CN102569478A - 薄膜非晶硅-n型晶体硅异质结叠层太阳能电池 - Google Patents

薄膜非晶硅-n型晶体硅异质结叠层太阳能电池 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种薄膜非晶硅-N型晶体硅异质结叠层太阳能电池，具有N型晶体硅基体，N型晶体硅基体背面沉积有厚度为2～10nm的背面非晶硅本征层，背面非晶硅本征层的背面钝化后沉积有厚度为5～15nm的N型微晶硅层，N型晶体硅基体正面沉积有厚度为2～10nm的正面第一非晶硅本征层，正面第一非晶硅本征层的正面钝化后沉积有厚度为10～20nm的P型微晶硅层，P型微晶硅层正面依次沉积有厚度为5～15nm的N型非晶硅层、厚度为50～200nm的正面第二非晶硅本征层、厚度为10～20nm的P型非晶硅层。本发明可以减少非晶硅本征薄膜的厚度，可以提高对太阳光的利用率，从而提升太阳能电池的效率。

Description

薄膜非晶硅-N型晶体硅异质结叠层太阳能电池
技术领域
本发明涉及一种薄膜非晶硅-N型晶体硅异质结叠层太阳能电池。
背景技术
现有的非晶硅薄膜电池具有开路电压高的特点，但非晶硅材料自身具有的无定形的特点，其电子和空穴的扩散长度小，只能通过内建电场所形成的迁移电流获得，短路电流小，硅基薄膜电池整体效率不高；由于需要吸收太阳光的能量，非晶硅本征层厚度较厚，一般有几百纳米，其固有的光致衰退效应(S-W效应)，光电转化效率还会进一步的降低。
晶体硅电池具有较好的晶格完整性，光生电子空穴对通过扩散电流来实现，但由于其禁带宽度较小，开路电压不高，同时由于晶硅的吸收系数小，因此硅片必须有较厚的厚度才能对光子的充分吸收，但厚度增大，成本亦随之增加。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种异质结叠层太阳能电池及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种薄膜非晶硅-N型晶体硅异质结叠层太阳能电池，具有N型晶体硅基体，所述的N型晶体硅基体背面沉积有厚度为2～10nm的背面非晶硅本征层，所述的背面非晶硅本征层的背面钝化后沉积有厚度为5～15nm的N型微晶硅层，所述的N型晶体硅基体正面沉积有厚度为2～10nm的正面第一非晶硅本征层，所述的正面第一非晶硅本征层的正面钝化后沉积有厚度为10～20nm的P型微晶硅层，P型微晶硅层正面依次沉积有厚度为5～15nm的N型非晶硅层、厚度为50～200nm的正面第二非晶硅本征层、厚度为10～20nm的P型非晶硅层。
进一步地，所述的N型微晶硅层背面沉积有厚度为80～100nm的背面导电膜层，背面导电膜层背面印刷有背面电极，所述的P型非晶硅层正面沉积有厚度为80～100nm的正面导电膜层，正面导电膜层正面印刷有正面电极。
一种薄膜非晶硅-N型晶体硅异质结叠层太阳能电池的制备方法，(1)由N型晶体硅基体作为衬底，所述的N型晶体硅基体背面沉积厚度为2～10nm的背面非晶硅本征层，(2)所述的背面非晶硅本征层的背面钝化后沉积厚度为5～15nm的N型微晶硅层，(3)所述的N型晶体硅基体正面沉积厚度为2～10nm的正面第一非晶硅本征层，(4)所述的正面第一非晶硅本征层的正面钝化后沉积厚度为10～20nm的P型微晶硅层，(5)P型微晶硅层正面依次沉积厚度为5～15nm的N型非晶硅层、厚度为50～200nm的正面第二非晶硅本征层、厚度为10～20nm的P型非晶硅层。
进一步地，所述的N型微晶硅层背面沉积厚度为80～100nm的背面导电膜层，背面导电膜层背面印刷背面电极，所述的P型非晶硅层正面沉积厚度为80～100nm的正面导电膜层，正面导电膜层正面印刷正面电极。
本发明的有益效果是：本发明制成的薄膜非晶硅-N型晶体硅异质结叠层太阳能电池，可以减少非晶硅本征薄膜的厚度，降低非晶硅电池的S-W效应；减少晶硅硅片材料厚度，降低生产成本；形成薄膜非晶硅和晶体硅叠层电池后，两者的电压叠加，开路电压进一步的提升；薄膜非晶硅本征层和晶体硅的禁带宽度不同，对应的对太阳光谱的吸收不同，可以提高对太阳光的利用率，从而提升太阳能电池的效率。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种薄膜非晶硅-N型晶体硅异质结叠层太阳能电池，具有N型晶体硅基体，N型晶体硅基体背面沉积有厚度为2～10nm的背面非晶硅本征层，背面非晶硅本征层的背面钝化后沉积有厚度为5～15nm的N型微晶硅层，N型晶体硅基体正面沉积有厚度为2～10nm的正面第一非晶硅本征层，正面第一非晶硅本征层的正面钝化后沉积有厚度为10～20nm的P型微晶硅层，P型微晶硅层正面依次沉积有厚度为5～15nm的N型非晶硅层、厚度为50～200nm的正面第二非晶硅本征层、厚度为10～20nm的P型非晶硅层。
N型微晶硅层背面沉积有厚度为80～100nm的背面导电膜层，背面导电膜层背面印刷有背面电极，P型非晶硅层正面沉积有厚度为80～100nm的正面导电膜层，正面导电膜层正面印刷有正面电极。导电膜采用TCO薄膜，正面电极和背面电极均为Ag栅极。
N型晶体硅即C-Si(N)，非晶硅本征即a-Si:H(I)，N型微晶硅即UC-Si(N)，P型微晶硅即UC-Si(P)，N型非晶硅a-Si:H(N)，P型非晶硅a-Si:H(P)。
一种薄膜非晶硅-N型晶体硅异质结叠层太阳能电池的制备方法，(1)由N型晶体硅基体作为衬底，N型晶体硅基体背面沉积厚度为2～10nm的背面非晶硅本征层，(2)背面非晶硅本征层的背面钝化后沉积厚度为5～15nm的N型微晶硅层，(3)N型晶体硅基体正面沉积厚度为2～10nm的正面第一非晶硅本征层，(4)正面第一非晶硅本征层的正面钝化后沉积厚度为10～20nm的P型微晶硅层，(5)P型微晶硅层正面依次沉积厚度为5～15nm的N型非晶硅层、厚度为50～200nm的正面第二非晶硅本征层、厚度为10～20nm的P型非晶硅层。
N型微晶硅层背面沉积厚度为80～100nm的背面导电膜层，背面导电膜层背面印刷背面电极，P型非晶硅层正面沉积厚度为80～100nm的正面导电膜层，正面导电膜层正面印刷正面。
背面非晶硅本征层、正面第一非晶硅本征层、正面第二非晶硅本征层的作用：作为吸收层，吸收太阳光的能量，由于N型晶体硅的存在，可以降低其厚度，降低S-W效应。
N型晶体硅基体的作用：作为吸收层，可以大量的吸收光子。
N型非晶硅层、P型非晶硅层的作用，形成内建电场，非晶硅掺杂层的存在，可以提高开路电压；薄膜硅和晶体硅电池的内部串联，开压相加，进一步的提高电池的开路电压。
由于N型非晶硅层、P型非晶硅层和背面非晶硅本征层、正面第一非晶硅本征层、正面第二非晶硅本征层的同时存在，且禁带宽度的不同，吸收光谱范围的不同，因此调制好非晶硅层的厚度和N型晶体硅的厚度，可以更加充分的吸收整个太阳光谱的能量，提高对太阳能的利用效率，提高电池转化效率。
本发明的薄膜薄膜非晶硅-N型晶体硅异质结叠层太阳能电池可以减小非晶硅薄膜的厚度降低S-W效应，提高薄膜电池的转化效率；对晶体硅的厚度要求可以大大降低，降低对硅料的使用量，降低生产成本；非晶硅和晶体硅电池串联，与单结电池(薄膜硅和晶体硅电池)相比，可以获得更高的开路电压；由于薄膜硅和晶体硅的光学带隙和禁带宽度的不同，吸收系数和截止波长的不同，可以更充分的对太阳光谱的能量进行更充分的吸收，提高对太阳光能量的利用率，提高太阳能电池的效率。
本发明中所涉及的化学式在太阳能电池技术领域中具有唯一特定含义。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种薄膜非晶硅-N型晶体硅异质结叠层太阳能电池，具有N型晶体硅基体，其特征在于：所述的N型晶体硅基体背面沉积有厚度为2～10nm的背面非晶硅本征层，所述的背面非晶硅本征层的背面钝化后沉积有厚度为5～15nm的N型微晶硅层，所述的N型晶体硅基体正面沉积有厚度为2～10nm的正面第一非晶硅本征层，所述的正面第一非晶硅本征层的正面钝化后沉积有厚度为10～20nm的P型微晶硅层，P型微晶硅层正面依次沉积有厚度为5～15nm的N型非晶硅层、厚度为50～200nm的正面第二非晶硅本征层、厚度为10～20nm的P型非晶硅层。
2.根据权利要求1所述的薄膜非晶硅-N型晶体硅异质结叠层太阳能电池，其特征在于：所述的N型微晶硅层背面沉积有厚度为80～100nm的背面导电膜层，背面导电膜层背面印刷有背面电极，所述的P型非晶硅层正面沉积有厚度为80～100nm的正面导电膜层，正面导电膜层正面印刷有正面电极。
3.一种薄膜非晶硅-N型晶体硅异质结叠层太阳能电池的制备方法，其特征在于：(1)由N型晶体硅基体作为衬底，所述的N型晶体硅基体背面沉积厚度为2～10nm的背面非晶硅本征层，(2)所述的背面非晶硅本征层的背面钝化后沉积厚度为5～15nm的N型微晶硅层，(3)所述的N型晶体硅基体正面沉积厚度为2～10nm的正面第一非晶硅本征层，(4)所述的正面第一非晶硅本征层的正面钝化后沉积厚度为10～20nm的P型微晶硅层，(5)P型微晶硅层正面依次沉积厚度为5～15nm的N型非晶硅层、厚度为50～200nm的正面第二非晶硅本征层、厚度为10～20nm的P型非晶硅层。
4.根据权利要求3所述的薄膜非晶硅-N型晶体硅异质结叠层太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述的N型微晶硅层背面沉积厚度为80～100nm的背面导电膜层，背面导电膜层背面印刷背面电极，所述的P型非晶硅层正面沉积厚度为80～100nm的正面导电膜层，正面导电膜层正面印刷正面电极。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102842635A (zh) * 2012-08-16 2012-12-26 常州天合光能有限公司 一种非晶硅薄膜-p型晶体硅叠层太阳电池及制造工艺
CN102903780A (zh) * 2012-09-27 2013-01-30 奥特斯维能源（太仓）有限公司 一种晶体硅\非晶硅双节双面电池及其制造方法
CN103066208A (zh) * 2012-12-28 2013-04-24 浙江金贝能源科技有限公司 一种n型硅衬底加有机晶体双面异质结太阳能电池片
CN103117331A (zh) * 2013-01-31 2013-05-22 英利集团有限公司 一种n型异质结太阳电池及其制作方法
CN103280496A (zh) * 2013-05-31 2013-09-04 浙江正泰太阳能科技有限公司 一种晶体硅异质结/微晶硅薄膜叠层光伏电池的制备方法
CN104600157A (zh) * 2015-01-13 2015-05-06 福建铂阳精工设备有限公司 一种异质结太阳能电池的制造方法及异质结太阳能电池
CN104733559A (zh) * 2013-12-18 2015-06-24 宋太伟 多层扩展pn结薄膜太阳能电池
CN105655433A (zh) * 2016-04-13 2016-06-08 黄广明 一种晶体硅\非晶硅双节太阳能电池及其制造方法
CN106784110A (zh) * 2016-12-16 2017-05-31 上海电机学院 一种基于低价晶硅片的叠层太阳能光伏电池
JP2017525136A (ja) * 2014-06-27 2017-08-31 トータル マーケティング サービスィズ 結晶シリコンを用いた太陽電池の受光面のパッシベーション
RU2667689C2 (ru) * 2016-12-28 2018-09-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Способ получения гетероперехода нанокристаллический кремний/аморфный гидрогенизированный кремний для солнечных элементов и солнечный элемент с таким гетеропереходом

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1755949A (zh) * 2004-09-29 2006-04-05 三洋电机株式会社 光生伏打装置
CN101777593A (zh) * 2010-01-20 2010-07-14 景德镇陶瓷学院 一种具有掺杂中间层结构的非晶/微晶硅叠层太阳电池及其制造方法
CN201667340U (zh) * 2009-07-01 2010-12-08 保定天威集团有限公司 一种叠层太阳能电池

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1755949A (zh) * 2004-09-29 2006-04-05 三洋电机株式会社 光生伏打装置
CN201667340U (zh) * 2009-07-01 2010-12-08 保定天威集团有限公司 一种叠层太阳能电池
CN101777593A (zh) * 2010-01-20 2010-07-14 景德镇陶瓷学院 一种具有掺杂中间层结构的非晶/微晶硅叠层太阳电池及其制造方法

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102842635A (zh) * 2012-08-16 2012-12-26 常州天合光能有限公司 一种非晶硅薄膜-p型晶体硅叠层太阳电池及制造工艺
CN102903780A (zh) * 2012-09-27 2013-01-30 奥特斯维能源（太仓）有限公司 一种晶体硅\非晶硅双节双面电池及其制造方法
CN103066208B (zh) * 2012-12-28 2015-11-25 浙江金贝能源科技有限公司 一种n型硅衬底加有机晶体双面异质结太阳能电池片
CN103066208A (zh) * 2012-12-28 2013-04-24 浙江金贝能源科技有限公司 一种n型硅衬底加有机晶体双面异质结太阳能电池片
CN103117331A (zh) * 2013-01-31 2013-05-22 英利集团有限公司 一种n型异质结太阳电池及其制作方法
CN103117331B (zh) * 2013-01-31 2016-02-10 英利集团有限公司 一种n型异质结太阳电池及其制作方法
CN103280496A (zh) * 2013-05-31 2013-09-04 浙江正泰太阳能科技有限公司 一种晶体硅异质结/微晶硅薄膜叠层光伏电池的制备方法
CN104733559A (zh) * 2013-12-18 2015-06-24 宋太伟 多层扩展pn结薄膜太阳能电池
JP2017525136A (ja) * 2014-06-27 2017-08-31 トータル マーケティング サービスィズ 結晶シリコンを用いた太陽電池の受光面のパッシベーション
CN104600157A (zh) * 2015-01-13 2015-05-06 福建铂阳精工设备有限公司 一种异质结太阳能电池的制造方法及异质结太阳能电池
CN105655433A (zh) * 2016-04-13 2016-06-08 黄广明 一种晶体硅\非晶硅双节太阳能电池及其制造方法
CN106784110A (zh) * 2016-12-16 2017-05-31 上海电机学院 一种基于低价晶硅片的叠层太阳能光伏电池
RU2667689C2 (ru) * 2016-12-28 2018-09-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Способ получения гетероперехода нанокристаллический кремний/аморфный гидрогенизированный кремний для солнечных элементов и солнечный элемент с таким гетеропереходом

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