專利名稱：一種硅基異質(zhì)結(jié)太陽能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽能電池，具體涉及一種硅基異質(zhì)結(jié)太陽能電池。
背景技術(shù)：
常規(guī)的化石燃料日益消耗殆盡，在所有的可持續(xù)能源中，太陽能無疑是一種最清潔、最普遍和最有潛力的替代能源。目前，在所有的太陽能電池中，硅太陽能電池是得到大范圍商業(yè)推廣的太陽能電池之一，這是由于硅材料在地殼中有著極為豐富的儲量，同時硅太陽能電池相比其他類型的太陽能電池，有著優(yōu)異的電學(xué)性能和機(jī)械性能，硅太陽能電池在光伏領(lǐng)域占據(jù)著重要的地位。因此，研發(fā)高性價比的硅太陽能電池已經(jīng)成為各國光伏企業(yè)的主要研究方向。目前，Sanyo公司生產(chǎn)了一種非晶硅-晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽能電池，其中PN結(jié)是由非晶硅和N型單晶硅構(gòu)成，非晶硅層包含P型非晶硅層和本征非晶硅層。非晶硅作為直接帶隙的材料，對入射光的吸收系數(shù)較大，在較小的厚度可吸收部分入射光，可以有效地減小晶體硅層的厚度。非晶硅的禁帶寬度通常在I. 7eV，遠(yuǎn)大于晶體硅I. IeV的禁帶寬度，因此由非晶硅與晶體硅組成的異質(zhì)結(jié)太陽能電池的開路電壓明顯高于單純由晶體硅構(gòu)成的太陽能電池。基于以上優(yōu)點(diǎn)，非晶硅-晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽能電池受到了越來越多的關(guān)注。然而，雖然非晶硅-晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽能電池的非晶硅層可以吸收一部分入射光，但是仍有部分入射光在到達(dá)晶體硅層才被吸收，而這一部分入射光并沒有受到足夠的重視。為了進(jìn)一步提高非晶硅-晶體硅太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率，增強(qiáng)其市場競爭力，需要充分利用由晶體硅吸收的入射光。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是提供一種硅基異質(zhì)結(jié)太陽能電池。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種硅基異質(zhì)結(jié)太陽能電池，包括N型襯底，所述N型襯底的正面設(shè)有量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)層，量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)層上設(shè)有絨面結(jié)構(gòu)層，絨面結(jié)構(gòu)層上設(shè)有本征非晶硅層，本征非晶硅層上設(shè)有P型非晶硅層，P型非晶硅層上設(shè)有透明導(dǎo)電薄膜層，透明導(dǎo)電薄膜層上設(shè)有金屬正電極；所述N型襯底的背面設(shè)有量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)層，量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)層上設(shè)有絨面結(jié)構(gòu)層，絨面結(jié)構(gòu)層上設(shè)有本征非晶硅層，本征非晶硅層上設(shè)有N型非晶硅層，N型非晶硅層上設(shè)有透明導(dǎo)電薄膜層，透明導(dǎo)電薄膜層上設(shè)有金屬背電極。上述技術(shù)方案中，所述絨面結(jié)構(gòu)層為金字塔結(jié)構(gòu)。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)是I、本實(shí)用新型設(shè)計得到了一種新的非晶硅-晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽能電池，由于量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)層中的轉(zhuǎn)換效應(yīng)，可以使高能量光子激發(fā)的高能量電子具有二次激發(fā)電子的能力，從而產(chǎn)生能多的電子-空穴對，有效提升載流子的數(shù)量，使硅基異質(zhì)結(jié)太陽能電池具有更高的電流密度，因此具有較好的光電轉(zhuǎn)換效率，試驗(yàn)證明，本實(shí)用新型的電池的平均光電轉(zhuǎn)換效率在24%以上，具有顯著的效果。2、本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)合理，成本較低，且具有良好的可操作性、使用性，適于推廣應(yīng)用。

附圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1、N型襯底；21、22、量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)層；31、32、絨面結(jié)構(gòu)層；41、42、本征非晶硅層；5、P型非晶娃層；61、62、透明導(dǎo)電薄膜層；7、金屬正電極；8、N型非晶娃層；9、金屬背電極。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述實(shí)施例一參見圖I所示，一種硅基異質(zhì)結(jié)太陽能電池，包括N型襯底1，所述N型襯底的正面設(shè)有量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)層21，量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)層上設(shè)有絨面結(jié)構(gòu)層31，絨面結(jié)構(gòu)層上設(shè)有本征非晶硅層41，本征非晶硅層上設(shè)有P型非晶硅層5，P型非晶硅層上設(shè)有透明導(dǎo)電薄膜層61，透明導(dǎo)電薄膜層上設(shè)有金屬正電極7 ;所述N型襯底的背面設(shè)有量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)層22，量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)層上設(shè)有絨面結(jié)構(gòu)層32，絨面結(jié)構(gòu)層上設(shè)有本征非晶硅層42，本征非晶硅層上設(shè)有N型非晶硅層8，N型非晶硅層上設(shè)有透明導(dǎo)電薄膜層62，透明導(dǎo)電薄膜層上設(shè)有金屬背電極9。所述絨面結(jié)構(gòu)層為金字塔結(jié)構(gòu)。上述硅基異質(zhì)結(jié)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為24%以上。上述硅基異質(zhì)結(jié)太陽能電池可以按下述方法制備第一步，先將N型硅片進(jìn)行化學(xué)清洗；第二步，在N型硅片的正面和背面形成金字塔絨面結(jié)構(gòu)層；第三步，在N型硅片的正面和背面形成量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)層；第四步，利用PECVD在正面和背面制備本征非晶硅層；第五步，利用PECVD在正面制備P型非晶硅層；第六步，利用PECVD在背面制備N型非晶硅層；第七步，利用磁控濺射在正面和背面制備透明導(dǎo)電薄膜層；第八步，絲網(wǎng)印刷正面、背面金屬電極；電極燒結(jié)形成歐姆接觸；從而得到本實(shí)用新型的硅基異質(zhì)結(jié)太陽能電池。
權(quán)利要求1.一種硅基異質(zhì)結(jié)太陽能電池，包括N型襯底(1)，其特征在于 所述N型襯底的正面設(shè)有量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)層(21)，量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)層上設(shè)有絨面結(jié)構(gòu)層(31)，絨面結(jié)構(gòu)層上設(shè)有本征非晶硅層(41)，本征非晶硅層上設(shè)有P型非晶硅層(5)，P型非晶硅層上設(shè)有透明導(dǎo)電薄膜層(61)，透明導(dǎo)電薄膜層上設(shè)有金屬正電極(7)； 所述N型襯底的背面設(shè)有量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)層(22)，量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)層上設(shè)有絨面結(jié)構(gòu)層(32)，絨面結(jié)構(gòu)層上設(shè)有本征非晶硅層(42)，本征非晶硅層上設(shè)有N型非晶硅層(8)，N型非晶硅層上設(shè)有透明導(dǎo)電薄膜層(62)，透明導(dǎo)電薄膜層上設(shè)有金屬背電極(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硅基異質(zhì)結(jié)太陽能電池，其特征在于所述絨面結(jié)構(gòu)層為金字塔結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種硅基異質(zhì)結(jié)太陽能電池，包括N型襯底，所述N型襯底的正面設(shè)有量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)層，量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)層上設(shè)有絨面結(jié)構(gòu)層，絨面結(jié)構(gòu)層上設(shè)有本征非晶硅層，本征非晶硅層上設(shè)有P型非晶硅層，P型非晶硅層上設(shè)有透明導(dǎo)電薄膜層，透明導(dǎo)電薄膜層上設(shè)有金屬正電極；所述N型襯底的背面設(shè)有量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)層，量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)層上設(shè)有絨面結(jié)構(gòu)層，絨面結(jié)構(gòu)層上設(shè)有本征非晶硅層，本征非晶硅層上設(shè)有N型非晶硅層，N型非晶硅層上設(shè)有透明導(dǎo)電薄膜層，透明導(dǎo)電薄膜層上設(shè)有金屬背電極。本實(shí)用新型的硅異質(zhì)結(jié)太陽能電池可以有效提升載流子的數(shù)量，具有較好的光電轉(zhuǎn)換效率，試驗(yàn)證明，本實(shí)用新型的電池的平均光電轉(zhuǎn)換效率在24%以上，具有顯著的效果。
文檔編號H01L31/0352GK202384349SQ20112054075
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者楊智, 殷涵玉, 王栩生, 王登志, 章靈軍, 肖俊峰 申請人:蘇州阿特斯陽光電力科技有限公司, 阿特斯(中國)投資有限公司