[發(fā)明專利]太陽能電池

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910184733.4
• 申請日: 2009-08-20
• 公開（公告）號: CN101635318A
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發(fā)明（設計）人: 姚華文;張宏勇
• 申請（專利權）人: 江蘇華創(chuàng)光電科技有限公司
• 主分類號: H01L31/042
• 分類號: H01L31/042;H01L31/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所（普通合伙）
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發(fā)明涉及一種太陽能電池，特別是一種高效率新型HIT(Heterostructure?withintrinsic?Thin?film)太陽能電池。

背景技術

隨著經(jīng)濟發(fā)展以及人口增長，能源的需求越來越巨大，而作為傳統(tǒng)能源的石油、煤炭以及水電等資源都是有限的，而且對環(huán)境的破壞性很大，CO2含量的增高已經(jīng)威脅到人類的生存，因此必須大力開發(fā)各種新能源以替代傳統(tǒng)能源，新能源的種類很多，有核能、風能、生物質能、太陽能等，其中太陽能被認為是最有發(fā)展前途的一種新能源。這是一方面太陽能無所不在，只要有太陽照到的地方就有太陽能，而不像風能那樣必須在風力較強的地方才能使用。其次是太陽能的取之不盡用之不竭，可利用的資源最為豐富，是唯一能夠滿足人類發(fā)展需要的能源，其他能源的資源都是有限的。

將太陽光轉換成為電能的太陽能電池的方法在最近幾年發(fā)展非常迅速，產(chǎn)生了各種各樣的太陽能電池。在各種太陽能電池中，異質節(jié)太陽能電池的轉換效率比較高，成本適中，被認為是一種有發(fā)展前途的太陽能電池，詳細說明參考美國專利US2006/0065297，其結構參考附圖1，中間層1為N型單晶硅基板，在N型單晶硅基板上用等離子體化學氣相沉積法(以下簡稱PECVD方法)生長一層厚度在3-250m的本征非晶硅薄膜2，然后在上面再生長一層厚度為5nm左右的P型氫化非晶硅薄膜(a-Si:H)材料3，之上再生長一層厚度約100nm的ITO(Indium?Tin?Oxides，納米銦錫金屬氧化物)材料4，最上面是集電極5，為梳形電極。1的下面也是按照PECVD的方法生長一層厚度5--20m左右的本征非晶硅材料6，之后再生長一層厚度在20nm左右的N型a-Si:H材料，形成BSF(back?surface?field)結構。然后在N型a-Si:H薄膜層7上再生長ITO薄膜8和梳形電極9，厚度與ITO材料4、集電極5類似。這樣就形成了HIT(Heterostructure?with?intrinsic?Thin?film)太陽能電池。HIT太陽能電池由于具有單晶硅高電子遷移率和非晶硅的高吸收系數(shù)的綜合優(yōu)點，所以轉換效率較高。這種電池的轉換效率，根據(jù)三洋資料，實驗室中最高達到23％，模組轉換效率達到19％，比普通的多晶硅太陽能電池的15％高不少，而且由于HIT太陽能電池的溫度劣化系數(shù)只有多晶硅電池的一半，而且雙面均可發(fā)電，因此在相同面積條件下，每年的發(fā)電量可以比多晶硅太陽能電池高35％，因此具有很大市場潛力。但為了進一步的獲得更高轉換效率，有必要對材料進行稍許變化以增加對太陽光的吸收。中國專利兩面光照的HIT太陽能電池(申請?zhí)朇N200720067732.8)為一種改進型的HIT太陽能電池，詳細結構參考圖2，其中21為Al金屬柵線正電極，22為正面ITO，23為P型a-SiC:H，24為正面i型a-Si，25為N型單晶硅片(Nc-Si)，26為背面的i型a-Si，27為N型a-SiC:H，28為背面ITO層，29為Al金屬柵線背電極。該專利的不同點在于采用非晶SiC代替非晶硅層，以獲得更高的光吸收。但是非晶SiC屬于寬帶隙材料，只能吸收非常短波長的光，不能吸收紅外光，所以這種改進的效果應該很差。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種具有高轉化效率的太陽能電池。

技術方案：本發(fā)明公開了一種太陽能電池，包括N型單晶硅材料為基底，在基底一側依次生長本征非晶硅薄膜、P型氫化非晶硅a-Si:H薄膜以及第一ITO薄膜，在第一ITO薄膜上設置有第一集電極，在基底另一側依次生長i型GeSi薄膜、N型a-Si:H薄膜以及第二ITO薄膜，在第二ITO薄膜上設置有第二集電極。

本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述i型GeSi薄膜為i型非晶GeSi薄膜或者i型的微晶GeSi薄膜。

本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述N型單晶硅材料的基底為厚度為150～300μm，電阻率為1Ω·cm，取向為100的晶體硅C-Si。

本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述N型a-Si:H薄膜的厚度為3～250nm。

本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述P型a-Si:H薄膜厚度為5nm。

本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述第一ITO薄膜和第二ITO薄膜厚度為100nm。

本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述第一集電極和第二集電極為梳形電極。