高效非微疊層太陽能電池的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種高效非微疊層太陽能電池，具有背電極、底電池、頂電池、透明導電層和基板；所述背電極、底電池、頂電池、透明導電層依次層疊；所述底電池為微晶硅電池，底電池具有依次層疊的底電池n層、底電池吸收層和底電池p層；所述頂電池為非晶硅電池，頂電池具有依次層疊的頂電池n層、頂電池吸收層和頂電池p層。本發明提供了一種新的太陽能電池制造方法，可以通過增加光的吸收來提高電池的轉化效率，降低微晶層厚度以縮短微晶硅層的沉積時間；同時較薄的微晶硅層還有利于獲得縱向具有相近晶化率和晶粒尺寸的薄膜，從而進一步提高效率。
【專利說明】高效非微疊層太陽能電池
【技術領域】
[0001]本發明涉及太陽能電池【技術領域】，特別涉及一種高效非微疊層太陽能電池。
【背景技術】
[0002]目前，疊層電池成為硅基薄膜太陽能電池發展的必然趨勢，其中非微疊層電池是其中最有潛力的薄膜電池之一。然而此結構的太陽能電池與晶硅太陽能電池的轉化效率仍有差距，還需進一步提高；此外，在非微疊層電池中，微晶硅薄膜的厚度一般在1.5-2 u m,而沉積速率只有0.2nm左右，耗時很長；且微晶硅薄膜隨著沉積厚度的增加晶化率増加、晶粒尺寸増大，從而引入較多的缺陷，不利于電池效率的提高。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是克服現有技術存在的缺陷，提供一種可以通過增加光的吸收來提高電池的轉化效率，降低微晶層厚度以縮短微晶硅層的沉積時間的高效非微疊層太陽能電池。
[0004]實現本發明目的的技術方案是:一種高效非微疊層太陽能電池，具有背電極、底電池、頂電池、透明導電層和基板；所述背電極、底電池、頂電池、透明導電層依次層疊；所述底電池為微晶硅電池，底電池具有依次層疊的底電池n層、底電池吸收層和底電池p層；所述頂電池為非晶硅電池，頂電池具有依次層疊的頂電池n層、頂電池吸收層和頂電池p層。
[0005]上述技術方案所述基板為透明基板或不透明基板。
[0006]上述技術方案所述透明基板為向光面，透明基板上具有依次沉積的透明導電層、頂電池P層和頂電池吸收層；所述頂電池吸收層上具有刻蝕形成的圓柱形孔洞；所述頂電池n層、底電池p層、底電池吸收層、底電池n層和背電極依次沉積在頂電池吸收層上。
[0007]上述技術方案所述不透明基板為背光面，不透明基板上具有依次沉積的背電極、底電池n層和底電池吸收層；所述底電池吸收層上具有刻蝕形成的柱狀突起；所述底電池P層、頂電池n層、頂電池吸收層、頂電池p層和透明導電層依次沉積在底電池吸收層上。
[0008]上述技術方案所述頂電池n層由磷摻雜的納米晶Si0x:H或SiNx:H組成。
[0009]上述技術方案所述透明導電層可以是FTO或ITO或BZO或AZO或石墨烯。
[0010]上述技術方案所述不透明基板可以為不銹鋼襯底。
[0011 ] 上述技術方案所述透明基板可以為普通玻璃或鋼化玻璃或超白玻璃或柔性透明基板。
[0012]本發明具有積極的效果:
[0013](I)本發明提供了一種新的太陽能電池制造方法，可以通過増加光的吸收來提高電池的轉化效率，降低微晶層厚度以縮短微晶硅層的沉積時間；同時較薄的微晶硅層還有利于獲得縱向具有相近晶化率和晶粒尺寸的薄I吳，從而進一步提聞效率。
[0014](2)本發明可有效增加頂電池即非晶硅電池(a-Si)對藍光波段的吸收，從而提高頂電池的短路電流密度，進而提高電池的轉化效率.[0015](3)本發明可有效增加底電池即微晶硅電池c-Si)對紅光波段的吸收，從而提高底電池的短路電流密度，進而提高電池的轉化效率。。
[0016](4)本發明因吸收能力的增強，可有效降低U C-Si薄膜的厚度，從而縮短制程時間。
[0017](5)本發明較薄的U C-Si薄膜更易于縱向晶化率和晶粒尺寸均勻性的控制，從而降低薄膜中的缺陷，有利于轉化效率的提高。
[0018](6)本發明的頂電池n層由磷摻雜的納米晶SiOx = H或SiNx = H組成；該材料即可作為n層形成頂電池的p-1-n結，又可以作為反射層增加頂電池的光吸收。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]為了使本發明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本發明作進ー步詳細的說明，其中
[0020]圖1為本發明用于透明基板時電池結構的示意圖；
[0021]圖2為本發明用于透明基板時電池結構的頂電池的吸收層的俯視圖；
[0022]圖3為本發明用于透明基板時電池結構的頂電池的吸收層的主視圖；
[0023]圖4為本發明用于不透明基板時電池結構的示意圖；
[0024]圖5為本發明用于不透明基板時電池結構的頂電池的吸收層的俯視圖；
[0025]圖6為本發明用于不透明基板時電池結構的頂電池的吸收層的主視圖；
[0026]圖中1.背電極，2.底電池，21.底電池n層，22.底電池吸收層，23.底電池p層，
24.突起，3.頂電池，31.頂電池n層，32.頂電池吸收層，33.頂電池p層，34.孔洞，4.透明導電層，5.不透明基板，6.透明基板。
【具體實施方式】
[0027](實施例1)
[0028]見圖1至圖3，本發明具有背電極1、底電池2、頂電池3、透明導電層4和透明基板6 ;背電極1、底電池2、頂電池3、透明導電層4依次層疊；透明導電層4可以是FTO或ITO或BZO或AZO或石墨烯，底電池2為微晶硅電池，底電池2具有依次層疊的底電池n層21、底電池吸收層22和底電池p層23 ;頂電池3為非晶硅電池，頂電池3具有依次層疊的頂電池n層31、頂電池吸收層32和頂電池p層33，頂電池n層31由磷摻雜的納米晶Si0x:H或SiNx:H 組成。
[0029]透明基板6為向光面，透明基板6上具有依次沉積的透明導電層4、頂電池p層33和頂電池吸收層32 ;頂電池吸收層32上具有刻蝕形成的圓柱形孔洞34 ;頂電池n層31、底電池P層23、底電池吸收層22、底電池n層21和背電極I依次沉積在頂電池吸收層32上。
[0030]本發明的制作方法:基板為透明基板6，膜層沉積由透明導電層4開始，在透明基板6上依次沉積透明導電層4、頂電池p層33和頂電池吸收層32 ;然后，在頂電池吸收層32上刻蝕形成若干圓柱形孔洞34 ;最后，再在頂電池吸收層32上依次沉積頂電池n層31、底電池P層23、底電池吸收層22、底電池n層21和背電極I，形成基板為透明基板6的高效非微疊層太陽能電池。
[0031](實施例2)[0032]見圖4至圖6，本發明具有背電極1、底電池2、頂電池3、透明導電層4和不透明基板5 ;背電極1、底電池2、頂電池3、透明導電層4依次層疊；透明導電層4可以是FTO或ITO或BZO或AZO或石墨烯，底電池2為微晶硅電池，底電池2具有依次層疊的底電池n層21、底電池吸收層22和底電池p層23 ;頂電池3為非晶硅電池，頂電池3具有依次層疊的頂電池n層31、頂電池吸收層32和頂電池p層33，頂電池n層31由磷摻雜的納米晶Si0x:H或SiNx:H 組成。
[0033]不透明基板5為背光面，不透明基板5上具有依次沉積的背電極1、底電池n層21和底電池吸收層22 ;所述底電池吸收層22上具有刻蝕形成的柱狀突起24 ;所述底電池p層
23、頂電池n層31、頂電池吸收層32、頂電池p層33和透明導電層4依次沉積在底電池吸收層22上。
[0034]不透明基板5可以為不銹鋼襯底。
[0035]本發明的制作方法:基板為不透明基板5，膜層沉積由背電極I開始，在不銹鋼襯底上依次沉積背電極1、底電池n層21和底電池吸收層22 ;然后，在底電池吸收層22上刻蝕形成柱狀突起24 ;最后，再在底電池吸收層22上依次沉積底電池p層23、頂電池n層31、頂電池吸收層32、頂電池p層33和透明導電層4。
[0036]以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進ー步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種高效非微疊層太陽能電池，其特征在于:具有背電極(I)、底電池(2)、頂電池(3)、透明導電層(4)和基板；所述背電極(I)、底電池(2)、頂電池(3)、透明導電層(4)依次層疊；所述底電池(2)為微晶硅電池，底電池(2)具有依次層疊的底電池n層(21)、底電池吸收層(22)和底電池p層(23);所述頂電池(3)為非晶硅電池，頂電池(3)具有依次層疊的頂電池n層(31)、頂電池吸收層(32 )和頂電池p層(33 )。
2.根據權利要求1所述的高效非微疊層太陽能電池，其特征在于:所述基板為透明基板(6)或不透明基板(5)。
3.根據權利要求2所述的高效非微疊層太陽能電池，其特征在于:所述透明基板(6)為向光面，透明基板(6)上具有依次沉積的透明導電層(4)、頂電池p層(33)和頂電池吸收層(32);所述頂電池吸收層(32)上具有刻蝕形成的圓柱形孔洞(34);所述頂電池n層(31)、底電池P層(23 )、底電池吸收層(22 )、底電池n層(21)和背電極(I)依次沉積在頂電池吸收層(32)上。
4.根據權利要求2所述的高效非微疊層太陽能電池，其特征在于:所述不透明基板(5)為背光面，不透明基板(5)上具有依次沉積的背電極(I)、底電池n層(21)和底電池吸收層(22);所述底電池吸收層(22)上具有刻蝕形成的柱狀突起(24);所述底電池p層(23)、頂電池n層(31)、頂電池吸收層(32)、頂電池p層(33)和透明導電層(4)依次沉積在底電池吸收層(22)上。
5.根據權利要求3或4所述的高效非微疊層太陽能電池，其特征在于:所述頂電池n層(31)由磷摻雜的納米晶SiOx = H或SiNx = H組成。
6.根據權利要求5所述的高效非微疊層太陽能電池，其特征在于:所述透明導電層(4)可以是FTO或ITO或BZO或AZO或石墨烯。
7.根據權利要求4所述的高效非微疊層太陽能電池，其特征在于:所述不透明基板(5)可以為不銹鋼襯底。
8.根據權利要求3所述的高效非微疊層太陽能電池，其特征在于:所述透明基板(6)可以為普通玻璃或鋼化玻璃或超白玻璃或柔性透明基板。
【文檔編號】H01L31/0687GK103579402SQ201210278078
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月7日 優先權日:2012年8月7日
【發明者】王華磊, 邱駿, 胡居濤 申請人:江蘇武進漢能光伏有限公司