[發明專利]一種硅鋅多維光伏材料及其制作方法

在審

• 申請號: 201711382866.3
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108091709A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 張漢鈺
• 申請（專利權）人: 張漢鈺
• 主分類號: H01L31/0288
• 分類號: H01L31/0288;H01L31/18
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 黃曉軍

本發明提供了一種硅鋅多維光伏電池及其制作方法。電池配方：鋅10—50％、硅30—80％、硒酸鹽1—20％、鍺1—20％組成。電池制備方法：1、制作硅鋅多維光伏電池的背電極：將含鋅漿料印刷在單晶硅或多晶硅基材的背面和正面后，將印刷后的硅基材置于管式爐或網帶爐中燒結擴散，使鋅與硅結合為作為硅鋅多維光伏電池背電極和柵極的合金層。2、制作硅光電池正面：在硅基材正面刷一層硒酸鹽漿料，置于管式爐或網帶爐中燒結成成品；或者，在以上成品表面再采用PVD、CVD、Ion implantation等方法再固化一層鍺。本發明提供的硅鋅多維光伏電池除可全面吸收太陽光譜中的光波外，同時還可大范圍吸收包括太赫茲波在內的地球場和宇宙場相關波段的電磁波，提升相關光伏材料的發電性能。

技術領域

本發明涉及光伏材料技術領域，尤其涉及一種硅鋅多維光伏材料及制備方法。

背景技術

光伏發電技術歷經近一個世紀的發展，目前已在所有可再生能源中占據頭等重要的位置。但是由于無論是單晶硅，還是多晶硅，或者是非晶硅，作為硅光電池，它們不僅材料成本一直居高不下，而且其光電轉換率始終很難進一步提升。

目前國際公認最高光電轉換率在AM1.5條件下為24％，空間用效率為13.5-18％，地面用效率為11-18％。由于現有光伏材料不僅成本較高，而且光電轉換率較低，因此全面推廣光伏發電技術的構想困難重重。造成以上局面的原因主要有兩個：

1、已有的硅光電池的背電極都是以銀漿印刷在硅基材背面和正面，，再燒結成作為電池背電極和柵極的合金層。銀雖然具有優異的導電和導熱性能，但是銀質電極作為無定型高密度結構，此結構雖然向硅中引入了銀雜質，但是由于銀不僅本身會產生缺陷，而且還會和硅結構中缺陷絡合成復合中心，進而嚴重影響載流子壽命，降低硅光電池的性能。

2、無論是單晶硅還是多晶硅，或者非晶硅，作為硅光電池，它們的內部結構所能對應光波長都只能局限于紅光附近的800-1100nm之間，而地表空間所存在的能被光伏技術利用的電磁波種類事實上遠超過此范圍，因此在現有光伏發電技術這里有大量空間電磁能沒能被利用。

發明內容

本發明的實施例提供了一種制作硅鋅多維光伏電池的材料配方及電池制作方法，以實現更多和在更大波長范圍采集光能和其它電磁能，為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案。一種硅鋅多維光伏電池，由如下重量百分比的各組分制成：鋅10—50％、硅30—80％、硒酸鹽1—20％和鍺1—20％。

進一步地，所述硅鋅多維光伏電池中的各組分在各自的重量百分比的比例范圍內，根據不同用途和不同外部條件隨機調整重量百分比。

一種硅鋅多維光伏電池的制作方法，所述硅鋅多維光伏電池由如下重量百分比的各組分制成：鋅10—50％、硅30—80％、硒酸鹽1—20％和鍺1—20％，所述方法包括：

步驟10：制作硅鋅多維光伏電池的背電極：將含鋅漿料印刷在單晶硅或多晶硅基材的背面和正面后，將印刷后的單晶硅或多晶硅基材置于管式爐或網帶爐中燒結擴散，使鋅與硅結合為作為硅鋅多維光伏電池背電極和柵極的合金層；

步驟20：制作硅鋅多維光伏電池的正面：在硅基材的正面刷一層硒酸鹽漿料后，將硅基材置于管式爐或網帶爐中燒結成成品。

步驟30：由所述硅鋅多維光伏電池的背電極和柵極以及燒結有硒酸鹽和鍺的正面構成硅鋅多維光伏電池。

進一步地，在所述步驟20中得到的成品的表面采用PVD、CVD或Ion implantation方法固化一層鍺。

進一步地，所述硅基材為單晶硅或多晶硅基材。

由上述本發明的實施例提供的技術方案可以看出，本發明實施例提供的硅鋅多維材料除可全面吸收太陽光譜中的光波外，同時還可大范圍吸收包括太赫茲波在內的地球場和宇宙場相關波段的電磁波，可大幅度提升相關光伏材料的發電性能。