[發明專利]一種半疊層柔性硅基薄膜太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201810573107.3
• 申請日: 2018-06-06
• 公開（公告）號: CN108550644B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 劉坤;黃愛青;孫飛;胡強;臧浩天
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: H01L31/048
• 分類號: H01L31/048;H01L31/18
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 馬海芳

1.一種半疊層柔性硅基薄膜太陽能電池，其結構包括依次連接的前電極、吸收體和背電極；其特征在于，所述的吸收體為半疊層吸收體，其為半疊層PI₁N₁I₂N₂結構，其中，P層為P型非晶硅層，I₁層為本征非晶硅層，N₁層為N型非晶硅層，I₂層為本征微晶硅層，N₂層為N型非晶硅層；

N₁層的摻雜濃度為(1~5)×10¹⁶cm^-3，N₂層的摻雜濃度為(1~5)×10¹⁹cm^-3。

2.根據權利要求1所述的半疊層柔性硅基薄膜太陽能電池，其特征在于，所述的半疊層吸收體，為非晶硅和微晶硅材料結合的硅基薄膜材料，是多層薄膜的串聯結構，所述串聯結構是在每層膜層沉積完成后實現串聯的。

3.根據權利要求1所述的半疊層柔性硅基薄膜太陽能電池，其特征在于，所述的半疊層柔性硅基薄膜太陽能電池，其結構還包括襯底層、緩沖層和陷光層；當襯底層為透明層時，半疊層柔性硅基薄膜太陽能電池的結構為依次連接的透明襯底層、前電極、緩沖層、半疊層吸收體、陷光層和背電極；并且根據光源方向，半疊層吸收體為PI₁N₁I₂N₂順序結構。

4.根據權利要求1所述的半疊層柔性硅基薄膜太陽能電池，其特征在于，所述的半疊層柔性硅基薄膜太陽能電池，其結構還包括襯底層、緩沖層和陷光層；當襯底層為非透明層時，半疊層柔性硅基薄膜太陽能電池的結構為依次連接的前電極、緩沖層、陷光層、半疊層吸收體、背電極和非透明襯底層，并且根據光源方向，半疊層吸收體為PI₁N₁I₂N₂順序結構。

5.根據權利要求3或4所述的半疊層柔性硅基薄膜太陽能電池，其特征在于，所述的陷光層為包含多層材料的多層陷光結構，其中，越靠近半疊層吸收體，多層陷光結構的層材料折射率越大，其多層陷光結構的靠近半疊層吸收體的層材料的折射率≤半疊層吸收體的折射率，多層材料的層數≥2層。

6.根據權利要求5所述的半疊層柔性硅基薄膜太陽能電池，其特征在于，所述的多層陷光結構的每層材料折射率為1.2-2.7。

7.根據權利要求3或4所述的半疊層柔性硅基薄膜太陽能電池，其特征在于，所述的襯底層為透明層時，為柔性透明PET或柔性透明PI；所述的襯底層為非透明層時，為不銹鋼板；

所述的前電極為AZO透明前電極；

所述的緩沖層為AZO同質緩沖層或AZO異質緩沖層；當為AZO同質緩沖層時，緩沖層為AZO層，當為AZO異質緩沖層時，緩沖層為Al₂O₃緩沖層、Ag緩沖層、Al緩沖層或ITO緩沖層中的一種；

所述的背電極為AZO背反射電極、金背電極、銀背電極或鋁背電極中的一種。

8.根據權利要求3或4中所述的半疊層柔性硅基薄膜太陽能電池，其特征在于，所述的半疊層柔性硅基薄膜太陽能電池的總厚度≤10μm，其薄膜層數為7~20層；

所述的襯底層的厚度為0.001~0.250mm；

所述的前電極的厚度為30~50nm；

所述的緩沖層的厚度為10~20nm；

所述的背電極的厚度的200~600nm；

所述的半疊層吸收體的總厚度為1.35μm-2.55μm，其中，P型非晶硅層的厚度為10~30nm，本征非晶硅層厚度為300~400nm，N₁層N型非晶硅層厚度為20~30nm，本征微晶硅層厚度為1000nm~2000nm，N₂層N型非晶硅層厚度為20~45nm。