[發(fā)明專利]一種多帶隙雙面透光太陽(yáng)能電池

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310210199.6
• 申請(qǐng)日: 2013-05-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103337545A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙會(huì)娟;張東升;吳愛(ài)國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)電光伏有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/065
• 分類號(hào): H01L31/065
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能電池，特別是涉及一種多帶隙雙面透光太陽(yáng)能電池，屬于太陽(yáng)能電池制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，太陽(yáng)能電池的普遍問(wèn)題是電池制造成本較高而光電轉(zhuǎn)化效率較低。異質(zhì)結(jié)是指由兩種不同的材料構(gòu)成的結(jié)，一個(gè)良好的異質(zhì)結(jié)要求有小的界面態(tài)密度，高的界面態(tài)密度會(huì)使得異質(zhì)結(jié)的電學(xué)性質(zhì)劣化，由于不同材料的帶隙寬度的差異會(huì)使界面上產(chǎn)生許多懸掛鍵，形成電子的定域能級(jí)，界面態(tài)密度增加，從而影響異質(zhì)結(jié)的載流子輸運(yùn)、光電特性及發(fā)光性能等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種多帶隙雙面透光太陽(yáng)能電池，增加光吸收同時(shí)也減小了界面缺陷態(tài)密度，從而提高電池性能。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的，一種多帶隙雙面透光太陽(yáng)能電池，其特征在于，該電池包括單晶硅襯底，在所述單晶硅襯底正反兩面由內(nèi)向外依次設(shè)有帶隙為1.12～1.6eV的第一中間層、帶隙為1.6～2.0eV的第二中間層、帶隙為2.0～3.0eV的第一透明導(dǎo)電層、帶隙>3.0eV的第二透明導(dǎo)電層、柵線電極，所述第一中間層材料為uc-Si:H或者a-Si:H，所述第二中間層材料為非晶硅，非晶硅碳、非晶硅鍺中的一種，所述第一透明導(dǎo)電層材料為氧化鋅或者硒化鋅，所述第二透明導(dǎo)電層材料為氮化鎵、碳化硅、氧化鋅中的一種。

優(yōu)選的，所述單晶硅襯底厚度為180～250μm。

優(yōu)選的，所述單晶硅襯底帶隙為1.1～1.12eV。

優(yōu)選的，所述第一中間層厚度為10cm。

優(yōu)選的，所述第二中間層厚度為8nm。

優(yōu)選的，所述柵線電極材料為Ag或者Cu。

優(yōu)選的，所述柵線電極厚度10～15um。

本發(fā)明所提供的技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)在于，從光入射方向來(lái)看，各層帶隙依次減小，這樣既可以保證有足夠多的光進(jìn)入電池內(nèi)部，并且增加了光吸收同時(shí)，帶隙連續(xù)變化的各層減小了界面缺陷態(tài)密度，從而提高了電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

本發(fā)明的電池結(jié)構(gòu)如圖1所示，帶隙為1.1eV，厚度為180μm的單晶硅襯底1正反兩面由內(nèi)向外依次是帶隙為1.12eV，厚度為10cm的第一中間層2，其材料是uc-Si:H、帶隙為1.6eV，厚度為8nm的第二中間層3，其材料是非晶硅、帶隙為2.0eV的第一透明導(dǎo)電層4，其材料是氧化鋅、帶隙>3.0eV的第二透明導(dǎo)電層5，其材料是氮化鎵、材料為Ag的柵線電極6。

另一個(gè)實(shí)施例的電池結(jié)構(gòu)是，帶隙為1.11eV，厚度為200μm的單晶硅襯底1正反兩面由內(nèi)向外依次是帶隙為1.42eV，厚度為10cm的第一中間層2，其材料是uc-Si:H、帶隙為1.8eV，厚度為8nm的第二中間層3，其材料是非晶硅碳、帶隙為2.6eV的第一透明導(dǎo)電層4，其材料是氧化鋅、帶隙>3.0eV的第二透明導(dǎo)電層5，其材料是碳化硅、材料為Cu的柵線電極6。

還有一個(gè)實(shí)施例的電池結(jié)構(gòu)使，帶隙為1.12eV，厚度為250μm的單晶硅襯底1正反兩面由內(nèi)向外依次是帶隙為1.6eV，厚度為10cm的第一中間層2，其材料是a-Si:H、帶隙為2.0eV，厚度為8nm的第二中間層3，其材料是非晶硅鍺、帶隙為3.0eV的第一透明導(dǎo)電層4，其材料是硒化鋅、帶隙>3.0eV的第二透明導(dǎo)電層5，其材料是氧化鋅、材料為Ag的柵線電極6。

上述實(shí)施例的制備過(guò)程如下，用1%的HF溶液清洗雙面拋光單晶硅襯底1，2分鐘內(nèi)迅速將其裝入真空室內(nèi)；真空室內(nèi)真空達(dá)到10^-5Pa，用原子氫處理單晶硅襯底1約10～20s；以氫氣、硅烷為反應(yīng)氣體用PECVD法沉積厚度約10cm的uc-Si:H或者a-Si:H的第一中間層2；以氫氣、硅烷、磷烷、甲烷或鍺烷為反應(yīng)氣體用PECVD或HWCVD按照沉積非晶硅或非晶硅碳或非晶硅鍺薄膜的條件沉積厚度約8nm的第二中間層3；以Zn或ZnSn合金為蒸發(fā)源，氧氣作為反應(yīng)氣體，向真空室通入8～10sccm的高純氧氣用真空蒸發(fā)技術(shù)制備符合帶隙要求的氧化鋅或者硒化鋅層為第一透明導(dǎo)電層4；以氫氣、硅烷、甲烷為反應(yīng)氣體用PECVD法制備符合要求的碳化硅或以Zn為蒸發(fā)源，氧氣作為反應(yīng)氣體，向真空室通入約10～20sccm的高純氧氣用真空蒸發(fā)技術(shù)制備符合帶隙要求的氧化鋅作為第二透明導(dǎo)電層5；以金屬Ag或Cu為蒸發(fā)源，采用結(jié)合掩膜板的熱蒸發(fā)技術(shù)制備約10～15um厚度的Ag或者Cu柵線電極6。