CN101814541A - 表面分布有金属纳米线的硅太阳电池 - Google Patents
表面分布有金属纳米线的硅太阳电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101814541A CN101814541A CN201010142442A CN201010142442A CN101814541A CN 101814541 A CN101814541 A CN 101814541A CN 201010142442 A CN201010142442 A CN 201010142442A CN 201010142442 A CN201010142442 A CN 201010142442A CN 101814541 A CN101814541 A CN 101814541A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solar cell
- silicon solar
- nanometer line
- metal nanometer
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 33
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 33
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 29
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 29
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 title abstract description 26
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical group N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical group [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N (2s)-2,6-diaminohexanoic acid;(2s)-2-hydroxybutanedioic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O.NCCCC[C@H](N)C(O)=O NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N 0.000 description 1
- VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N Nickel(2+) Chemical compound [Ni+2] VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N hydrazine monohydrate Substances O.NN IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910001453 nickel ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
一种太阳能电池技术领域的表面分布有金属纳米线的硅太阳电池，包括由下而上依次逐层连接的背电极、P型硅衬底、N型层、金属纳米线、减反射层和前电极，本发明将金属纳米线组装到硅太阳电池基片表面，利用纳米线结构的表面效应减小太阳电池的串联电阻，进一步提高太阳电池的光电转换效率，比传统的太阳电池的光电转换效率提高1-5％。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种太阳能电池技术领域的产品，具体是一种表面分布有金属纳米线的硅太阳电池。
背景技术
太阳电池的发展方向是降低成本、提高效率，而减小电池的串联电阻是PN结硅太阳电池生产工艺中有望实现高效率的方法之一。现有的电池结构和表面处理技术还有很大发展空间，设计新型太阳电池结构为进一步提高太阳电池的光电转换效率提供了重要途径。
经过对现有技术的文献检索发现，Baek Stanley S在《IEEE Trans.Compon.Packag.Technol》(IEEE元件及封装技术会刊)，vol.31，pp.859-868，Dec.2008)上发表的“ReducingContact Resistance Using Compliant Nickel Nanowire Arrays(规则镍纳米线阵列用以降低接触串联电阻)”，提出了镍纳米线由于具有大的比表面积，可以有效地降低表面的串联电阻。然而，金属纳米线用于太阳电池方面的研究还没有报道。为此设计新型太阳电池结构对改善太阳电池性能具有重要现实意义。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种表面分布有金属纳米线的硅太阳电池，突破了目前硅太阳电池结构设计概念，将金属纳米线组装在制作好PN结的硅太阳电池基片的受光面的表面，在结构上利用纳米线结构的表面效应，减小太阳电池的串联电阻，提高太阳电池的光电转换效率。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括由下而上依次逐层连接的背电极、P型硅衬底、N型层、减反射层和前电极，其中：N型层上设有金属纳米线，该金属纳米线的直径在1-500纳米之间，金属纳米线的长度大于100纳米，具体为：Ni、Co、Ag、Cr、Fe、Cu、Al、Sn、Zn、Ti和Pb中的一种或其组合制成；
所述的金属纳米线在N型层和减反射层之间，其分布密度为(10-10万根)/平方毫米；
所述的背电极为铝制电极；
所述的前电极为银栅(silver grid)电极；
所述的减反射层为氮化硅(SiN)或者氧化硅(SiO2)制成；
本发明通过以下方式制备获得：在制作好硅太阳电池的硅衬底和N型层后，将金属纳米线组装到硅太阳电池基片的受光面的表面，制备得到单晶硅太阳电池或多晶硅太阳电池。
本发明的有益效果是：本发明将金属纳米线组装到硅太阳电池基片表面，利用纳米线结构的表面效应减小太阳电池的串联电阻，提高太阳电池的光电转换效率，此方法适用各种硅太阳电池。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图中：1背电极、2P型硅衬底、3N型层、4减反射层、5前电极、6金属纳米线涂层。
图2为实施例1得到的分布有镍纳米线的表面。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括：由下而上依次逐层连接的背电极1、P型硅衬底2、N型层3、金属纳米线6、减反射层4和前电极5，其中：金属纳米线6的直径在1-500纳米之间，金属纳米线的长度大于100纳米，具体为：Ni、Co、Ag、Cr、Fe、Cu、Al、Sn、Zn、Ti和Pb中的一种或其组合制成，经多项反复实施，性能和效果符合本项发明的要求；
所述的金属纳米线6在N型层3和减反射层4之间，其分布密度在(10-10万根)/平方毫米的范围内经多项(10根/平方毫米、5万根/平方毫米、10万根/平方毫米等等实例)实施性能和效果符合本项发明的要求；
所述的背电极1为铝制电极，采用丝网印刷方法形成；
所述的N型层3通过高温离子(如磷)扩散工艺而形成；
所述的减反射层4为氮化硅(SiN)或者氧化硅(SiO2)，采用PECVD方法沉积形成，其厚度为70纳米；
所述的前电极5为银栅(silver grid)电极，采用丝网印刷方法形成。
金属镍纳米线的制备方法之一是磁场无模板法，利用外加磁场液相氧化还原法，使用水合肼还原二价镍离子，得到镍纳米线。本实施例采用旋转涂覆的方法在制作好PN结的硅太阳电池基片的受光表面涂覆分布密度为10根/平方毫米至10万根/平方毫米镍纳米线的，镍纳米线的长度大于100纳米；
经过上述步骤，得到的在硅太阳电池基片受光表面分布有镍纳米线的表面如图2所示。
本实施例的表面分布有金属纳米线的太阳电池结构，将金属纳米线组装到硅太阳电池基片表面，利用纳米线结构的表面效应减小太阳电池的串联电阻，进一步提高太阳电池的光电转换效率，比传统的太阳电池的光电转换效率提高1-5％。
Claims (7)
1.一种表面分布有金属纳米线的硅太阳电池，包括由下而上依次逐层连接的背电极、P型硅衬底、N型层、减反射层和前电极，其特征在于：N型层上设有金属纳米线；
所述的金属纳米线的直径在1-500纳米之间，金属纳米线的长度大于100纳米。
2.根据权利要求1所述的表面分布有金属纳米线的硅太阳电池，其特征是，所述的金属纳米线为：Ni、Co、Ag、Cr、Fe、Cu、Al、Sn、Zn、Ti和Pb中的一种或其组合制成。
3.根据权利要求1或2所述的表面分布有金属纳米线的硅太阳电池，其特征是，所述的金属纳米线在N型层和减反射层之间的分布密度为(10-10万根)/平方毫米。
4.根据权利要求1所述的表面分布有金属纳米线的硅太阳电池，其特征是，所述的背电极为铝制电极.
5.根据权利要求1所述的表面分布有金属纳米线的硅太阳电池，其特征是，所述的减反射层为氮化硅或者氧化硅。
6.根据权利要求1所述的表面分布有金属纳米线的硅太阳电池，其特征是，所述的前电极为银栅电极。
7.根据权利要求1所述的表面分布有金属纳米线的硅太阳电池，其特征是，所述的硅太阳电池是单晶硅太阳电池或多晶硅太阳电池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010101424421A CN101814541B (zh) | 2010-04-09 | 2010-04-09 | 表面分布有金属纳米线的硅太阳电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010101424421A CN101814541B (zh) | 2010-04-09 | 2010-04-09 | 表面分布有金属纳米线的硅太阳电池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101814541A true CN101814541A (zh) | 2010-08-25 |
| CN101814541B CN101814541B (zh) | 2012-07-18 |
Family
ID=42621724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010101424421A Expired - Fee Related CN101814541B (zh) | 2010-04-09 | 2010-04-09 | 表面分布有金属纳米线的硅太阳电池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101814541B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102290449A (zh) * | 2011-07-28 | 2011-12-21 | 河北工业大学 | 一种多晶硅太阳电池的减反射膜膜系及制备方法 |
| CN103681887A (zh) * | 2013-12-24 | 2014-03-26 | 上海交通大学 | 掺杂ZnO纳米线透明导电陷光结构的硅太阳电池 |
| CN104827026A (zh) * | 2015-05-28 | 2015-08-12 | 北京化工大学 | 一种银铬合金纳米线及其制备方法 |
| CN105449015A (zh) * | 2015-11-16 | 2016-03-30 | 华南师范大学 | 微纳金字塔硅/InGaN杂合pn结太阳能电池及其制法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080066802A1 (en) * | 2006-03-23 | 2008-03-20 | Solexant Corp. | Photovoltaic device containing nanoparticle sensitized carbon nanotubes |
| CN101305472A (zh) * | 2005-11-08 | 2008-11-12 | Lg化学株式会社 | 高效太阳能电池及其制备方法 |
| CN201156545Y (zh) * | 2008-01-07 | 2008-11-26 | 四川大学 | 一种锑化铝透明薄膜太阳电池 |
| US20100078197A1 (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-01 | Fujifilm Corporation | Metal nanowires, method for producing the same, and transparent conductor |
-
2010
- 2010-04-09 CN CN2010101424421A patent/CN101814541B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101305472A (zh) * | 2005-11-08 | 2008-11-12 | Lg化学株式会社 | 高效太阳能电池及其制备方法 |
| US20080066802A1 (en) * | 2006-03-23 | 2008-03-20 | Solexant Corp. | Photovoltaic device containing nanoparticle sensitized carbon nanotubes |
| CN201156545Y (zh) * | 2008-01-07 | 2008-11-26 | 四川大学 | 一种锑化铝透明薄膜太阳电池 |
| US20100078197A1 (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-01 | Fujifilm Corporation | Metal nanowires, method for producing the same, and transparent conductor |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102290449A (zh) * | 2011-07-28 | 2011-12-21 | 河北工业大学 | 一种多晶硅太阳电池的减反射膜膜系及制备方法 |
| CN103681887A (zh) * | 2013-12-24 | 2014-03-26 | 上海交通大学 | 掺杂ZnO纳米线透明导电陷光结构的硅太阳电池 |
| CN104827026A (zh) * | 2015-05-28 | 2015-08-12 | 北京化工大学 | 一种银铬合金纳米线及其制备方法 |
| US10500637B2 (en) | 2015-05-28 | 2019-12-10 | Beijing University Of Chemical Technology | Silver-chromium alloy nanowire and preparation method therefor |
| CN105449015A (zh) * | 2015-11-16 | 2016-03-30 | 华南师范大学 | 微纳金字塔硅/InGaN杂合pn结太阳能电池及其制法 |
| CN105449015B (zh) * | 2015-11-16 | 2017-06-16 | 华南师范大学 | 微纳金字塔硅/InGaN杂合pn结太阳能电池及其制法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101814541B (zh) | 2012-07-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108807565A (zh) | 一种钝化接触电极结构，其适用的太阳能电池及制作方法 | |
| CN107946405B (zh) | 一种钝化接触太阳能电池的制作方法 | |
| CN102299200B (zh) | 一种晶体硅太阳能电池金属电极的制备方法 | |
| CN102437246B (zh) | 一种晶体硅太阳能电池的制备方法 | |
| CN109638094A (zh) | 高效异质结电池本征非晶硅钝化层结构及其制备方法 | |
| CN110137278A (zh) | 原位还原制备电镀种子层的异质结太阳电池及其制备方法 | |
| CN102339902A (zh) | 掩膜扩散法制备p型太阳能电池的方法及其结构 | |
| CN103383975A (zh) | 一种双面钝化高效异质结电池及其制作方法 | |
| CN101814541B (zh) | 表面分布有金属纳米线的硅太阳电池 | |
| CN103199143A (zh) | N型掺氢晶化硅钝化的异质结太阳能电池器件 | |
| CN108417719A (zh) | 一种硅基核壳结构光伏电池及其制备方法 | |
| CN108565343A (zh) | 高性能量子点中间带石墨烯肖特基结太阳电池及制备 | |
| CN106653923B (zh) | 一种适合薄片化的n型pert双面电池结构及其制备方法 | |
| CN205564764U (zh) | 一种背面钝化接触电池结构 | |
| CN104716209A (zh) | 基于硅基纳米线的太阳能电池及其制备方法 | |
| CN207542252U (zh) | 一种晶体硅太阳能电池结构 | |
| CN103346172B (zh) | 异质结太阳能电池及其制备方法 | |
| CN203312314U (zh) | 一种全覆盖铝背发射结的n型晶硅太阳电池 | |
| CN202585426U (zh) | 一种晶体硅太阳电池 | |
| CN102176490A (zh) | 锑辅助生长的砷化铟/砷化镓量子点太阳电池的制作方法 | |
| CN102403379B (zh) | 具有背面浮动结的太阳能电池结构及其制作方法 | |
| CN203260605U (zh) | 叠层薄膜背面钝化的太阳能电池 | |
| CN203521433U (zh) | 晶体硅太阳电池的背面梁桥式接触电极 | |
| CN103280496A (zh) | 一种晶体硅异质结/微晶硅薄膜叠层光伏电池的制备方法 | |
| CN104465814B (zh) | 一种结合氧化锌纳米结构超小绒面太阳电池及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120718 Termination date: 20150409 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |