背面。進一步來說，因為半導體納米晶體415難以散布在剛性透明基板420中，所以將其中散布有半導體納米晶體415的溶液塗覆於柔性透明樹脂膜430。在圖5的示例中，填充層510形成在太陽能電池上，用作透明部件的剛性透明基板 530形成在填充層510上，透明樹脂膜540和520分別形成在剛性透明基板530的上表面 (或者正面)和下表面(或者背面)上。雖然該實施方式示出了透明樹脂膜540和520都包含半導體納米晶體515，但是可以是形成在剛性透明基板530的上表面上的透明樹脂膜540和形成在剛性透明基板530的下表面上的透明樹脂膜520中的任何一個包含半導體納米晶體515。圖6到8是示出了根據本發明實施方式的使用多個太陽能電池的太陽能電池模塊的結構的縱向截面圖。首先，在本發明的實施方式中，多個太陽能電池串聯連接，形成填充層來密封所述多個太陽能電池。填充層可以形成在包括多個太陽能電池的太陽能電池層的上表面(或者正面)和下表面(或者背面)上，並且透明部件可以形成在上填充層的上表面(正面)或者下表面(背面)上。在下填充層的下表面上可以設置背板，在上填充層的上表面上可以設置透明樹脂膜或者玻璃基板，或者既設置透明樹脂膜又設置玻璃基板。在本發明的實施方式中，從上述透明樹脂膜、填充層和玻璃基板中選擇的至少一層可以包含半導體納米晶體，該半導體納米晶體發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陽能電池的光電轉換效率。圖6是根據本發明的一個實施方式的太陽能電池模塊的結構，其中，按與圖1的實施方式相似的方式，填充層610包含半導體納米晶體615。當形成太陽能電池模塊時，填充層610分別形成或者設置在可以串聯連接的多個太陽能電池640的正面和背面，並且通過加熱和加壓將其與透明部件(例如背板630和玻璃基板)層疊在一起。通過這樣的層疊，上填充層610和下填充層610熔化並固化在一起， 從而完全密封多個太陽能電池640。在該示例中，優選但不是必須的，只有上填充層610包含半導體納米晶體615。在該示例中，根據需要或者需求，透明樹脂膜或者玻璃基板可以形成或者設置在上填充層610的上表面。圖7是根據本發明的另外一個實施方式的太陽能電池模塊的結構，其中，按與圖2 的實施方式中相同的方式，包含半導體納米晶體715的單獨的透明樹脂膜720形成或者設置在上填充層710的上表面。雖然包含半導體納米晶體715的透明樹脂膜720可以按與圖2中的實施方式相同的方式形成或者設置在上填充層710的正面或者背面，但是該實施方式示出了透明樹脂膜720形成在上填充層710的正面。在圖7的結構中，根據需要或者需求，可以對多個太陽能電池740的太陽能電池層的上表面增加玻璃基板。多個太陽能電池 740可以串聯連接。圖8是根據本發明的另外一個實施方式的太陽能電池模塊的結構，其中，按與圖4 或5的實施方式相同的方式，包含半導體納米晶體815的透明樹脂層820形成或者設置在玻璃基板850上。雖然包含半導體納米晶體815的透明樹脂膜820可以按與圖4或5的實施方式相同的方式形成或者設置在玻璃基板850的正面或者背面，該實施方式示出了透明樹脂膜820形成在玻璃基板850的正面。多個太陽能電池840可以串聯連接。圖9是根據本發明的另外一個實施方式的太陽能電池模塊的結構，其中，按與圖2 中的實施方式相同的方式，包含半導體納米晶體915的防反射膜960形成或者設置在多個太陽能電池940的太陽能電池層的正面。包含半導體納米晶體915的防反射膜960可以形成為單層或者多層。在圖9的結構中，根據需要或者需求，可以對太陽能電池層的正面(上表面)增加玻璃基板。參考圖6到9，背板630、730、830和930是選擇性的部件，因此在本發明中可以根據需要或者需求將其排除，即，在太陽能電池模塊中，玻璃基板可以形成在多個太陽能電池的太陽能電池層的上表面和下表面上，而沒有背板。根據本發明實施方式的太陽能電池和其模塊是使用能量向下轉換材料製造的，這種材料對入射到太陽能電池或者太陽能電池模塊上的光進行轉換，以增加光的吸收率的量或者光子的數量，從而增加整個太陽能電池或者太陽能電池模塊的光電轉換效率。在本發明的實施方式中，可以散布在層中的半導體納米晶體的直徑和/或大小沒有特別的限定。而且，可以散布在層中的半導體納米晶體的直徑和/或大小可以相同或者不同。優選但不是必須的，半導體納米晶體的直徑和/或大小可以是納米大小的。半導體納米晶體的直徑可以在大約Inm到IOOnm的範圍內。因此，半導體納米晶體可以是粒子、部分、塊、或者碎片。半導體納米晶體可以是轉換光的波長的材料的納米晶體。即，半導體納米晶體可以是向下轉換材料的納米晶體，所述向下轉換材料將入射光轉換為具有比入射光的能級低的能級的光，然後發出轉換得到的光。優選但不是必須的，半導體納米晶體可以將具有高能量的短波長的光(即，波長為大約300nm到500nm的光)轉換為具有較低能量的長波長的發射光(即，波長為大約 600nm到IlOOnm的發射光)。另外或者另選地，半導體納米晶體可以將入射光的高能量的短波長成分(即，波長為大約300nm到500nm的成分)轉換為具有較低能量的長波長成分 (艮口，波長為大約600nm到IlOOnm的成分)。例如，根據本發明示例實施方式的半導體納米晶體將紫外線或者藍光(波長大約為350nm到500nm)轉換為紅光(波長大約為600nm到630nm)，並發出紅光。因此，當光線(例如日光)入射到太陽能電池或者太陽能電池模塊上時，光的能量首先被轉換成較低的能量，即，通過指定的層中包含或者散布的半導體納米晶體，將光的短波長轉換成長波長，然後將具有較低能量的光提供給太陽能電池。因此，與傳統的太陽能電池或者太陽能電池模塊相比，根據本發明的太陽能電池或者太陽能電池模塊在500nm到1200nm的波長下光透射率增加90%或者更多，最終增加光電轉換效率。因為根據本發明實施方式的太陽能電池或者太陽能電池模塊的特徵在於，由半導體納米晶體發出的光的光子的數量大於入射到半導體納米晶體上的入射光的光子的數量， 所以太陽能電池或者太陽能電池模塊增加了光的吸收，並增加了太陽能電池或者太陽能電池模塊產生的電流量，從而提高了光電轉換效率。可以按照恰當或者預定的速率，將半導體納米晶體散布在要包含半導體納米晶體的層中。優選但不是必須的，相對於其中要包含半導體納米晶體的層的重量，半導體納米晶體的量按重量可以是大約到10%。當層中的半導體納米晶體的量增加時，可能遮擋入射到太陽能電池或者其模塊上的光。因此，可以測量該層中包含的半導體納米晶體的量，從而在層中包含足夠量的半導體納米晶體，而不會過度地起到遮擋的作用。這樣測量到的在層中包含的半導體納米晶體的量可以是預定的，相對於其中要包含半導體納米晶體的層的重量，按重量是大約到 90%，並且，優選但不是必須的，相對於其中要包含半導體納米晶體的層的重量，按重量是大約到10%。半導體納米晶體可以是從包括IV族元素、IIA-VIB族化合物、IIIA-VB族化合物、 IIIB-VB族化合物或者其組合的組中選擇的至少一種晶體。具體地說，半導體納米晶體可以是 Si、Ge、MgS、ZnS、MgSe、Zr^e、AlP、GaP、AlAs、GaAs、CdS、CdSe、InP、InAs、GaSb、AlSb、 aiTe、CdTe和hSb的晶體，或者是包括這些元素或者化合物的混合晶體。優選但不必須的， 半導體納米晶體是 AlP、GaP、Si、ZnSe、AlAs、GaAs、CdS、InP, ZnTe,AlSb, CdTe 和 CdSe 的晶體，更為優選但不是必須的，是CdSe, GaAs, CdS、InP, ZnTe和CdTe的晶體，它們是自接帶隙半導體，因為它們具有高發光效率。半導體納米晶體可以散布在其中要包含半導體納米晶體的層中，由此用以製備太陽能電池或者其模塊。在本發明的實施方式中，半導體納米晶體不限於特定的形式，而是可以具有散布在層中的納米粒子的形式，優選但不是必須的，具有核-殼結構。在該示例中， 半導體納米晶體的核和殼可以由從上述材料(元素或者化合物)中選擇的相同材料或者不同材料製備。具有上述核-殼結構的半導體納米晶體可以如下地形成用由具有高帶隙的半導體材料(例如SiS (帶隙3. SeV))製成的殼，包覆包含Cdk (帶隙:1.74eV)的核粒子的表面。雖然該示例示出了半導體納米晶體的核和殼使用不同的材料製備，但是核與殼也可以使用相同的材料製備。具有這樣的核-殼結構的半導體納米晶體可以提高從核粒子產生的電子的遮蔽效應。具有核-殼結構的半導體納米晶體可以通過已知的薄膜澱積處理的散布方法來製造。例如，具有Cdk核-ZnS殼結構的半導體納米晶體可以如下製造將其中羥乙基鋅和三甲基甲矽烷硫化物與TOP混合的前體(precursor)溶液放入其中散布有CcKe核粒子 TOPO溶液，並且將其加熱到大約140°C的溫度。如果半導體納米晶體是由S或者％製備的，那麼納米晶體的結構很容易被活性成分破壞，例如在要包含半導體納米晶體的層中包含的其它未反應的單體，或者水汽。因此， 為了防止或者減少這樣的問題，可以實施使用金屬氧化物(例如矽石)或者有機化合物的表面改進。
而且，為了改善其中要包含半導體納米晶體的層的可散布性，可以例如使用長鏈的烷基、磷酸鹽或者樹脂，來改進或者塗覆半導體納米晶體的粒子的表面。而且，透明樹脂膜可以由可以保持半導體納米晶體的散布的已知材料來製備，可以是有機樹脂膜或者是氟化物樹脂膜。有機樹脂膜可以由透明樹脂(聚合物)製備，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、羥乙基纖維素、或者羧甲基纖維素、或者它們的組合。而且，可以由單體、低聚物，或者聚氯乙烯樹脂、三聚氰胺樹脂、酚醛樹脂、醇酸樹脂、環氧樹脂、聚氨基甲酸乙酯樹脂、聚酯樹脂、馬來樹脂或者聚醯胺樹脂的聚合物，或者它們的組合來製備有機樹脂膜。這些透明樹脂是可以熱固化的。而且，可以獨立使用這些樹脂中的一種，或者可以混合使用這些樹脂中的多種。可以通過旋轉塗布的方法，或者噴塗的方法，將半導體納米晶體散布到從至少個透明部件、至少一個防反射層以及填充層中選擇的至少一層內。然而，將半導體納米晶體散布到至少一個選擇層的方法並不限於上述方法，而是可以使用任何已知的納米粒子散布方法。更具體地說，半導體納米晶體的粒子或者製備的具有核-殼結構的半導體納米晶體可以與其中要包含半導體納米晶體的層的材料混合，可以向混合物加入合適的溶劑，通過超聲散布方法的研磨方法攪動混合物，從而製備散布溶液。隨後，將製備的散布溶液塗覆於太陽能電池結構，然後進行乾燥，從而形成其中包含半導體納米晶體的層。為了將散布溶液塗覆於太陽能電池基板，可以使用已知的溶液注入方法、噴塗方法，或者使用滾刀(roller cutter)、平刀(land cutter)或者旋塗機的方法。根據本發明的示例實施方式，可以通過構圖將其中包含半導體納米晶體的層形成在太陽能電池上。在這個示例中，可以通過光刻或者使用上述製備的散布溶液的各種印刷方法，來形成圖案。雖然為了例示的目的而公開了本發明的實施方式，但是本領域技術人員應該意識到，在不超出由所附權利要求書揭示的本發明的範圍和精神的情況下，各種改進、添加和替代都是可能的。而且，本領域技術人員還應當意識到，上述各個部件的材料可以容易地使用其它已知材料來替代。而且，本領域技術人員應當意識到，上述部件中的一些可以省略而不引起太陽能電池或者其模塊的退化，或者可以加入其它的部件，來改善太陽能電池或者其模塊的性能。而且，本領域技術人員應當意識到，根據處理環境和設備，可以改變上述方法的過程。因此，本發明的範圍和精神是通過所附權利要求書和其等價物來確定的，而不是僅僅通過上述的實施方式來確定。本申請要求2009年12月15日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請 No. 10-2009-0124747的優先權和利益，在此通過引用併入其全部內容。
權利要求
1.一種太陽能電池模塊，該太陽能電池模塊包括多個太陽能電池，各個太陽能電池包括至少一個光電轉換層； 設置在所述多個太陽能電池的上表面上的至少一個透明部件；以及用於密封所述多個太陽能電池的填充層，其中，從所述至少一個透明部件和所述填充層中選擇的至少一層包含半導體納米晶體。
2.如權利要求1所述的太陽能電池模塊，該太陽能電池模塊還包括設置在所述多個太陽能電池的下表面上的背板。
3.如權利要求1所述的太陽能電池模塊，其中，所述至少一個透明部件包括透明樹脂膜。
4.如權利要求1所述的太陽能電池模塊，其中，所述至少一個透明部件包括剛性透明基板和透明樹脂膜，並且，所述透明樹脂膜包含所述半導體納米晶體。
5.如權利要求4所述的太陽能電池模塊，其中，所述剛性透明基板是玻璃基板。
6.如權利要求4所述的太陽能電池模塊，其中，所述透明樹脂膜形成在所述剛性透明基板的正面和背面中的至少一個上。
7.如權利要求3所述的太陽能電池模塊，其中，所述透明樹脂膜是有機樹脂膜或者氟化物樹脂膜。
8.如權利要求1所述的太陽能電池模塊，其中，所述半導體納米晶體將波長為大約 300nm至500nm的入射光轉換成波長為大約600nm至IlOOnm的發射光。
9.如權利要求1所述的太陽能電池模塊，其中，所述半導體納米晶體的直徑在大約Inm 至IOOnm的範圍內。
10.如權利要求1所述的太陽能電池模塊，其中，所述半導體納米晶體發射的光的光子的數量大於入射到所述半導體納米晶體上的光的光子的數量。
11.如權利要求1所述的太陽能電池模塊，其中，所述半導體納米晶體具有核-殼結構， 並且所述半導體納米晶體的核和殼的材料相同或者不同。
12.如權利要求1所述的太陽能電池模塊，其中，相對於其中包含了所述半導體納米晶體的所述至少一層的重量，所述半導體納米晶體的量在重量上為大約至10%
13.如權利要求1所述的太陽能電池模塊，其中，所述半導體納米晶體是從包括IV族元素、IIA-VIB族化合物、11IA-VB族化合物、以及IIIB-VB族化合物的組中選擇的至少一種的晶體。
14.如權利要求1所述的太陽能電池模塊，其中，所述填充層由乙烯-醋酸乙烯共聚物製成。
15.如權利要求1所述的太陽能電池模塊，其中，所述多個太陽能電池是從包括薄膜矽太陽能電池、晶體矽太陽能電池、化合物太陽能電池、染料敏化太陽能電池、以及有機太陽能電池的組中選擇的一種。
16.一種太陽能電池，該太陽能電池包括 至少一個光電轉換層；以及設置在所述光電轉換層的光入射表面上的至少一層， 其中，所述至少一層包含半導體納米晶體。
17.如權利要求16所述的太陽能電池，其中，所述至少一層是包括兩層或者更多層的至少一個防反射膜，並且，所述兩層或者更多層中的最上層包含所述半導體納米晶體。
18.如權利要求16所述的太陽能電池，其中，所述至少一個光電轉換層包括第一導電類型的半導體基板；以及射極層，該射極層摻雜有第二導電類型的雜質，並且設置在所述第一導電類型的半導體基板上，並且，所述太陽能電池還包括連接到所述射極層的第一電極；以及連接到所述第一導電類型的半導體基板的第二電極。
19.如權利要求18所述的太陽能電池，其中，所述至少一層是至少一個防反射膜，並且所述至少一個防反射膜包括第一防反射膜，其包括至少一層，並且形成在所述射極層的上表面，使得所述第一電極通過所述第一防反射膜而連接到所述射極層；以及第二防反射膜，其形成在所述第一防反射膜的正面，並且包含所述半導體納米晶體。
20.如權利要求16所述的太陽能電池，其中，所述半導體納米晶體是從包括IV族元素、 IIA-VIB族化合物、IIIA-VB族化合物、IIIB-VB族化合物或其組合的組中選擇的至少一種的晶體。
全文摘要
本發明涉及使用半導體納米晶體的太陽能電池模塊。該太陽能電池模塊包括其中散布有納米晶體的層，所述納米晶體的材料具有對入射光能量的向下轉換功能，該太陽能電池模塊包括多個包括至少一個光電轉化層的太陽能電池；設置在所述多個太陽能電池的上表面上的至少一個透明部件；以及用於密封所述多個太陽能電池的填允層，其中，從所述至少一個透明部件和所述填充層中選擇的至少一層包含所述半導體納米晶體。
文檔編號H01L31/055GK102163636SQ20101062504
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月15日 優先權日2009年12月15日
發明者樸鉉定, 鄭智元 申請人:Lg電子株式會社