[發明專利]疊層太陽能電池及其制造方法

有效

• 申請號: 201710670180.8
• 申請日: 2017-08-08
• 公開（公告）號: CN108155181B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 安世源
• 申請（專利權）人: LG電子株式會社
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/0224;H01L31/18;H01L31/05;H01L31/068;H01L31/078;H01L31/0725;H01L31/0236;H01L31/0687;H01L51/42;H01L51/44
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;劉久亮

疊層太陽能電池及其制造方法。本發明涉及一種疊層太陽能電池以及一種制造該疊層太陽能電池的方法，并且更具體地，涉及一種具有堆疊在硅太陽能電池上并且接合至該硅太陽能電池的鈣鈦礦太陽能電池的疊層太陽能電池以及一種制造該疊層太陽能電池的方法。根據本發明，通過使用同質結硅太陽能電池具體實現的疊層太陽能電池被設置有第一鈍化圖案，使得發射體層在該第一鈍化圖案下方的一部分被暴露，從而在用于形成第二電極的高溫燒制期間通過該第一鈍化圖案來保護所述發射體層，減少所述發射體層的表面缺陷，并且減少所述鈣鈦礦太陽能電池的特性劣化的問題。

技術領域

本發明涉及一種疊層太陽能電池及其制造方法，并且更具體地，涉及一種具有堆疊在硅太陽能電池上并且接合至該硅太陽能電池的鈣鈦礦太陽能電池的疊層太陽能電池及其制造方法。

背景技術

晶體硅(c-Si)太陽能電池是典型的單結太陽能電池并且已經在太陽能電池市場中占優勢達數十年。

然而，盡管當考慮Shockley-Queisser極限時c-Si的帶隙幾乎是理想的，然而基于硅的太陽能電池的光電轉換效率根據俄歇復合限于大約30％。

也就是說，常規的c-Si太陽能電池的光電效率由于當具有比c-Si太陽能電池的帶隙高得多的能量的光子入射在其上時發生的熱化損耗和具有比帶隙低的能量的光子的透射損耗而降低。

這里，熱化損耗是當由太陽能電池吸收的光的過多能量在未以晶格振動的量子形式轉換成光子的情況下作為熱能丟失時產生的損耗，并且透射損耗是指當具有比太陽能電池的帶隙低的能量的光子未充分地激發電子時產生的損耗。

因為需要具有適當大小的帶隙并且也需要低帶隙使得低能量光子可有助于減少單結太陽能電池中的熱化損耗，所以在具有適當大小的帶隙與低帶隙之間存在折衷關系。

因為這種折衷關系難以用單結太陽能電池來解決，所以最近一直在嘗試使用諸如疊層太陽能電池或雙結太陽能電池的具有各種能量帶隙的材料來有效地利用寬光譜范圍內的光能量。

作為這些嘗試之一，已經提出了通過連接包括具有不同的帶隙的吸收層的單結太陽能電池來形成一個太陽能電池的疊層太陽能電池。

通常，在疊層太陽能電池中，具有相對較大的帶隙的吸收層的單結太陽能電池位于其上部處以主要接收入射光，并且具有具有相對較小的帶隙的吸收層的單結太陽能電池位于其下部處。

因此，因為疊層太陽能電池的上部吸收短波長帶中的光并且下部吸收長波長帶中的光，所以可將閾值波長改變為長波長，使得可廣泛地使用整個吸收波長帶。

另外，通過使用被劃分成兩個帶的整個吸收波長帶，可期望減少電子-空穴產生期間的熱損耗。

可根據單結太陽能電池的結類型和電極的位置來將這些疊層太陽能電池粗略地分類為兩端子疊層太陽能電池和四端子疊層太陽能電池。

具體地，兩端子疊層太陽能電池具有兩個子太陽能電池被隧穿接合并且電極被設置在疊層太陽能電池的上部和下部上的結構，而四端子疊層太陽能電池具有兩個子太陽能電池彼此間隔開并且電極被設置在各個子太陽能電池的上部和下部上的結構。

兩端子疊層太陽能電池正作為下一代太陽能電池吸引關注，因為當與兩端子疊層太陽能電池相比時，四端子疊層太陽能電池的電阻高并且其光損耗是由于四端子疊層太陽能電池需要各自安裝在單獨的襯底上的子太陽能電池和相對較大的透明導電結而不可避免地產生的。

圖1是例示了通常的兩端子疊層太陽能電池的示意圖。

參照圖1，在通常的太陽能電池中，包括具有相對較大的帶隙的吸收層的單結太陽能電池以及包括具有相對較小的帶隙的吸收層的單結太陽能電池與作為其之間的媒介的結層隧穿接合。