專利名稱：表面組裝有碳納米管的硅太陽電池的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種太陽能電池技術領域的產品，具體是一種表面組裝有碳納米管的硅太陽電池。
背景技術：
光伏電池被認為是能夠緩解能源短缺和環(huán)境污染等問題的替代能源。目前的光伏 電池產品中，硅太陽電池是主要技術，占主要市場份額。如何進一步提高轉換效率是硅太陽 電池研究中的關鍵因素。近年來絨面制作、減反膜設計方面長足的進步使硅太陽電池的轉 換效率得到了有效提高。但與理論光電轉換效率的上限值仍有很大差距。因此，設計新型 高效硅太陽電池具有重要的意義。經過對現(xiàn)有技術的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，Shu Qinke在《Nano Lett.》(納米 快報)，vol.9，pp.4338-4342，2009)上發(fā)表的“Hybrid Heterojunction and Photoelectrochemistry SolarCell Based on Silicon Nanowires and Double—Walled Carbon Nanotubes (基于硅納米線和雙壁碳納米管異質結和光電化學的太陽電池)”，提出 雙壁碳納米管與硅納米線能夠形成異質結構筑太陽電池，該雙壁碳納米管結構有利于電荷 分離，提取電子和空穴。受硅納米線結構的限制，該異質結構的太陽電池的轉換效率還比較 低，僅為左右。為此，若將碳納米管直接組裝到傳統(tǒng)硅p-n結半導體基質表面，有望大幅 度提高硅太陽電池的轉換效率。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，提供一種表面組裝有碳納米管的硅太陽電 池，突破了目前硅太陽電池結構設計概念，將碳納米管組裝在制作好PN結的硅太陽電池基 片的受光面的表面，在結構上利用碳納米管結構獨特的光電性能，提高太陽電池的光電轉 換效率。本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括由下而上依次逐層連接的背電 極、P型硅襯底、N型層、減反射層和前電極，其中所述的N型層與減反射層之間設有碳納 米管涂層。所述的碳納米管涂層中含有單壁碳納米管、雙壁碳納米管或多壁碳納米管中的一 種或其組合。所述的碳納米管在N型層與減反射層之間的分布密度為5根/平方微米至100根
/平方微米。所述的背電極為鋁電極；所述的前電極是銀柵電極；所述的減反射層為氮化硅或氧化硅。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明突破了目前硅太陽電池結構設計概念，將碳納米管 組裝到硅太陽電池基片表面，利用碳納米管結構獨特的光電性能，提高電池對太陽光的吸收，進一步提高電池的光電轉換效率，此方法適用各種硅太陽電池。


圖1為本發(fā)明結構示意圖。圖2為實施例1得到的組裝有碳納米管的表面示意圖。圖3為實施例2得到的組裝有碳納米管的表面示意圖。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術方案為前提下進行 實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施 例。實施例1如圖1所示，本實施例包括由下而上依次逐層連接的背電極1、P型硅襯底2、N 型層3、減反射層5和前電極6，其中所述的N型層3與減反射層5之間設有碳納米管涂層 4。所述的碳納米管涂層4中含有單壁碳納米管、雙壁碳納米管或多壁碳納米管中的 一種或其組合。所述的碳納米管在N型層3與減反射層5之間的分布密度為5根/平方微米至 100根/平方微米。所述的背電極1為鋁電極，采用絲網(wǎng)印刷方法形成；所述的前電極6是銀柵電極，采用絲網(wǎng)印刷方法形成；所述的減反射層5為氮化硅或氧化硅，采用PECVD方法沉積形成，其厚度為70納 米。所述的N型層3通過高溫離子(如磷)擴散工藝而形成。所述的碳納米管涂層4是通過自組裝的方法形成。經過上述步驟，得到的在單晶硅太陽電池基片受光表面組裝有單壁碳納米管的表 面如圖2所示。實施例2將實施例1中的單晶硅太陽電池改為多晶硅太陽電池，得到的單壁碳納米管表面 如圖3所示。上述實施例比傳統(tǒng)的太陽電池的光電轉換效率提高1_5%。
權利要求
一種表面組裝有碳納米管的硅太陽電池，包括由下而上依次逐層連接的背電極、P型硅襯底、N型層、減反射層和前電極，其特征在于N型層與減反射層之間設有碳納米管涂層；所述的碳納米管涂層中含有單壁碳納米管、雙壁碳納米管或多壁碳納米管中的一種或其組合。
2.根據(jù)權利要求1所述的表面組裝有碳納米管的硅太陽電池，其特征是，所述的碳納 米管在N型層與減反射層之間的分布密度為5-100根/平方微米。
3.根據(jù)權利要求1所述的表面組裝有碳納米管的硅太陽電池，其特征是，所述的背電 極為鋁電極。
4.根據(jù)權利要求1所述的表面組裝有碳納米管的硅太陽電池，其特征是，所述的前電 極是銀柵電極。
5.根據(jù)權利要求1所述的表面組裝有碳納米管的硅太陽電池，其特征是，所述的減反 射層為氮化硅或氧化硅，其厚度為70納米。
6.根據(jù)權利要求1所述的表面組裝有碳納米管的硅太陽電池，其特征是，所述的碳納 米管涂層是通過自組裝的方法形成。
7.根據(jù)權利要求1所述的表面組裝有碳納米管的硅太陽電池，其特征是，所述的硅太 陽電池為單晶硅太陽電池或多晶硅太陽電池。
全文摘要
一種太陽能電池技術領域的表面組裝有碳納米管的硅太陽電池，包括由下而上依次逐層連接的背電極、P型硅襯底、N型層、減反射層和前電極，在N型層與減反射層之間設有碳納米管涂層，該碳納米管涂層中含有單壁碳納米管、雙壁碳納米管或多壁碳納米管中的一種或其組合，本發(fā)明將碳納米管組裝到硅太陽電池基片表面，利用碳納米管結構的獨特光電性能，提高電池對太陽光的吸收，進一步提高太陽電池的光電轉換效率，比傳統(tǒng)的太陽電池的光電轉換效率提高1-5％。
文檔編號H01L31/042GK101820012SQ20101014210
公開日2010年9月1日 申請日期2010年4月9日 優(yōu)先權日2010年4月9日
發(fā)明者張亞非, 王艷芳, 魏浩 申請人:上海交通大學