[實用新型]一種太陽能電池疊層結構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201822136467.5
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN209104173U
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發(fā)明（設計）人: 趙怡程
• 申請（專利權）人: 趙怡程
• 主分類號: H01L31/0687
• 分類號: H01L31/0687;H01L31/0352;H01L31/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種太陽能電池疊層結構，包括依次設置的基底電池層、緩沖層、和疊加層；基底電池層包括朝向疊加層的第一表面，第一表面的部分區(qū)域能夠與疊加層接觸并與疊加層電連接；緩沖層包括與疊加層直接配合的第二表面，第二表面的表面粗糙度小于第一表面的表面粗糙度。太陽能電池疊層結構在保持基底電池層的原有表面結構的基礎上，不僅能夠保證基底電池層與疊加層之間的電學連接關系，而且降低了太陽能電池疊層結構中與疊加層相配合的表面的粗糙度，從而減小了疊加層的制備難度，改善了疊加層的質(zhì)量。

技術領域

本實用新型涉及太陽能電池技術領域，具體涉及一種太陽能電池疊層結構。

背景技術

太陽能電池是一種將光能快速轉(zhuǎn)化為電能的裝置，具有結構簡單，成本低廉等優(yōu)點。衡量太陽能電池是否能夠大規(guī)模商業(yè)化的一個重要指標是度電成本，即太陽能電池系統(tǒng)搭建的成本除以太陽能電池有效期內(nèi)的總發(fā)電量，度電成本越低，則越有利于太陽能電池的推廣應用。以基于硅的太陽能電池系統(tǒng)為例，其搭建成本包括硅原料成本、拉晶成本、電池制造成本，以及相關的逆變器、邊框、接線盒、玻璃和設備折舊等，上述各項成本的下降空間有限，從降低制造成本的方面降低硅電池的度電成本的難度較大。目前，大量的研究課題致力于提高太陽能電池的發(fā)電效率，以期增大陽能電池有效期內(nèi)的總發(fā)電量，從而降低太陽能電池系統(tǒng)度電成本，使太陽能電池在目前能源結構中更具有競爭力。然而，目前量產(chǎn)的單結硅電池的光電轉(zhuǎn)換效率(約24％)已經(jīng)接近理論極限效率(約28％)，很難再有較大的突破。

因此，在原有硅電池的基礎上疊加第二片或者第三片寬帶隙的太陽能電池就成了大大提升組件效率的重要途徑。疊層電池的基本原理是通過組合窄帶隙和寬帶隙的兩片或者多片電池，來減少光電轉(zhuǎn)化過程中的熱化損耗，保持高的太陽光利用率，提高電池的開路電壓(在沒有特殊指明的情況下，兩片電池疊加的電池稱為雙結疊層電池，三片以上疊加的電池稱為多結疊層電池)。

通常，在疊層電池中，具有相對較寬的帶隙的半導體位于電池的受光面或者頂部，而具有較窄帶隙的半導體位于上述寬帶隙半導體的下方。在疊層電池中，寬帶隙的電池吸收短波長的光，窄帶隙的電池依次吸收長波長的光以及透過寬帶隙電池的短波長的光。這樣，整個電池的熱損耗得到了降低，同時光利用率也沒有受到任何減損。通過適當?shù)牟牧辖M合，雙結疊層電池理論上可以實現(xiàn)高達47％的光電轉(zhuǎn)化效率。而且更重要的是，應用疊層太陽能電池可以直接利用現(xiàn)有太陽能電池系統(tǒng)的搭建結構，不產(chǎn)生過多的額外建設成本，有利于大大降低太陽能電池系統(tǒng)的度電成本。

在疊層太陽能電池中，根據(jù)相疊加的各個電池間的連接方式，可以將疊層太陽能電池分為兩端疊層電池和四端疊層電池。具體講，兩端疊層電池是將不同電池通過隧穿結串聯(lián)耦合起來，最終只有頂部和底部兩套電極；而四端疊層電池則是將不同電池機械的疊在一起，并且分別引出各自的頂電極和底電極。相比于四端疊層電池，兩端疊層電池由于擁有較小的光學和電阻損耗，以及簡單的線路布置，而成為主流的疊層結構。

但是，兩端疊層電池通常具有較大的制備難度。以目前已經(jīng)進入較大規(guī)模應用的硅太陽能電池為例，由于硅是間接帶隙半導體，通常需要在硅片表面制作微米級別的粗糙結構(絨面結構)來增強硅對波長800納米以上的光的吸收，而對于目前多種適合與硅電池疊加的寬帶隙電池，其電池本身的厚度也僅為微米級別。硅電池表面粗糙的絨面結構使得在其上耦合加工第二片電池變得十分困難，對于材料生長方法以及可選用的材料種類均產(chǎn)生較多的限制，導致加工制備成本增高，難度增大。而且，硅電池表面的絨面結構上存在大量的凸點和凹點，在材料生長過程中，這些地方很容易出現(xiàn)較大的應力，從而降低生成薄膜的質(zhì)量，最終降低疊層電池的效率和穩(wěn)定性。

實用新型內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術存在的上述問題，本實用新型提供了一種太陽能電池疊層結構，目的在于，通過減小配合表面的表面粗糙度，降低在基底電池層上疊加其它電池的難度。

本實用新型所采用的技術方案為：

根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種太陽能電池疊層結構，包括依次設置的基底電池層、緩沖層、和疊加層；