一種三疊層非晶鍺硅薄膜太陽能電池的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及太陽能電池領域，具體涉及一種三疊層非晶鍺硅薄膜太陽能電池。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著能源的日益短缺，可再生綠色能源的開發和利用越來越引起人們的重視，特別是對太陽能的開發和利用。作為太陽能轉換媒介的太陽能電池，特別是基于氫化非晶硅和納米晶硅的薄膜太陽能電池以其大面積、低成本、易于鋪設等優勢受到世人的青睞。非晶硅薄膜太陽能電池的用硅量少，更容易降低成本，在硅原材料持續緊張的情況下，薄膜太陽能電池已成為太陽能電池發展的新趨勢和新熱點。
[0003]由于太陽光譜分布較寬，現有的半導體材料只能在一有效波段轉換太陽能，所以單結太陽能電池不能充分利用太陽能。例如:申請號為201420184996.1所述的一種具有緩沖層的硅基薄膜太陽能電池，包括襯底層、在襯底層依次疊層設置TCO層、非晶硅P-1-N層和背電極層，所述背電極層包括緩沖層和AL層，所述緩沖層為GZO層和Ag層，其缺點在于該太陽能電池吸收的太陽光光譜范圍窄、太陽能利用率較低、光致衰退嚴重。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型目的之一是為了克服技術的不足，提供了一種能夠提高電池的入射光量、拓寬電池對太陽光譜響應范圍有效提高光電轉換效率的三疊層非晶鍺硅薄膜太陽能電池。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案:一種三疊層非晶鍺硅薄膜太陽能電池，包括基板，所述基板上依次設置TCO層、光電轉換層和背電極層，所述光電轉換層由三結疊層串聯組成，包括Pl-1l-Nl層、P2-12-N2層和P3-13-N3層，所述Pl-1l-Nl層與TCO層連接，所述P3-13-N3層與背電極層連接，所述P2-12-N2層設置在Pl-1l-Nl層和P3-13-N3層之間；所述Pl-1l-Nl層和P2-12-N2層以及P2-12-N2層和P3-13-N3層之間均設有中間層；所述背電極層包括反射層和導電層。
[0006]本實用新型通過設置三結疊層電池，大大拓寬了電池對太陽光譜的響應范圍，充分利用太陽能，提高光電轉換效率，并在相鄰兩結疊層之間設置中間層，中間層能夠將短波光線反射到上層電池，提高上層電池的輸出電流，同時透過長波光線，保證下層電池光吸收；反射層能夠將部分透過光電轉換層的光反射到光電轉換層進行再吸收，提高太陽光的利用率，增加電池轉換效率。
[0007]作為優選，所述中間層為ZnO層，ZnO層為透明層，折射率與硅層材料折射率相差較大，能夠將短波光線反射到上層電池，提高上層電池的輸出電流，同時透過長波光線，保證下層電池光吸收。
[0008]作為優選，所述反射層為GZO層，GZO層能夠將部分透過光電轉換層的光反射到光電轉換層進行再吸收，同時阻止光電轉換層中的氫離子向ITO層擴散。
[0009]作為優選，所述導電層為ITO層，保證背電極具有較好的導電性，提高電池的短路電流密度。
[0010]作為優選，所述TCO層設有陷光結構，減少入射光的反射，增加太陽光在硅片內的有效運動長度。
[0011]作為優選，所述TCO層與光電轉換層之間設有減反層，減少太陽光的反射，提高入射光量。
[0012]作為優選，所述減反層為氮化硅層。
[0013]本實用新型具有如下有益效果:本實用新型與現有技術相比，能吸收更寬的太陽光譜，減少了太陽光的反射，增加入射光的利用率和光電轉換率。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型實施例的結構示意圖；
[0015]圖中，1-基板;2-TC0層;3_ 減反層；4-Ρ1-Ι1-Ν1 層;5_ 中間層;6-P2-12_N2 層；7-P3-13-N3層；8_反射層；9_導電層。
【具體實施方式】
[0016]下面將結合附圖，通過具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0017]實施例:如圖1所示，一種三疊層非晶鍺硅薄膜太陽能電池，包括基板1，基板I為透明玻璃，基板I上依次設置TCO層2、光電轉換層和背電極層。TCO層2采用摻雜氟的氧化錫或摻雜鋁的氧化鋅所制成的薄膜材料，在TCO層2設有陷光結構，即通過LPCVD法或MOCVD法在TCO層2表面設置絨面結構，可以減少入射光的反射，增加太陽光在硅片內的有效運動長度。TCO層2與光電轉換層之間設有減反層3，減反層3為氮化硅層，能夠減少太陽光的反射，提高入射光量。
[0018]光電轉換層由三結疊層串聯組成，包括Pl-1l-Nl層4、P2-12-N2層6和P3-13-N3層7，Pl-1l-Nl層4與TCO層2連接，P3-13-N3層7與背電極層連接，P2-12-N2層6設置在 Pl-1l-Nl 層 4 和 P3-13-N3 層 7 之間;P1-11_N1 層 4 和 P2-12-N2 層 6 以及 P2-12-N2 層6和P3-13-N3層7之間均設有中間層5，中間層5為ZnO層，ZnO層為透明層，折射率與硅層材料折射率相差較大，能夠將短波光線反射到上層電池，提高上層電池的輸出電流，同時透過長波光線，保證下層電池光吸收。
[0019]背電極層包括反射層8和導電層9。反射層8為GZO層，導電層9為ITO層。GZO層能夠將部分透過光電轉換層的光反射到光電轉換層進行再吸收，同時阻止光電轉換層中的氫離子向ITO層擴散；ΙΤ0層保證背電極具有較好的導電性，提高電池的短路電流密度。
【主權項】
1.一種三疊層非晶鍺硅薄膜太陽能電池，包括基板(I )，所述基板(I)上依次設置TCO層(2)、光電轉換層和背電極層，其特征在于:所述光電轉換層由三結疊層串聯組成，包括Pl-1l-Nl 層(4)、P2-12-N2 層(6)和 P3-13-N3 層(7)，所述 P1-11-N1 層(4)與 TCO 層(2)連接，所述P3-13-N3層(7)與背電極層連接，所述P2-12-N2層(5)設置在Pl-1l-Nl層(4)和P3-13-N3層(7)之間；所述Pl-1l-Nl層⑷和P2-12-N2層(6)以及P2-12-N2層(6)和P3-13-N3層(7)之間均設有中間層(5);所述背電極層包括反射層(8)和導電層(9)。
2.根據權利要求1所述的一種三疊層非晶鍺硅薄膜太陽能電池，其特征在于:所述中間層(5)為ZnO層。
3.根據權利要求1所述的一種三疊層非晶鍺硅薄膜太陽能電池，其特征在于:所述反射層(8)為GZO層。
4.根據權利要求1所述的一種三疊層非晶鍺硅薄膜太陽能電池，其特征在于:所述導電層(9)為ITO層。
5.根據權利要求1所述的一種三疊層非晶鍺硅薄膜太陽能電池，其特征在于:所述TCO層(2)設有陷光結構。
6.根據權利要求5所述的一種三疊層非晶鍺硅薄膜太陽能電池，其特征在于:所述TCO層(2)與光電轉換層之間設有減反層(3)。
7.根據權利要求6所述的一種三疊層非晶鍺硅薄膜太陽能電池，其特征在于:所述減反層(3 )為氮化娃層。
【專利摘要】本實用新型涉及太陽能電池領域，具體涉及一種三疊層非晶鍺硅薄膜太陽能電池，包括基板，所述基板上依次設置TCO層、光電轉換層和背電極層，所述光電轉換層由三結疊層串聯組成，包括P1-I1-N1層、P2-I2-N2層和P3-I3-N3層，所述P1-I1-N1層與TCO層連接，所述P3-I3-N3層與背電極層連接，所述P2-I2-N2層設置在P1-I1-N1層和P3-I3-N3層之間；所述P1-I1-N1層和P2-I2-N2層以及P2-I2-N2層和P3-I3-N3層之間均設有中間層；所述背電極層包括反射層和導電層，本實用新型與現有技術相比，能吸收更寬的太陽光譜，減少了太陽光的反射，增加入射光的利用率和光電轉換率。
【IPC分類】H01L31-0224, H01L31-0687
【公開號】CN204497252
【申請號】CN201520170639
【發明人】李帥鋒, 沈一清, 趙振國, 屈良錢, 王飛
【申請人】浙江長興漢能光伏有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年3月25日