[發(fā)明專利]硅基擴展結(jié)薄膜太陽能電池

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310698436.8
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN104733558A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋太偉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海建冶科技工程股份有限公司
• 主分類號: H01L31/075
• 分類號: H01L31/075;H01L31/0747
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 楊元焱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能電池，尤其涉及一種硅基擴展結(jié)薄膜太陽能電池。

背景技術(shù)

開發(fā)利用太陽能是人類解決能源危機、環(huán)境危機的最主要途徑之一，而綠色高效太陽能電池開發(fā)是廣泛應用太陽能的關(guān)鍵技術(shù)與環(huán)節(jié)。當前硅基電池包括薄膜電池與硅片電池的光電轉(zhuǎn)換效率不高，使用價值有限，而穩(wěn)定效率達到23％以上的太陽能電池，如疊層砷化鎵或銅銦鎵硒或鍺基等薄膜電池，都存在材料稀缺或有毒等問題，而且工藝復雜，沒有社會廣泛應用潛力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，就是為了解決上述問題，提供一種硅基擴展結(jié)薄膜太陽能電池。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種硅基擴展結(jié)薄膜太陽能電池，包括頂層電極層和底層電極層，在頂層電極層和底層電極層之間設(shè)有PP-I-NN結(jié)復合層。

所述PP-I-NN結(jié)復合層由P型重度摻雜薄膜層、P型輕度摻雜薄膜層、I本征層、N型輕度摻雜薄膜層和N型重度摻雜薄膜層順序?qū)盈B構(gòu)成，P型輕度摻雜薄膜層和P型重度摻雜薄膜層的總厚度為1～600納米，I本征層的厚度為200～2000納米，N型輕度摻雜薄膜層和N型重度摻雜薄膜層的總厚度為2～1000納米。

所述P型重度摻雜薄膜層、P型輕度摻雜薄膜層、N型輕度摻雜薄膜層和N型重度摻雜薄膜層同為硅基摻雜的非晶或微晶，或是由硅基摻雜的非晶或微晶半導體內(nèi)層和非硅基非晶或微晶摻雜的半導體外層構(gòu)成，所述的半導體包括碳化硅、氮化硅、氧化鋅、氧化鈦、氧化銅、鍺、砷化銦、砷化鎵或銻化鋅。

所述N型重度摻雜薄膜層與底層電極層之間可設(shè)有隔離層，厚度為0～10納米但不為零。

所述頂層電極層為透明導電材料層，厚度為10～2000納米；底層電極層為金屬層，厚度為0～100微米但不為零。

所述透明導電材料包括TCO。

所述金屬層為雙金屬層結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明是基于硅等普通綠色材料的、高光電轉(zhuǎn)換效率的太陽能薄膜疊層電池，應用前景無限。

附圖說明

圖1是本發(fā)明硅基擴展結(jié)薄膜太陽能電池的基本結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中的PP-I-NN結(jié)復合層的基本結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

參見圖1，本發(fā)明硅基擴展結(jié)薄膜太陽能電池，包括頂層電極層1和底層電極層2，在頂層電極層和底層電極層之間設(shè)有PP-I-NN結(jié)復合層3。

參見圖2，本發(fā)明中的PP-I-NN結(jié)復合層3由P型重度摻雜薄膜層31、P型輕度摻雜薄膜層32、I本征層33、N型輕度摻雜薄膜層34和N型重度摻雜薄膜層35順序?qū)盈B構(gòu)成，P型重度摻雜薄膜層和P型輕度摻雜薄膜層的總厚度為1～600納米，I本征層的厚度為200～2000納米，N型輕度摻雜薄膜層和N型重度摻雜薄膜層的總厚度為2～1000納米。

上述P型重度摻雜薄膜層、P型輕度摻雜薄膜層、N型輕度摻雜薄膜層和N型重度摻雜薄膜層同為硅基摻雜的非晶或微晶，或是由硅基摻雜的非晶或微晶半導體內(nèi)層和非硅基非晶或微晶摻雜的半導體外層構(gòu)成。

在PP-I-NN結(jié)復合層3與底層電極層2之間設(shè)有隔離層5，厚度為0～10納米但不為零。隔離層5的材料可以是氧化硅或氧化鋁。

本發(fā)明中的頂層電極層為透明導電材料層，厚度為10～2000納米；底層電極層為金屬層，厚度為0～100微米但不為零。透明導電材料包括TCO。金屬層可以為雙金屬層結(jié)構(gòu)，材料可以是純銅、鋁、鋰、鎂、銀、錳、鉬、鎳等或其合金。

本發(fā)明中的多個PP-I-NN結(jié)薄膜層主要由高真空條件下的電磁控物理蒸鍍、濺射及化學氣相沉積工藝制成。