專利名稱：太陽能電池的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池的制備方法，尤其涉及硅太陽能電池的制備方法。
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(qǐng)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(qǐng)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(duì)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(duì)(載流子)，所述電子-空穴對(duì)在靜電勢(shì)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(duì)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的制備方法。一種太陽能電池的制備方法，其包括以下步驟:步驟a，提供一圓柱狀硅基材；步驟b，切割所述圓柱狀硅基材，形成多個(gè)圓片狀的硅片；步驟C，對(duì)每一硅片進(jìn)行摻雜形成多個(gè)圓片狀的P-N結(jié)預(yù)制體，所述圓片狀的P-N結(jié)單元預(yù)制體包括層疊且接觸設(shè)置的圓片狀的一第一硅層及一第二硅層；步驟d，沿上述各層的層疊方向切割所述圓片狀的P-N結(jié)預(yù)制體得到至少一第一 P-N結(jié)結(jié)構(gòu)體和多個(gè)第二 P-N結(jié)結(jié)構(gòu)體，每一第二 P-N結(jié)結(jié)構(gòu)體具有一弧形面；步驟e，將所述多個(gè)第二 P-N結(jié)結(jié)構(gòu)體沿一直線依次設(shè)置使多個(gè)第二 P-N結(jié)結(jié)構(gòu)體的弧形面并排，且每相鄰兩個(gè)第二 P-N結(jié)結(jié)構(gòu)體之間形成一電極層，使多個(gè)第二 P-N結(jié)結(jié)構(gòu)體串聯(lián)設(shè)置，得到太陽能電池預(yù)制體。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明太陽能電池的制備方法有效利用了圓柱形或圓片狀的硅原材料，不僅可以制造矩形的太陽能電池，利用圓柱形或圓片狀的硅原材料制造了矩形的P-N結(jié)之后剩余的材料不必廢棄掉，也可用作太陽能電池利用，并且用剩余材料制成的太陽能電池中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(duì)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(duì)，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，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(hào)說明
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池的制備方法，其包括以下步驟: 步驟a，提供一圓柱狀硅基材； 步驟b，切割所述圓柱狀硅基材，形成多個(gè)圓片狀的硅片； 步驟C，對(duì)每一硅片進(jìn)行摻雜形成多個(gè)圓片狀的P-N結(jié)預(yù)制體，所述圓片狀的P-N結(jié)單元預(yù)制體包括層疊且接觸設(shè)置的圓片狀的一第一硅層及一第二硅層； 步驟d，沿上述各層的層疊方向切割所述圓片狀的P-N結(jié)預(yù)制體得到至少一第一 P-N結(jié)結(jié)構(gòu)體和多個(gè)第二 P-N結(jié)結(jié)構(gòu)體，每一第二 P-N結(jié)結(jié)構(gòu)體具有一弧形面； 步驟e，將所述多個(gè)第二 P-N結(jié)結(jié)構(gòu)體沿一直線依次設(shè)置使多個(gè)第二 P-N結(jié)結(jié)構(gòu)體的弧形面并排，且每相鄰兩個(gè)第二 P-N結(jié)結(jié)構(gòu)體之間形成一電極層，使多個(gè)第二 P-N結(jié)結(jié)構(gòu)體串聯(lián)設(shè)置，得到太陽能電池預(yù)制體。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述步驟e之后進(jìn)一步包括一步驟f，所述太陽能電池預(yù)制體的兩端，在每一端形成一收集電極，得到太陽能電池。
3.如權(quán)利要求2所述的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述太陽能電池中多個(gè)第二 P-N結(jié)結(jié)構(gòu)體的弧形面并排在一起構(gòu)成一大的弧形面，用作所述太陽能電池的直接接受外界光線的受光端面。
4.如權(quán)利要求3所述的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述步驟f之后進(jìn)一步包括一步驟g，將多個(gè)所述太陽能電池結(jié)合在一起得到太陽能電池組，該太陽能電池組中所述多個(gè)太陽能電池相互并聯(lián)連接。
5.如權(quán)利要求4所述的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述太陽能電池組中多個(gè)所述太陽能電池的弧形面連接在一起構(gòu)成波浪形的面，以構(gòu)成所述太陽能電池組的受光端面。
6.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述步驟e中，所述電極層通過真空蒸鍍法或磁控濺射法形成于相鄰兩個(gè)第二 P-N結(jié)結(jié)構(gòu)體之間。
7.如權(quán)利要求2所述的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述第二P-N結(jié)結(jié)構(gòu)體進(jìn)一步包括一切割面，所述切割面與所述弧形面相連續(xù)且相交形成兩個(gè)間隔的交叉線。
8.如權(quán)利要求7所述的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述多個(gè)第二P-N結(jié)結(jié)構(gòu)體的切割面并排在一起構(gòu)成所述太陽能電池的放置面。
9.如權(quán)利要求8所述的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述步驟f之后進(jìn)一步包括一步驟h，于所述太陽能電池的放置面進(jìn)一步設(shè)置一反射元件。
10.如權(quán)利要求9所述的太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述步驟h中，所述反射元件為金屬反射元件，且與電極層電絕緣設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能電池的制備方法，其包括以下步驟步驟a，提供一圓柱狀硅基材；步驟b，切割所述圓柱狀硅基材，形成多個(gè)圓片狀的硅片；步驟c，形成多個(gè)圓片狀的P-N結(jié)預(yù)制體，其包括層疊且接觸設(shè)置的一第一硅層及一第二硅層；步驟d，切割所述圓片狀的P-N結(jié)預(yù)制體得到多個(gè)第二P-N結(jié)結(jié)構(gòu)體，每一第二P-N結(jié)結(jié)構(gòu)體具有一弧形面；步驟e，將所述多個(gè)第二P-N結(jié)結(jié)構(gòu)體沿一直線依次設(shè)置使多個(gè)第二P-N結(jié)結(jié)構(gòu)體的弧形面并排，且每相鄰兩個(gè)第二P-N結(jié)結(jié)構(gòu)體之間形成一電極層。本發(fā)明太陽能電池的制備方法有效利用原材料，并且制備得到的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率高。
文檔編號(hào)H01L31/18GK103187477SQ20111045013
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)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(qǐng)人:清華大學(xué), 鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司