[發(fā)明專利]P型HIT太陽能電池結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410592135.1
• 申請(qǐng)日: 2014-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN104300026A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高影
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 高影
• 主分類號(hào): H01L31/0747
• 分類號(hào): H01L31/0747
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種P型HIT太陽能電池結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

HIT太陽能電池既具有晶體硅太陽能電池的高效率和高穩(wěn)定性,同時(shí)由于制備過程中不存在高溫過程，能耗小,工藝相對(duì)簡單。因此，HIT電池還具有比單晶硅電池更好的溫度特性,在高溫下也能有較高的輸出。因此，HIT電池作為高效率、低成本的太陽能電池,近年來備受人們的關(guān)注，已經(jīng)成為太陽能電池的發(fā)展方向之一。由于非晶硅的導(dǎo)電性較差，所以在HIT的制作過程中，在電極和非晶硅層之間加一層TCO膜可以有效地增加載流子的收集。透明導(dǎo)電氧化薄膜具有光學(xué)透明和導(dǎo)電雙重功能，對(duì)有效載流子的收集起著關(guān)鍵作用，可以減少光的反射，起到很好的陷光作用，是很好的窗口層材料。目前三洋公司產(chǎn)業(yè)化的HIT電池效率已達(dá)到21％，其實(shí)驗(yàn)室效率更是超過了25.6％。其在HIT太陽能電池中均采用n型IWO薄膜作為窗口層，因?yàn)镮WO薄膜的遷移率高于ITO薄膜，從而提高HIT太陽能電池的短路電流密度。

近年來，石墨烯薄膜材料作為一種新型的透明導(dǎo)電薄膜，由于其特殊結(jié)構(gòu)使其在室溫條件下具有高電子遷移率、高理論比表面積、高熱導(dǎo)率、量子隧道效應(yīng)、半整數(shù)量子霍爾效應(yīng)等一系列獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，無論在理論還是實(shí)驗(yàn)研究方面都展示出重大的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值，更是激發(fā)起科學(xué)界對(duì)碳納米材料的又一輪研究熱潮。石墨烯是一種二維半金屬納米碳同素異形體，是由單層sp2碳原子組成的六方點(diǎn)陣蜂巢狀二維結(jié)構(gòu)，是石墨、富勒烯以及碳納米管的基本結(jié)構(gòu)單元。石墨烯是半金屬性材料，它有著獨(dú)特的載流子特性和無質(zhì)量的狄拉克費(fèi)米子屬性使其能夠在室溫下觀測(cè)到霍爾效應(yīng)且表現(xiàn)出很高的載流子遷移率，室溫下高達(dá)15000cm2/V·s。其電阻率僅為10-6Ω/cm，比目前室溫下電阻率最低的金屬材料銀(約為1.59×310-6Ω/cm)還略低些。同時(shí)石墨烯具有量子隧道效應(yīng)及半整數(shù)霍爾效應(yīng)[4]、安德森局域化的弱化現(xiàn)象、永不消失的電導(dǎo)率等特性；以及其它一些優(yōu)異的物理化學(xué)特性，如高吸附性、高化學(xué)穩(wěn)定性，高達(dá)2630m2/g的理論比表面積、鐵磁性、良好的導(dǎo)熱性(3080～5150W/(m·K))等，同時(shí)石墨烯的功函數(shù)為4.5eV-5.2eV與IWO的功函數(shù)相似。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種P型HIT太陽能電池結(jié)構(gòu)，可以提高電池的短路電流密度，進(jìn)一步提高HIT太陽能電池的效率。

本發(fā)明提供的一種P型HIT太陽能電池結(jié)構(gòu)：包括P型單晶硅片(1)、P型單晶硅片(1)正反面沉積本征非晶硅膜(2)，在正面的本征非晶硅薄膜(2)上沉積的N型重?fù)诫s非晶硅膜(3)；在N型重?fù)诫s非晶硅薄膜(3)上沉積SiO2薄膜(5)，將N型摻雜石墨烯薄膜(7)直接在SiO2薄膜表面上；在正面N型摻雜石墨烯薄(7)膜上印刷銀金屬柵線正電極(9)；P型單晶硅片背面的本征非晶硅薄膜(2)；在背面的本征非晶薄膜(2)上沉積P型重?fù)诫s非晶硅薄膜(4)；在P型重?fù)诫s非晶硅薄膜(4)上沉積Al2O3薄膜(6)，在Al2O3薄膜(6)上沉積IWO透明導(dǎo)電薄膜(8)；在背面透明的IWO導(dǎo)電薄膜(8)上印刷銀金屬柵線電極(10)；本征非晶硅層厚度在5-15nm。所述的N型摻雜石墨烯薄膜(7)的石墨烯的摻雜濃度為10¹³cm^-2。

上述的P型HIT太陽能電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的本征非晶硅層(2)、n型重?fù)诫s非晶硅層(3)、P型重?fù)诫s非晶硅層(4)、SiO2薄膜(5)、Al₂O₃薄膜(6)緩沖層均采用PECVD沉積。

上述P型HIT太陽能電池結(jié)構(gòu)，所述的IWO薄膜(8)采用脈沖激光沉積法進(jìn)行沉積，沉積的厚度約為80nm。

其中所有的本征非晶硅層和n型、P型重?fù)诫s非晶硅層及SiO2以及Al2O3薄膜緩沖層均采用PECVD沉積，背面的IWO薄膜采用脈沖激光沉積法進(jìn)行沉積。

有益技術(shù)效果：本發(fā)明中采用石墨烯薄膜作為HIT太陽能電池的窗口層可以在保證光的透過率及其的高的導(dǎo)電率的同時(shí)可以降低載流子在n-a-Si與透明導(dǎo)電薄膜層的勢(shì)壘，同時(shí)由于石墨烯薄膜高的透移率和導(dǎo)電性，從而提高電池的短路電流密度，提高效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1.P型單晶硅片，2.本征非晶硅膜，3.N型重?fù)诫s非晶硅膜，4.P型重?fù)诫s非晶硅膜，5.SiO2薄膜，6.Al₂O₃薄膜，7.N型摻雜石墨烯薄膜，8.IWO透明導(dǎo)電膜，9.正面電極，10.背面電極。

具體實(shí)施方式