CN102856419A - 叠层硅基异质结太阳能电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及叠层硅基异质结太阳能电池，具有c-Si(p)基体，c-Si(p)基体正面生长有正面ZnO层，正面ZnO层的正面依次生长有正面a-Si:H(i)层、正面a-Si:H(n+)层，正面a-Si:H(n+)层正面具有SiO2层，c-Si(p)基体背面生长有背面ZnO层，背面ZnO层背面依次生长有背面a-Si:H(i)层、背面a-Si:H(p+)层，背面a-Si:H(p+)层背面沉积有AL2O3薄膜。本发明增加了非晶硅对光的吸收，减少了非晶硅的厚度，减弱了非晶硅的光致衰减效应，提高稳定性，有利于提高电池效率。

Description

叠层硅基异质结太阳能电池
技术领域
本发明涉及一种叠层硅基异质结太阳能电池。
背景技术
非晶硅与晶体硅叠层电池中非晶硅较薄，晶体硅较厚，容易导致顶电池光吸收下降，短路电流密度（JSC）低于顶电池，形成顶、底电池电流不匹配。根据电流连续性原理，整个叠层电池的短路电流密度受到顶电池的限制，从而产生了带中间层的晶体硅/非晶硅电池。
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，提供叠层硅基异质结太阳能电池，增加非晶硅对光的吸收，减少非晶硅的厚度，提高电池效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种叠层硅基异质结太阳能电池，具有c-Si(p)基体，c-Si(p)基体正面生长有厚度为10～50nm的正面ZnO层，所述的正面ZnO层的正面依次生长有正面a-Si:H(i)层、正面a-Si:H(n+)层，所述的正面a-Si:H(i)层厚度为5±1nm，所述的正面a-Si:H(n+)层厚度为10±2nm，所述的正面a-Si:H(n+)层正面具有厚度为1～2nm的SiO2层，所述的c-Si(p)基体背面生长有厚度为10～50nm的背面ZnO层，所述的背面ZnO层背面依次生长有背面a-Si:H(i)层、背面a-Si:H(p+)层，所述的背面a-Si:H(i)层厚度为5±1nm，所述的背面a-Si:H(p+)层厚度为10±2nm，所述的背面a-Si:H(p+)层背面沉积有厚度为1～2nm的AL2O3薄膜。
所述的SiO2层正面为正面TCO窗口层，所述的正面TCO窗口层至正面a-Si:H(n+)层具有连通孔，所述的AL2O3薄膜背面为背面TCO窗口层，所述的背面TCO窗口层至背面a-Si:H(p+)层具有连通孔，所述的正面TCO窗口层正面印刷有Ag栅极，所述的背面TCO窗口层背面印刷有Ag栅极。
本发明的有益效果是：本发明在晶体硅c-Si(p)基体与非晶硅正面a-Si:H(i)层之间以及晶体硅c-Si(p)基体与非晶硅背面a-Si:H(i)层之间引入中间层，增加了非晶硅对光的吸收，减少了非晶硅的厚度，减弱了非晶硅的光致衰减效应，提高稳定性，有利于提高电池效率。另外，中间层为厚度为10～50nm的正面ZnO层或背面ZnO层，进一步增加非晶硅对光的吸收，减少非晶硅的厚度，进一步降低非晶硅光致衰减效应。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是本发明的电池结构简化示意图；
其中：1.c-Si(p)基体，21.正面ZnO层，22.背面ZnO层，31.正面a-Si:H(i)层，32.背面a-Si:H(i)层，41.正面a-Si:H(n+)层，42.背面a-Si:H(p+)层，51.SiO2层，52.AL2O3薄膜，61.正面TCO窗口层，62.背面TCO窗口层。
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，一种叠层硅基异质结太阳能电池，具有c-Si(p)基体1，c-Si(p)基体1正面生长有厚度为10～50nm的正面ZnO层21，正面ZnO层21的正面依次生长有正面a-Si:H(i)层31、正面a-Si:H(n+)层41，正面a-Si:H(i)层31厚度为5±1nm，正面a-Si:H(n+)层41厚度为10±2nm，正面a-Si:H(n+)层41正面具有厚度为1～2nm的SiO2层51，c-Si(p)基体1背面生长有厚度为10～50nm的背面ZnO层22，背面ZnO层22背面依次生长有背面a-Si:H(i)层32、背面a-Si:H(p+)层42，背面a-Si:H(i)层32厚度为5±1nm，背面a-Si:H(p+)层42厚度为10±2nm，背面a-Si:H(p+)层42背面沉积有厚度为1～2nm的AL2O3薄膜52。
SiO2层51正面为正面TCO窗口层61，正面TCO窗口层61至正面a-Si:H(n+)层41具有连通孔，AL2O3薄膜52背面为背面TCO窗口层62，背面TCO窗口层62至背面a-Si:H(p+)层42具有连通孔，正面TCO窗口层61正面印刷有Ag栅极，背面TCO窗口层62背面印刷有Ag栅极。
制作叠层硅基异质结太阳能电池的工艺为：本发明是在c-Si(p)基体1正面采用PVD方式生长厚度为10～50nm的正面ZnO层21。然后采用PECVD方式在正面ZnO层21的正面依次生长正面a-Si:H(i)层31、正面a-Si:H(n+)层41,正面a-Si:H(i)层31厚度为5±1nm，正面a-Si:H(n+)层41厚度为10±2nm。正面a-Si:H(n+)层41正面热氧化形成一层厚度为1～2nm的SiO2层51做掩膜,通过激光或者腐蚀性浆料开孔，然后采用磁控溅射方法沉积透明导电薄膜正面TCO窗口层61，正面TCO窗口层61至正面a-Si:H(n+)层41开有连通孔，正面TCO窗口层61厚度为100±20nm；最后在正面TCO窗口层61正面丝网印刷Ag栅极。
在c-Si(p)基体1背面采用PVD方式生长厚度为10～50nm的背面ZnO层22，然后采用PECVD方式在背面ZnO层22的背面依次沉积生长背面a-Si:H(i)层32、背面a-Si:H(p+)层42，背面a-Si:H(i)层32厚度为5±1nm，背面a-Si:H(p+)层42厚度为10±2nm。之后采用磁控溅射的方法在背面a-Si:H(p+)层42背面沉积有厚度为1～2nm的AL2O3薄膜52，通过激光或者腐蚀性浆料开孔,然后采用磁控溅射方法沉积透明导电薄膜背面TCO窗口层62，背面TCO窗口层62至背面a-Si:H(p+)层42开有连通孔，背面TCO窗口层62厚度为100±20nm；最后在背面TCO窗口层62背面丝网印刷Ag栅极。
本发明的叠层硅基异质结太阳能电池在晶体硅c-Si(p)基体1与非晶硅正面a-Si:H(i)层31之间以及晶体硅c-Si(p)基体1与非晶硅背面a-Si:H(i)层32之间引入中间层，增加了非晶硅对光的吸收，减少了非晶硅的厚度，减弱了非晶硅的光致衰减效应，提高稳定性。被钝化效果，有利于提高电池效率。另外，中间层为厚度为10～50nm的正面ZnO层21或背面ZnO层22，进一步增加非晶硅对光的吸收，减少非晶硅的厚度，进一步降低非晶硅光致衰减效应。
SiO2层51的作用：(1)起到很好的钝化作用，降低叠层硅基异质结太阳能电池表面复合速率，提高电池效率，(2)减弱高能量TCO离子对非晶硅的破坏，降低生产成本。
AL2O3薄膜52的作用：(1)起到很好的钝化作用，降低叠层硅基异质结太阳能电池表面复合速率，提高电池效率，(2)减弱高能量TCO离子对非晶硅的破坏，降低生产成本。
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 (2)

1.一种叠层硅基异质结太阳能电池，其特征在于：具有c-Si(p)基体（1），c-Si(p)基体（1）正面生长有厚度为10～50nm的正面ZnO层（21），所述的正面ZnO层（21）的正面依次生长有正面a-Si:H(i)层（31）、正面a-Si:H(n+)层（41），所述的正面a-Si:H(i)层（31）厚度为5±1nm，所述的正面a-Si:H(n+)层（41）厚度为10±2nm，所述的正面a-Si:H(n+)层（41）正面具有厚度为1～2nm的SiO2层（51），所述的c-Si(p)基体（1）背面生长有厚度为10～50nm的背面ZnO层（22），所述的背面ZnO层（22）背面依次生长有背面a-Si:H(i)层（32）、背面a-Si:H(p+)层（42），所述的背面a-Si:H(i)层（32）厚度为5±1nm，所述的背面a-Si:H(p+)层（42）厚度为10±2nm，所述的背面a-Si:H(p+)层（42）背面沉积有厚度为1～2nm的AL2O3薄膜（52）。
2.根据权利要求1所述的叠层硅基异质结太阳能电池，其特征在于：所述的SiO2层（51）正面为正面TCO窗口层（61），所述的正面TCO窗口层（61）至正面a-Si:H(n+)层（41）具有连通孔，所述的AL2O3薄膜（52）背面为背面TCO窗口层（62），所述的背面TCO窗口层（62）至背面a-Si:H(p+)层（42）具有连通孔，所述的正面TCO窗口层（61）正面印刷有Ag栅极，所述的背面TCO窗口层（62）背面印刷有Ag栅极。
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