[發(fā)明專利]一種太陽(yáng)能電池板及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310058370.X
• 申請(qǐng)日: 2023-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN115832068A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李克軒;陳彥全;鄭茹靜;何志童
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安明為光學(xué)科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/0216
• 分類號(hào): H01L31/0216;H01L31/068;H01L31/18;C23C14/35;C23C14/06;C23C14/58
• 代理公司: 西安銘澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61223
• 代理人: 莊華紅

本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種太陽(yáng)能電池板及其制備方法，包括依次層疊設(shè)置的金屬電極、減反射層、稀土上轉(zhuǎn)換層、硅片和背電極；硅片包括P?Si層和N?Si層且在P?Si層和N?Si層之間形成PN結(jié)；稀土上轉(zhuǎn)換層是由以下方法制得：S1、將氟化鈉、稀土氟化物和上轉(zhuǎn)換稀土元素源混合配置成混合粉體，經(jīng)真空熱壓燒結(jié)，制得稀土摻雜層，然后利用導(dǎo)電膠將稀土摻雜層與背板層貼合制得靶材；S2、將靶材和硅片分別置于濺射室的相應(yīng)位置，對(duì)靶材通過預(yù)濺射進(jìn)行表面除雜，然后調(diào)節(jié)功率進(jìn)行起輝濺射；S3、將S2得到的樣品退火得到稀土上轉(zhuǎn)換層。本發(fā)明通過在硅板的表面增加一層稀土上轉(zhuǎn)換層，大幅提高了其對(duì)自然光的利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種太陽(yáng)能電池板及其制備方法。

背景技術(shù)

太陽(yáng)能作為一種清潔、無污染、可再生的清潔能源，不會(huì)產(chǎn)生任何的環(huán)境污染問題，因此，太陽(yáng)能光電利用成為了近年來發(fā)展快速，且具有活力的研究項(xiàng)目之一。

太陽(yáng)能電池是直接將光能轉(zhuǎn)化為電能的一種光電轉(zhuǎn)換器件。其中，單晶硅太陽(yáng)能電池主要包括正面梳狀電極、減反射膜、N型層、PN結(jié)、P型層、背面電極等。當(dāng)太陽(yáng)輻射出不同的光射線，并照射在硅表面時(shí)，光子與硅的自由電子發(fā)生作用而產(chǎn)生電流。但是由于硅表面非常光亮，很容易反射掉大量的太陽(yáng)光，使大量的太陽(yáng)能不能被利用，因此，為了減小反射損失，在硅的表面涂上了一層反射系數(shù)非常小的減反射膜層，可以將反射損失降低到5%以下。

據(jù)估計(jì)，若在全球0.4％的陸地面積上覆蓋光電轉(zhuǎn)換效率為10％的太陽(yáng)能電池板，其產(chǎn)生的電量能夠滿足全球能源需求。因此，大力發(fā)展太陽(yáng)能電池發(fā)電技術(shù)對(duì)于整個(gè)人類社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、減少環(huán)境污染等具有重要的意義。

目前，太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率較低，其中只有部分波長(zhǎng)光能轉(zhuǎn)換為電能。以單晶硅太陽(yáng)能電池為例，能進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的波長(zhǎng)范圍在400~800nm之間。這部分波段的光只占自然光光譜的42%左右，約52%紅外光波段能量得不到利用。并且太陽(yáng)能電池板會(huì)吸收紅外光并轉(zhuǎn)化為熱能，太陽(yáng)能電池板溫度升高會(huì)降低可見光譜段的光電轉(zhuǎn)換效率。因此亟需開發(fā)一種能利用紅外波段的自然光的太陽(yáng)能電池板，用以提高太陽(yáng)能電池的效率。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種太陽(yáng)能電池板及其制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下。

一種太陽(yáng)能電池板，包括依次層疊設(shè)置的金屬電極、減反射層、稀土上轉(zhuǎn)換層、硅片和背電極；所述硅片包括P-Si層和N-Si層，且在P-Si層和N-Si層之間形成PN結(jié)；

所述稀土上轉(zhuǎn)換層是由以下方法制得：

S1、靶材制備

將氟化鈉、稀土氟化物和上轉(zhuǎn)換稀土元素源混合配置成混合粉體，經(jīng)真空熱壓燒結(jié)，制得稀土摻雜層，然后利用導(dǎo)電膠將稀土摻雜層與背板層貼合，制得靶材；

S2、將靶材和硅片分別置于濺射室的相應(yīng)位置，并將濺射室抽真空至5×10^-5Pa～6.0×10^-4Pa，對(duì)靶材通過預(yù)濺射進(jìn)行表面除雜，然后將硅片置于輝光中，調(diào)節(jié)功率進(jìn)行起輝濺射；

S3、將S2得到的樣品在200～350℃下退火1-2小時(shí)，使硅片靠近其P-Si層的一側(cè)沉積一層稀土上轉(zhuǎn)換層。

進(jìn)一步，S1中，所述上轉(zhuǎn)換稀土元素源為PrF₃、NdF₃、HoF₃、EuF₃、ErF₃、TmF₃、YbF₃中的任意一種或者多種的組合；

所述稀土氟化物為GdF₃、YF₃、LuF₃中的任意一種。

更進(jìn)一步，S1中，氟化鈉、稀土氟化物與上轉(zhuǎn)換稀土元素源的摩爾比為：76～80：4～20：0.1～0.4。