專利名稱：涂層式太陽能電池制作技術的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種涂層式太陽能電池制作技術，可于各種人們生活的戶外空間中的 各種固體物上普遍運用。
背景技術：
現有的太陽能電池制作技術主要有以下幾種1、硅太陽能電池；2、以無機鹽如砷 化鎵III-V化合物、硫化鎘、銅銦硒等多元化合物為材料的電池；3、功能高分子材料制備的 大陽能電池；4、納米晶太陽能電池等等，以上幾種太陽能電池制作技術所使用材質不同，但 都有一個共性，那就是幾個分層都必須有平整的固體物如硅片層、玻璃層、金屬板、或現在 新開發的柔性塑膠板，需要求較高的真空或高溫制作環境，材料及制作成本都相對高昂，比 水電、火電成本還是高出很多，所以并不能在全球內大量普及民用化，本發明正彌補了這一 缺陷，只要有這種太陽能涂料，普通百姓都可以輕松在家制作自己的太陽能電池。
發明內容
本發明涂層式太陽能電池制作技術主要是提供一種廉價制作太陽能電池的生產 方法，將制作太陽能所需的任一種關鍵固體材質均化為可供噴涂的液態或稠狀物質，使用 現有的或特制的噴涂設備將這些太陽能涂料分層噴涂于適當的可見日光的固體物表面，使 太陽能電池與各固體物融為一體，除了必要的布線和電氣轉換裝置外，不必另處架設支撐 物，極大地節約架設材料成本和人力成本，完全不必占用的額外場地，此對于寸土寸金的大 城市來講其意義非同凡響。
圖1涂層式太陽能電池剖面示意圖，實物可以是任意形狀，并非只限于平板。
具體實施例方式在圖1中，1和4都為導電涂層，所不同是1為打底全面噴涂，在第4層為讓太陽光 照射到半導體P/N層2和3用專用噴涂槍噴成致密的網格狀或條紋狀，現今導電涂料制作 技術已經很成熟，其主要的導電成份為金屬粒子，比如純銀導電漆、銀銅導電漆、鎳導電漆 等，也有在特種涂料中加導電碳黑。在圖1中，2和3為半導體P/N涂層，到目前為止，半導體涂料在國內外都已經有生 產制作，但僅在軍事科技和高端電子實驗室有所運用其半導體特性，在民用方面非常少見， 尤其是太陽能方面并未有運用，這里提出來目的正是要讓這項新技術普及化，惠及大眾，這 也是該項發明新穎性的地方，因為是新概念，所以有必要對此新運用事先作一個簡要的理 論依據說明(注以下部分理論資料轉摘自華人涂料網)半導體是一種介于絕緣體和導體之間的電導材料，眾所周知，電子學所說的的半 導體材料如硅、鍺、鎵、銦——都是，但一般來說，氧化鋅、氧化鋁、硫化鋅、溴化銀、氧化鈦和許多其它的無機化合物也都是半導體。半導體有一個很小的能帶隙(在傳導帶和價電 子帶之間有能量差)，以致于通過熱運動或光子碰撞使傳導帶部分充滿電子。依賴于能帶隙之間的能量差，半導體中的由電子能夠從價電子帶輕易地激發到傳 導帶在半導體中，我們一般談到的能帶隙材料大約在3電子伏特。傳導帶中的電子是“自由電子”。當傳導帶有自由電子的時候，價帶區會失去一個 電子價帶(失去一個電子)創造出一個空穴。因為一個電子攜帶一個負電荷，一個空穴就 必須帶正電荷。自由電子被當作是化學還原劑，推論得出，空穴一定是化學氧化劑。這些意味著半導體中一個光子的碰撞和材質溫升影響，至少需要相當于這個半導 體能帶隙的能量，從化學的觀點來看，此時是在發生氧化還原反應。半導體有一個能帶隙，能量在0和4ev之間，這個能量不同波長的可見光子的能量 相適應，下表給出了光的波長和半導體能帶之間的關系。波長顏色電子伏特
700nm紅1. 77
600nm黃2. 07
500nm' τπ.2. 48
400nm紫3. 10
我們現在來比較各種不同半導體能帶隙的內能，下表匯編了幾個例子
半導體材料能帶(電子伏特)
TiO23. 2
Ge0. 67
ZnO3.2
InP1.34
ZnS3.6
GaN3.37
Fe2O32. ！B
SiC3.1
SrTiO33.2
其它的半導體還包括A1203，AgBr，CdS, CaO, CuS......·
事實上，為了調配某種顏色或為了防靜電、防火、防潮、防老化等等品質
生產中都有意無意使用了的大量如上所述半導體材料，這些材料都具有一個能與光交互作 用的能帶寬度。雖然半導體涂料生產過程中可能生產過程中不可避免帶有其它不必要的雜 質，但只要總體表現上半導體的特性，P型和N型半導體涂料疊在一起，一定會有電勢差，受 到光子和溫升剌激，勢必有電流產生。為了能使現有的半導體涂料技術作用于太陽能領域，還需要對該種涂料中的半導 體的成份及比例重新作實驗調整，使其更具有光、熱敏電勢活性，這需要涂料界的專家和研 發者們一起努力，使其能起到如單晶硅太陽能電池中核心半導體P/N結的功用，雖光電轉 換率有可能與之相比會較低，但因成本低廉，一定可以在全世界方便普及，為節約地球日益 衰竭的資源和改善漸趨惡化的生存環境作出貢獻。圖1中5為透明防曬漆保護層，目前這種透明防曬漆在現實中已經有很好的生產應用，比如清水混凝土透明漆面漆、防曬PU漆、ZS 311透明隔保溫熱涂料等，這一保護層直 接噴涂于網格導電層4上，起防日光、防氧化、防腐蝕、防風化等作用，目的是為了保護下 面的太陽能電池，可依據施工對象的不同選擇適當的透明漆。以上對各噴涂層厚度并未作硬性規定，因為受使用對象固體不同、所使用半導體 涂料成份以及各地的光照強度等等各種現實因素的影響，都可以作經驗性調整，這也噴涂 的靈活性。圖1中6為轉換電氣盒，內置一般太陽能發電所需的逆變器、變壓器、蓄電池等電 氣裝置，由此輸出的即為直接可用的民用電。圖1中7為太陽能電流收集線路，按常規施工方式使其分別與噴涂完工的太陽能 電池的正負分開連接即可。圖1中8為用戶終端使用電器。
權利要求
涂層式太陽能電池制作技術，其特征在于材料成本低廉、制作方便，空間限制小。
2.根據權利利要求1涂層式太陽能電池制作技術，其特征低廉材料為現有技術均可以 制作，比如摻合型粉末涂料，它以絕緣聚合物為主要成膜物質，在其中摻入導電材料而形成 的涂料，它的導電性靠摻入的導電微粒來實現的，導電微粒提供自由電子載流子，摻入的導 電材料包括金屬粉末(金、銀、鎳、鋅、鋁等)、非金屬粉末(石墨、無定形碳黑等)和金屬氧 化物(氧化鋅、氧化錫、碳化硅等)，按適當比例用這些物質摻合到聚合物中，可使聚合物變 為導體或半導體。這些化學聚合物、金屬粉末及氧化物都是現有生產技術可以方便獲取和 制作的，其成本要遠遠低于傳統的太陽能技術所需的單晶硅片等材料。而且還省去大筆架 設傳統太陽能電池所需和各種支撐物。
3.根據權利利要求1涂層式太陽能電池制作技術，其特征制作方便在于用普通的或經 特殊改裝的噴涂設備即可施工，不需要繁復嚴密的生產流程、嚴格要求的真空和可控高溫 環境等高門檻，不需要架設支撐架。
4.根據權利利要求1涂層式太陽能電池制作技術，其特征空間限制小，只要是可受日 光所照的固體物上按此發明所提出的幾個操作流程，即可使其變為太陽能電池，并不需另 外占用空間去架設。
5.該涂層式太陽能電池制作技術對各噴涂層厚度并未作硬性規定，因為受使用對象固 體不同、所使用半導體涂料成份以及各地的光照強度等等各種現實因素的影響，都可以作 經驗性調整，這也是噴涂的靈活性。
6.該涂層式太陽能電池制作技術并非僅限于用噴涂設備完成工作，也可以將工作對 象固體物分層次直接浸于涂料溶液中；可用電鍍方式；也可將涂料分層次直接潑濺于對象 物上；也可用涂抹粉刷的方式將涂料敷于對象物上；也可用滾輪方式將涂料輾平于對象物
7.該涂層式太陽能電池制作技術，除了以上所述施工制作技術外，同時亦包含在各涂 層制作時可能會用到很多物理和化學的方法來更好地完成工作，比如用各種化學催化劑， 用明火燒炙，用熱風速干，用超聲波或電磁方式加工涂料等。
全文摘要
本發明公開了一種涂層式太陽能電池制作技術，將原制作太陽能板P/N半導體和表面導電的金屬網格或導電透明材質，分別用液狀或稠狀的材質替代，并配以一定比例的化學聚合物，變成一種可噴涂的半導體和導電材質，使用現今時代所普用或稍加改進的噴涂設備即可在戶外可見日光處任意固體表面分層噴涂，這樣幾乎可以使任何固體物都變成太陽能電池，比如屋頂的瓦、外墻的壁、甚至各種露天公共場所水泥地表面或瓷磚表面、各種汽車車身表面、各種電子產品的外殼等等。該種太陽能電池制作技術操作簡單，成本低廉，是一種真正可在全球范圍內普遍使用的能源技術。
文檔編號H01L31/18GK101894886SQ20101020695
公開日2010年11月24日 申請日期2010年6月17日 優先權日2010年6月17日
發明者曾亞東 申請人:曾亞東