低成本高效石墨烯硅太陽電池的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及太陽能電池領域，特別是涉及一種低成本高效石墨烯硅太陽電池。
【背景技術】
[0002]目前商業化單晶硅太陽電池在19%、多晶硅太陽電池在17.6%左右。由于傳統晶體硅太陽電池發射區和發射區電極均位于電池正面，柵線阻擋了部分陽光(約為8%)，電池的轉換效率相應會損失。目前提出的減少正面遮光面積提高效率的技術如美國sunpower等公司的全背接觸晶硅太陽能電池技術(IBC電池)、荷蘭能源研宄院(ECN)的金屬穿孔背接觸技術(MWT)分別可使電池轉換效率突破24%和18%，但是前者是N型單晶硅電池技術，成本昂貴，后者雖為P型多晶硅電池技術，但依舊還有約5%的遮光，同時該兩種技術均工藝復雜、設備昂貴，目前國內仍舊無法得到大面積推廣。
[0003]石墨烯(Graphene)是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面片狀結構的新材料，具有優異的載流子迀移率(常溫下電子迀移率超過15000 cm2/V*s,遠遠超過電子在一般導體中的運動速度)且厚度很薄，在理論上有望避開高透明性與高導電性是互為相反的性質，成為最優的透明導電膜，被認為是目前商業廣泛應用的ITO薄膜的替代材料。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種低成本高效石墨烯硅太陽電池，采用石墨烯透明導電膜為電池正面電極的太陽電池，有效受光面積可達到100%。
[0005]本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的:低成本高效石墨烯硅太陽電池，它由上而下依次包括:柔性前面板、第一防護薄膜、太陽電池組件、第二防護薄膜和太陽能電池背板膜。
[0006]所述的太陽電池組件由上而下依次包括:作為正面電極的石墨烯透明導電薄膜、氮化硅薄層、N型硅薄層、P型硅基體和背面電極。
[0007]所述的背面電極為Al電極。
[0008]所述的氮化硅薄層為Si3N4薄膜。
[0009]它還包括合金層，在P型硅基體和背面電極之間形成有合金層。
[0010]所述的第一防護薄膜為用于耐候、防霧滴和保溫的透明EVA薄膜。
[0011]所述的第二防護薄膜為用于耐候、防霧滴和保溫的透明EVA薄膜。
[0012]所述的太陽能電池背板膜為TPT薄膜。
[0013]本實用新型的有益效果是:本實用新型采用石墨烯透明導電膜為電池正面電極，有效受光面積可達到100%，可有效提尚光電轉換效率。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型太陽能電池結構圖；
[0015]圖2為本實用新型太陽電池組件結構圖；
[0016]圖中，1-石墨稀透明導電薄膜，2-氮化娃薄層，3- N型娃薄層，301-淺結，302-淺結深，4- P型硅基體，5-合金層，6-背面電極，7-柔性前面板，8-第一防護薄膜，9-太陽電池組件，10-第二防護薄膜，11-太陽能電池背板膜，12-互聯條，13-匯流條。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖進一步詳細描述本實用新型的技術方案，但本實用新型的保護范圍不局限于以下所述。
[0018]如圖1所示，低成本高效石墨烯硅太陽電池，它由上而下依次包括:柔性前面板7、第一防護薄膜8、太陽電池組件9、第二防護薄膜10和太陽能電池背板膜11。
[0019]太陽電池組件9上設置有互聯條12，所述的互聯條12可為多個淺結301串聯形成的。太陽電池組件9上還設置有匯流條13。
[0020]柔性前面板7可采用柔性玻璃膜，也可采用聚甲基丙烯酸甲酯PMMA。
[0021]所述的第一防護薄膜8可采用用于耐候、防霧滴和保溫的透明EVA薄膜。
[0022]所述的第二防護薄膜10可采用用于耐候、防霧滴和保溫的透明EVA薄膜。
[0023]所述的太陽能電池背板膜11可采用TPT薄膜。TPT薄膜具有較高的水蒸氣阻隔性、電氣絕緣性、尺寸穩定性、耐濕熱老化性及阻燃性等。
[0024]如圖2所示，所述的太陽電池組件9由上而下依次包括:作為正面電極的石墨烯透明導電薄膜1、氮化硅薄層2、N型硅薄層3、P型硅基體4和背面電極6。
[0025]所述的背面電極6可采用Al電極。
[0026]所述的氮化硅薄層2可采用Si3N4薄膜，氮化硅薄層2為減反射膜，形成減反層，光在減反射膜上、下表面反射所產生的光程差，使得兩束反射光干涉相消，從而減弱反射，增加透射，從而也提高了光電轉換效率。常用的減反射膜材料有Ti02、Sn02、Si02、SiNx, ITO和MgF2等，其厚度一般在60?10nm之間。制備方法可采用化學氣相沉積法、等離子化學氣相沉積法、噴涂熱解法、濺射法、蒸發法等多種。
[0027]N型硅薄層3的上端通過刻蝕形成多個淺結301和淺結深302，氮化硅薄層2設在淺結深302中。
[0028]它還包括合金層5，在P型硅基體4和背面電極6之間形成有合金層5，合金層5為S1-Al合金層。
[0029]太陽電池組件9的制備過程如下:首先，以商業化SCHMID選擇性發射極(SE)產線為基礎。
[0030]1、對P型硅基體4進行化學腐蝕清洗制絨。
[0031]2、采用？0(:13液態源對基體進行擴散處理，形成N型硅薄層3。
[0032]3、對基體的兩邊進行刻邊處理，去除基體兩側的N型硅薄層3。
[0033]4、在基體的上方進行柵線掩膜。
[0034]5、在N型硅薄層3的上端通過刻蝕形成淺結301。
[0035]6、化學腐蝕去除磷硅玻璃PSG，對基體上下方進行刻邊。
[0036]7、在基體的上方沉積氮化硅減反膜。
[0037]8、絲網印刷去除重摻上方氮化硅減反膜，形成氮化硅薄層2。
[0038]9、采用鋁漿對基體的背面進行絲網印刷，形成背面電極6和背電場。
[0039]10、在基體的上方涂覆作為正面電極的石墨烯透明導電薄膜I。
[0040]11、燒結，在P型硅基體4和背面電極6之間形成S1-Al合金層5。
[0041]與通過正常選擇性發射極(SE)工藝所制備的太陽電池相比，本實用新型的太陽電池，用絲網印刷腐蝕部分氮化硅薄膜替代了正電極的印刷，采用石墨烯透明導電膜為太陽電池的正面電極，不需額外增添設備，制備工藝簡單，也便于產業化推廣。
【主權項】
1.低成本高效石墨烯硅太陽電池，其特征在于:它由上而下依次包括:柔性前面板(7)、第一防護薄膜(8)、太陽電池組件(9)、第二防護薄膜(10)和太陽能電池背板膜(11); 所述的太陽電池組件(9)由上而下依次包括:作為正面電極的石墨烯透明導電薄膜(I)、氮化硅薄層(2)、N型硅薄層(3)、P型硅基體(4)和背面電極(6)。
2.根據權利要求1所述的低成本高效石墨烯硅太陽電池，其特征在于:所述的背面電極(6)為Al電極。
3.根據權利要求1所述的低成本高效石墨烯硅太陽電池，其特征在于:所述的氮化硅薄層(2)為Si3N4薄膜。
4.根據權利要求1所述的低成本高效石墨烯硅太陽電池，其特征在于:它還包括合金層(5 )，在P型硅基體(4)和背面電極(6 )之間形成有合金層(5 )。
5.根據權利要求1所述的低成本高效石墨烯硅太陽電池，其特征在于:所述的第一防護薄膜(8)為用于耐候、防霧滴和保溫的透明EVA薄膜。
6.根據權利要求1所述的低成本高效石墨烯硅太陽電池，其特征在于:所述的第二防護薄膜(10)為用于耐候、防霧滴和保溫的透明EVA薄膜。
7.根據權利要求1所述的低成本高效石墨烯硅太陽電池，其特征在于:所述的太陽能電池背板膜(11)為TPT薄膜。
【專利摘要】本實用新型公開了一種低成本高效石墨烯硅太陽電池，它由上而下依次包括：柔性前面板（7）、第一防護薄膜（8）、太陽電池組件（9）、第二防護薄膜（10）和太陽能電池背板膜（11）；所述的太陽電池組件（9）由上而下依次包括：作為正面電極的石墨烯透明導電薄膜（1）、氮化硅薄層（2）、N型硅薄層（3）、P型硅基體（4）和背面電極（6）。本實用新型采用石墨烯透明導電膜為電池正面電極，有效受光面積可達到100%，可有效提高光電轉換效率。
【IPC分類】H01L31-0224, H01L31-048
【公開號】CN204375767
【申請號】CN201520100925
【發明人】劉興翀, 魏欣, 魏澤忠
【申請人】成都格萊飛科技股份有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月12日