[實用新型]一種基于硅納米線結(jié)構(gòu)的太陽能電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201922495615.7
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN211295115U
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 房冉冉;曹惠;聶順;郭麗娟;張瀟華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)勝利學(xué)院
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/0236;H01L31/072
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種基于硅納米線結(jié)構(gòu)的太陽能電池，其自上而下包括正面電極（1）、ITO氧化銦錫透明導(dǎo)電薄膜（2）、P型非晶硅層（3）、正面本征非晶硅層（4）、硅納米線絨面層（5）、N型硅襯底（6）、背面本征非晶硅層（7）、背面電極（8）。其中硅納米線絨面層（5）由相互交叉堆疊的硅納米線構(gòu)成，通過酒精溶液轉(zhuǎn)移至N型硅襯底（6）上形成的相互交叉堆疊的硅納米線層，其每根硅納米線直徑為40?80nm，長度為10?40um，該硅納米線層具有強烈的陷光特性，能夠有效降低硅襯底表面的光反射率。本實用新型通過采用硅納米線層，有效降低了電池表面的光反射率，增強了太陽能電池的陷光性能，提高了太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率，可用于光伏發(fā)電。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及太陽能電池的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于硅納米線結(jié)構(gòu)的太陽能電池，可用于光伏發(fā)電。

背景技術(shù)

異質(zhì)結(jié)太陽能電池不同于傳統(tǒng)的太陽能電池，其PN結(jié)不是通過在硅襯底上摻入Ⅲ、Ⅴ族元素而形成的，而是在硅襯底上直接形成一層厚度為幾十到幾百納米不同材料的N型或者P型薄膜而形成。由于PN結(jié)兩側(cè)的材料有著質(zhì)的差別，因此，采用上述結(jié)構(gòu)形成的太陽能電池稱為異質(zhì)結(jié)太陽能電池。異質(zhì)結(jié)太陽能電池具有高轉(zhuǎn)化效率，工藝簡單及光穩(wěn)定性好等優(yōu)點，在光伏領(lǐng)域具有很大的前景。

現(xiàn)有的異質(zhì)結(jié)太陽能電池表面的陷光結(jié)構(gòu)通常采用金字塔型結(jié)構(gòu)，剖面如圖2所示。其結(jié)構(gòu)自上而下分別為：柵線電極1、ITO氧化銦錫透明導(dǎo)電薄膜 2、P型非晶硅層3、正面本征非晶硅層4、N型硅襯底5、背面本征非晶硅層6、N型非晶硅層7、AZO 氧化鋅透明導(dǎo)電膜8、背電極9。襯底表面通過濕法刻蝕，形成擁有金字塔型重復(fù)單元的表面，再在其上等離子體化學(xué)氣相淀積PECVD本征非晶硅層和P型非晶硅層，形成具有金字塔陷光結(jié)構(gòu)的能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)。當光入射電池表面光線會在其表面連續(xù)反射，增加光在電池表面陷光結(jié)構(gòu)中的有效運動長度和反射次數(shù)，從而增大能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)對光的吸收效率。但是這種結(jié)構(gòu)由于絨面尺寸不均勻且分布較廣，使得襯底表面缺陷密度大大增加，在正表面難以獲得高質(zhì)量的絨面陷光，不易降低襯底對光的反射系數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，給出了一種基于硅納米線結(jié)構(gòu)的太陽能電池，以提高異質(zhì)結(jié)太陽能電池對光子的吸收和利用，降低硅襯底表面的光反射率。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提出的一種基于硅納米線結(jié)構(gòu)的太陽能電池自上而下包括正面電極（1）、ITO氧化銦錫透明導(dǎo)電薄膜（2）、P型非晶硅層（3）、正面本征非晶硅層（4）、硅納米線絨面層（5）、N型硅襯底（6）、背面本征非晶硅層（7）、背面電極（8）其特征在于：所述的正面本征非晶硅層（4）與N型硅襯底（6）之間增設(shè)有硅納米線絨面層（5）。

作為優(yōu)選，所述的所述的正面電極（1）與背面電極（8）均采用厚度40-80nm的金屬銀材料。

作為優(yōu)選，所述的P型非晶硅層（3）、正面本征非晶硅層（4）與背面本征非晶硅層（7）均采用厚度為10-20nm 的平整平面結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選，所述的硅納米線絨面層（5）由相互交叉堆疊的硅納米線構(gòu)成，通過酒精溶液轉(zhuǎn)移至N型硅襯底（6）上形成的相互交叉堆疊的硅納米線層，其每根硅納米線直徑為40-80nm，長度為 10-40um。

作為優(yōu)選，所述的N型硅襯底（6）的厚度為200-300um。

本實用新型通過增加具有高表面積和高陷光特性的硅納米線絨面層，能夠有效降低硅襯底對光反射，提高了異質(zhì)結(jié)太陽能電池對光子的吸收和利用，改善了太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是現(xiàn)有擁有金字塔型陷光結(jié)構(gòu)的異質(zhì)結(jié)太陽能電池結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

參照圖1，本實用新型給出如下兩個實施例：