專利名稱：太陽能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池，尤其涉及硅太陽能電池。
背景技術(shù)：
太陽能電池是利用半導(dǎo)體材料的光生伏特原理制成的。根據(jù)半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)換材料種類不同，太陽能電池可以分為硅基太陽能電池(請參見太陽能電池及多晶硅的生產(chǎn)，材料與冶金學(xué)報(bào)，張明杰等，vol6，p33-38 (2007))、砷化鎵太陽能電池、有機(jī)薄膜太陽能電池
坐寸ο目前，太陽能電池以硅基太陽能電池為主。請參閱圖1，現(xiàn)有技術(shù)中的硅基太陽能電池10包括:一背電極12、一 P型娃層14、一 N型娃層16和一上電極18。所述P型娃層14米用多晶娃或單晶娃制成,具有第一表面142以及與該第一表面142相對設(shè)置的第二表面144，該第二表面144為一平面結(jié)構(gòu)。所述背電極12設(shè)置于所述P型硅層14的第一表面142，且與該P(yáng)型硅層14的第一表面142歐姆接觸。所述N型硅層16形成于所述P型硅層14的第二表面144，作為光電轉(zhuǎn)換的材料。該N型硅層16的表面為一平整的平面結(jié)構(gòu)。所述上電極18設(shè)置于所述N型硅層16的表面。所述太陽能電池10中P型硅層14和N型硅層16形成P-N結(jié)區(qū)。當(dāng)該太陽能電池10在工作時(shí)，光從上電極18 —側(cè)直接入射至所述上電極18，并經(jīng)過所述上電極18和所述N型硅層16到達(dá)所述P-N結(jié)區(qū)，所述P-N結(jié)區(qū)在光子激發(fā)下產(chǎn)生多個(gè)電子-空穴對(載流子)，所述電子-空穴對在靜電勢能作用下分離并分別向所述背電極12和上電極18移動(dòng)。如果在所述太陽能電池10的背電極12與上電極18兩端接上負(fù)載，就會(huì)有電流通過外電路中的負(fù)載。然而，上述結(jié)構(gòu)中所述光子需要通過所述上電極18和所述N型硅層16之后才到達(dá)所述P-N結(jié)區(qū)，使得一部分入射光線被所述上電極18和N型硅層16吸收，使所述P-N結(jié)區(qū)對光的吸收率較低，進(jìn)而減少了 P-N結(jié)區(qū)激發(fā)出的載流子的量，降低了太陽能電池10的光電轉(zhuǎn)換效率。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，確有必要提供一種具有較高光電轉(zhuǎn)換效率的太陽能電池。一種太陽能電池，其包括:至少一電池單元，每一電池單元包括依次層疊設(shè)置的一第一電極層、一 P型硅層、一 N型硅層及一第二電極層，該P(yáng)型硅層與該N型硅層接觸并在接觸區(qū)域形成一 P-N結(jié)區(qū)，其中，所述每一電池單元的與P型硅層與N型硅層相接觸的界面相交的表面為受光端面，且所述受光端面為曲面。一種太陽能電池，其包括:至少一電池單元，每一電池單元包括依次并排且接觸設(shè)置的一第一電極層、一 P型硅層、一 N型硅層及一第二電極層，該P(yáng)型硅層與該N型硅層接觸并形成一 P-N結(jié)區(qū)，其中，上述各層沿一直線連續(xù)設(shè)置成一排構(gòu)成一整體結(jié)構(gòu)，所述整體結(jié)構(gòu)具有一第一表面、一第二表面及連接該第一表面和該第二表面的一側(cè)面，所述第一表面為所述第一電極層遠(yuǎn)離P型硅層的表面，所述第二表面為所述第二電極層遠(yuǎn)離N型硅層的表面，所述側(cè)面的至少一部分為曲面，且該曲面為該太陽能電池直接接受光線入射的受光端面。相較于現(xiàn)有技術(shù)，所述太陽能電池工作時(shí)，光可直接入射至所述受光端面，由于該受光端面沒有被電極覆蓋，使得光子不必先經(jīng)過電極、N型硅層后才到達(dá)P-N結(jié)區(qū)，從而減少了電極和N型硅層對光的吸收，提高了 P-N結(jié)區(qū)的光吸收率，相應(yīng)地，使得P-N結(jié)區(qū)可激發(fā)出更多的電子-空穴對，提高了整個(gè)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。另外，受光端面為曲面，因此接受太陽光的面積更大了，相對于平面的受光端面可以更廣泛的接受不同方向的光，進(jìn)一步提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的太陽能電池的制備方法的流程圖。圖3為圖2所示流程圖的子流程圖。圖4為圖2所示流程圖的一個(gè)步驟的示意圖。圖5為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的一種太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的另一種太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的又一種太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的又一種太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的太陽能電池的制備方法的部分示意圖。圖10為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。圖11為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的太陽能電池組的結(jié)構(gòu)示意圖。圖12為本發(fā)明第三實(shí)施例提供的太陽能電池的制備方法的流程圖。圖13為本發(fā)明第三實(shí)施例提供的太陽能電池組的結(jié)構(gòu)示意圖。圖14為本發(fā)明第四實(shí)施例提供的太陽能電池的制備方法的流程圖。圖15為本發(fā)明第四實(shí)施例提供的太陽能電池組的結(jié)構(gòu)示意圖。主要元件符號說明
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池，其包括:至少一電池單元，每一電池單元包括依次層疊設(shè)置的一第一電極層、一 P型硅層、一 N型硅層及一第二電極層，該P(yáng)型硅層與該N型硅層接觸并在接觸區(qū)域形成一 P-N結(jié)區(qū)，其特征在于，所述每一電池單元具有一表面與所述P型硅層與N型硅層的接觸面相交作為受光端面，且所述受光端面為曲面。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述至少一電池單元的個(gè)數(shù)為一。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述每一電池單元中所述P型硅層具有相對的一第一表面和一第二表面，該N型娃層具有相對的一第三表面和一第四表面,該第一電極層設(shè)置在該P(yáng)型娃層的第一表面，并與該P(yáng)型娃層電接觸，該第二電極層設(shè)置在該N型硅層的第四表面，并與該N型硅層電接觸，該P(yáng)型硅層的第二表面與該N型硅層的第三表面相接觸形成所述P-N結(jié)區(qū)。
4.如權(quán)利要求3所述的太陽能電池，其特征在于，該P(yáng)型硅層進(jìn)一步具有連接整個(gè)所述第一表面和第二表面的一側(cè)面，該P(yáng)型硅層側(cè)面的至少一部分為曲面，該N型硅層進(jìn)一步具有連接整個(gè)所述第三表面和第四表面的一側(cè)面，該N型硅層側(cè)面的至少一部分為曲面，所述P型硅層側(cè)面的曲面部分與所述N型硅層側(cè)面的曲面部分相對應(yīng)結(jié)合在一起共同構(gòu)成所述受光端面。
5.如權(quán)利要求3所述的太陽能電池，其特征在于，該P(yáng)型硅層進(jìn)一步具有連接整個(gè)所述第一表面和第二表面的相連接的一第一側(cè)面和一第二側(cè)面，該第一側(cè)面為曲面，該N型硅層進(jìn)一步具有連接整個(gè)所述第三表面和第四表面的相連接的一第三側(cè)面和一第四側(cè)面，該第三側(cè)面為曲面，所述第一側(cè)面和第三側(cè)面并接在一起構(gòu)成所述受光端面。
6.如權(quán)利要求5所述的太陽能電池，其特征在于，所述第二側(cè)面和所述第四側(cè)面均為一平面，該第二側(cè)面和第四側(cè)面并接在一起構(gòu)成一所述電池單元的放置面。
7.如權(quán)利要求5所述的太陽能電池，其特征在于，所述受光端面為圓弧面。
8.如權(quán)利要求3所述的太陽能電池，其特征在于，該第二電極層為整體覆蓋該N型硅層的第四表面的金屬材料層，該`第一電極層為整體覆蓋該P(yáng)型娃層的第一表面的金屬材料層。
9.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述受光端面進(jìn)一步覆蓋有一厚度小于150納米的減反射層，所述減反射層的材料為氮化硅或二氧化硅。
10.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述每一電池單元通過所述受光端面暴露出所述P型硅層和所述N型硅層。
11.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述至少一電池單元的個(gè)數(shù)為多個(gè)，所述多個(gè)電池單元分布于至少一行構(gòu)成至少一電池組，且在每一行中的多個(gè)電池單元串聯(lián)設(shè)置形成一電池組。
12.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述至少一電池組為多個(gè)，所述多個(gè)電池單元分布于至少一列構(gòu)成至少一電池組，且在每一列中的多個(gè)電池單元并聯(lián)設(shè)置形成一電池組。
13.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述至少一電池單元的個(gè)數(shù)為多個(gè)，所述多個(gè)電池單元分布于多行多列，且在每一行中的多個(gè)電池單元串聯(lián)設(shè)置，在每一列中的多個(gè)電池單元并聯(lián)設(shè)置。
14.如權(quán)利要求12所述的太陽能電池，其特征在于，所述多個(gè)電池單元排列成多列時(shí)，共同構(gòu)成一個(gè)太陽能電池的曲面的受光端面。
15.如權(quán)利要求11或13所述的太陽能電池，其特征在于，所述每一行中，所述每個(gè)太陽能電池單元的第二電極層與相鄰的太陽能電池單元的第一電極層接觸。
16.如權(quán)利要求12或13所述的太陽能電池，其特征在于，所述每一列中，所述每個(gè)太陽能電池單元的第一電極層與相鄰的太陽能電池單元的第一電極層接觸，所述每個(gè)太陽能電池單元的第二電極層與相鄰的太陽能電池單元的第二電極層接觸。
17.如權(quán)利要求12或13所述的太陽能電池，其特征在于，每一電池單元中所述P型娃層具有相對的一第一表面和一第二表面，該N型娃層具有相對的一第三表面和一第四表面，該第一電極層設(shè)置在該P(yáng)型娃層的第一表面，并與該P(yáng)型娃層電接觸，該第二電極層設(shè)置在該N型硅層的第四表面，并與該N型硅層電接觸，該P(yáng)型硅層的第二表面與該N型硅層的第三表面相接觸形成所述P-N結(jié)區(qū)。
18.如權(quán)利要求17所述的太陽能電池，其特征在于，該P(yáng)型硅層進(jìn)一步具有連接整個(gè)所述第一表面和第二表面的相連接的一第一側(cè)面和一第二側(cè)面，該第一側(cè)面為曲面，該N型硅層進(jìn)一步具有連接整個(gè)所述第三表面和第四表面的相連接的一第三側(cè)面和一第四側(cè)面，該第三側(cè)面為曲面，所述第一側(cè)面和第三側(cè)面并接在一起構(gòu)成所述受光端面。
19.如權(quán)利要求18所述的太陽能電池，其特征在于，所述第二側(cè)面和所述第四側(cè)面均為一平面，該第二側(cè)面和第四側(cè)面并接在一起構(gòu)成一所述電池單元的放置面。
20.如權(quán)利要求18所述的太陽能電池，其特征在于，所述受光端面為圓弧面。
21.如權(quán)利要求18所述的太陽能電池，其特征在于，該P(yáng)型硅層的第一側(cè)面和第二側(cè)面相交叉形成兩交叉線，該N型硅層的第三側(cè)面和第四側(cè)面相交叉形成兩交叉線，所述每一列中所述每個(gè)太陽能電池單元 與相鄰的太陽能電池單元通過交叉線連接在一起。
22.如權(quán)利要求11至13項(xiàng)中的任意一項(xiàng)所述的太陽能電池，其特征在于，所述每個(gè)太陽能電池單元的受光端面共同構(gòu)成該太陽能電池直接接受光線入射的受光端面。
23.—種太陽能電池，其包括:至少一電池單元，每一電池單元包括依次并排且接觸設(shè)置的一第一電極層、一 P型硅層、一 N型硅層及一第二電極層，該P(yáng)型硅層與該N型硅層接觸并形成一 P-N結(jié)區(qū)，其特征在于，上述各層沿一直線連續(xù)設(shè)置成一排構(gòu)成一整體結(jié)構(gòu)，所述整體結(jié)構(gòu)具有一第一表面、一第二表面及連接該第一表面和該第二表面的一側(cè)面，所述第一表面為所述第一電極層遠(yuǎn)離P型硅層的表面，所述第二表面為所述第二電極層遠(yuǎn)離N型硅層的表面，所述側(cè)面的至少一部分為曲面，且該曲面為該太陽能電池直接接受光線入射的受光端面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能電池，其包括至少一電池單元，每一電池單元包括依次層疊設(shè)置的一第一電極層、一P型硅層、一N型硅層及一第二電極層，該P(yáng)型硅層與該N型硅層接觸并在接觸區(qū)域形成一P-N結(jié)區(qū)，其中，所述每一電池單元的與P型硅層與N型硅層相接觸的界面相交的表面為受光端面，且所述受光端面為曲面。本發(fā)明太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率高。
文檔編號H01L31/0236GK103187456SQ20111045009
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者金元浩, 李群慶, 范守善 申請人:清華大學(xué), 鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司