[發明專利]太陽能電池、太陽能電池組及其制備方法

有效

• 申請號: 201110380590.1
• 申請日: 2011-11-25
• 公開（公告）號: CN103137716A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 金元浩;李群慶;范守善
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業（深圳）有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/0232;H01L31/068;H01L25/04;H01L31/18
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技術領域

本發明涉及一種太陽能電池、太陽能電池組及其制備方法。

背景技術

太陽能電池是利用半導體材料的光生伏特原理制成的。根據半導體光電轉換材料種類不同，太陽能電池可以分為硅基太陽能電池(請參見太陽能電池及多晶硅的生產，材料與冶金學報，張明杰等，vol6，p33-38?(2007))、砷化鎵太陽能電池、有機薄膜太陽能電池等。

目前，太陽能電池以硅基太陽能電池為主。請參閱圖1，現有技術中的硅基太陽能電池10包括：一背電極12、一P型硅層14、一N型硅層16和一上電極18。所述P型硅層14采用多晶硅或單晶硅制成，具有第一表面142以及與該第一表面142相對設置的第二表面144，該第二表面144為一平面結構。所述背電極12設置于所述P型硅層14的第一表面142，且與該P型硅層14的第一表面142歐姆接觸。所述N型硅層16形成于所述P型硅層14的第二表面144，作為光電轉換的材料。該N型硅層16的表面為一平整的平面結構。所述上電極18設置于所述N型硅層16的表面。所述太陽能電池10中P型硅層14和N型硅層16形成P-N結區。當該太陽能電池10在工作時，光從上電極18一側直接入射至所述上電極18，并經過所述上電極18和所述N型硅層16到達所述P-N結區，所述P-N結區在光子激發下產生多個電子-空穴對(載流子)，所述電子-空穴對在靜電勢能作用下分離并分別向所述背電極12和上電極18移動。如果在所述太陽能電池10的背電極12與上電極18兩端接上負載，就會有電流通過外電路中的負載。

然而，上述結構中所述光子需要通過所述上電極18和所述N型硅層16之后才到達所述P-N結區，使得一部分入射光線被所述上電極18和N型硅層16吸收，使所述P-N結區對光的吸收率較低，進而減少了P-N結區激發出的載流子的量，降低了太陽能電池10的光電轉換效率。

發明內容

有鑒于此，確有必要提供一種具有較高光電轉換效率的太陽能電池、太陽能電池組及其制備方法。

一種太陽能電池，其包括：依次并排且接觸設置的一第一電極層、一P型硅層、一N型硅層及一第二電極層，該P型硅層與該N型硅層接觸并形成一P-N結區，其中，上述各層沿一直線連續設置成一排構成一整體結構，所述整體結構具有一第一表面平行于該直線以及一與該第一表面相對的第二表面，且該第一表面為該太陽能電池直接接受光線入射的受光端面，所述太陽能電池還包括一反射元件，所述反射元件設置于第二表面一側。

一種太陽能電池組，其包括：多個串聯設置的太陽能電池，每個太陽能電池包括依次并排且接觸設置的一第一電極層、一P型硅層、一N型硅層及一第二電極層，該P型硅層與該N型硅層接觸并形成一P-N結區，其中，上述每個太陽能電池中的各層沿一直線連續設置成一排構成一整體結構，所述整體結構具有一第一表面平行于該直線以及一與該第一表面相對的第二表面，且該第一表面為該太陽能電池直接接受光線入射的受光端面，所述太陽能電池還包括一反射元件，所述反射元件設置于第二表面一側。

一種太陽能電池組的制備方法，其包括以下步驟：提供多個電池預制體，每個電池預制體包括：依次層疊且接觸設置的一第一電極層基材、一P型硅層基材、一N型硅層基材及一第二電極層基材；將上述多個電池預制體沿一個方向層疊設置，使每個電池預制體中的第一電極層基材與相鄰的電池預制體中的第二電極層基材相接觸；沿層疊的方向切割所述多個電池預制體，形成多個電池單元，該每個電池單元具有一第一剖面平行于該層疊方向以及與所述第一剖面相對的第二剖面；在每個電池單元的所述第一剖面設置一反射元件。

相較于現有技術，所述太陽能電池工作時，光可直接入射至所述受光端面，由于該受光端面沒有被電極覆蓋，使得光子不必先經過電極、N型硅層后才到達P-N結區，從而減少了電極和N型硅層對光的吸收，提高了P-N結區的光吸收率，相應地，使得P-N結區可激發出更多的電子-空穴對，提高了整個太陽能電池的光電轉換效率。另外，在第二表面設置一反射元件，所述反射元件能夠有效地將到達第二表面的光線反射，從而使經反射后的光子可以直接被所述P-N結區吸收，進一步提高了整個太陽能電池的光電轉換效率。

附圖說明

圖1為現有技術中的太陽能電池的結構示意圖。

圖2為本發明第一實施例提供的太陽能電池的剖視圖。

圖3為本發明第一實施例提供的太陽能電池的組合示意圖。

圖4為本發明第一實施例提供的太陽能電池組的剖視圖。

圖5為本發明第二實施例提供的太陽能電池的剖視圖。