CN103137716A - 太阳能电池、太阳能电池组及其制备方法 - Google Patents

太阳能电池、太阳能电池组及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种太阳能电池，其包括：依次并排且接触设置的一第一电极层、一P型硅层、一N型硅层及一第二电极层，该P型硅层与该N型硅层接触并形成一P-N结区，其中，上述各层沿一直线连续设置成一排构成一整体结构，所述整体结构具有一第一表面平行于该直线以及一与该第一表面相对的第二表面，且该第一表面为该太阳能电池直接接受光线入射的受光端面，所述太阳能电池还包括一反射元件，所述反射元件设置于第二表面一侧。本发明也涉及一种太阳能电池组及其制备方法。

Description

太阳能电池、太阳能电池组及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池、太阳能电池组及其制备方法。
背景技术
太阳能电池是利用半导体材料的光生伏特原理制成的。根据半导体光电转换材料种类不同，太阳能电池可以分为硅基太阳能电池(请参见太阳能电池及多晶硅的生产，材料与冶金学报，张明杰等，vol6，p33-38 (2007))、砷化镓太阳能电池、有机薄膜太阳能电池等。
目前，太阳能电池以硅基太阳能电池为主。请参阅图1，现有技术中的硅基太阳能电池10包括：一背电极12、一P型硅层14、一N型硅层16和一上电极18。所述P型硅层14采用多晶硅或单晶硅制成，具有第一表面142以及与该第一表面142相对设置的第二表面144，该第二表面144为一平面结构。所述背电极12设置于所述P型硅层14的第一表面142，且与该P型硅层14的第一表面142欧姆接触。所述N型硅层16形成于所述P型硅层14的第二表面144，作为光电转换的材料。该N型硅层16的表面为一平整的平面结构。所述上电极18设置于所述N型硅层16的表面。所述太阳能电池10中P型硅层14和N型硅层16形成P-N结区。当该太阳能电池10在工作时，光从上电极18一侧直接入射至所述上电极18，并经过所述上电极18和所述N型硅层16到达所述P-N结区，所述P-N结区在光子激发下产生多个电子-空穴对(载流子)，所述电子-空穴对在静电势能作用下分离并分别向所述背电极12和上电极18移动。如果在所述太阳能电池10的背电极12与上电极18两端接上负载，就会有电流通过外电路中的负载。
然而，上述结构中所述光子需要通过所述上电极18和所述N型硅层16之后才到达所述P-N结区，使得一部分入射光线被所述上电极18和N型硅层16吸收，使所述P-N结区对光的吸收率较低，进而减少了P-N结区激发出的载流子的量，降低了太阳能电池10的光电转换效率。
发明内容
有鉴于此，确有必要提供一种具有较高光电转换效率的太阳能电池、太阳能电池组及其制备方法。
一种太阳能电池，其包括：依次并排且接触设置的一第一电极层、一P型硅层、一N型硅层及一第二电极层，该P型硅层与该N型硅层接触并形成一P-N结区，其中，上述各层沿一直线连续设置成一排构成一整体结构，所述整体结构具有一第一表面平行于该直线以及一与该第一表面相对的第二表面，且该第一表面为该太阳能电池直接接受光线入射的受光端面，所述太阳能电池还包括一反射元件，所述反射元件设置于第二表面一侧。
一种太阳能电池组，其包括：多个串联设置的太阳能电池，每个太阳能电池包括依次并排且接触设置的一第一电极层、一P型硅层、一N型硅层及一第二电极层，该P型硅层与该N型硅层接触并形成一P-N结区，其中，上述每个太阳能电池中的各层沿一直线连续设置成一排构成一整体结构，所述整体结构具有一第一表面平行于该直线以及一与该第一表面相对的第二表面，且该第一表面为该太阳能电池直接接受光线入射的受光端面，所述太阳能电池还包括一反射元件，所述反射元件设置于第二表面一侧。
一种太阳能电池组的制备方法，其包括以下步骤：提供多个电池预制体，每个电池预制体包括：依次层叠且接触设置的一第一电极层基材、一P型硅层基材、一N型硅层基材及一第二电极层基材；将上述多个电池预制体沿一个方向层叠设置，使每个电池预制体中的第一电极层基材与相邻的电池预制体中的第二电极层基材相接触；沿层叠的方向切割所述多个电池预制体，形成多个电池单元，该每个电池单元具有一第一剖面平行于该层叠方向以及与所述第一剖面相对的第二剖面；在每个电池单元的所述第一剖面设置一反射元件。
相较于现有技术，所述太阳能电池工作时，光可直接入射至所述受光端面，由于该受光端面没有被电极覆盖，使得光子不必先经过电极、N型硅层后才到达P-N结区，从而减少了电极和N型硅层对光的吸收，提高了P-N结区的光吸收率，相应地，使得P-N结区可激发出更多的电子-空穴对，提高了整个太阳能电池的光电转换效率。另外，在第二表面设置一反射元件，所述反射元件能够有效地将到达第二表面的光线反射，从而使经反射后的光子可以直接被所述P-N结区吸收，进一步提高了整个太阳能电池的光电转换效率。
附图说明
图1为现有技术中的太阳能电池的结构示意图。
图2为本发明第一实施例提供的太阳能电池的剖视图。
图3为本发明第一实施例提供的太阳能电池的组合示意图。
图4为本发明第一实施例提供的太阳能电池组的剖视图。
图5为本发明第二实施例提供的太阳能电池的剖视图。
图6为本发明第二实施例提供的太阳能电池组的剖视图。
图7为本发明第三实施例提供的太阳能电池的剖视图。
图8为本发明第三实施例提供的太阳能电池组的剖视图。
图9为本发明第二实施例提供的太阳能电池组的制备方法流程图。
图10为本发明第二实施例提供的太阳能电池组的制备过程流程图。
主要元件符号说明
太阳能电池 20，30，40
反射元件 21，31，41
反射层 201，301
第一电极层 22，32，42
第二表面 23，33，43
P型硅层 24，34，44
第一侧面 242，342，443
第二侧面 244，344，444
透明绝缘层 35
N型硅层 26，36，46
第三侧面 262，362，462
第四侧面 264，364，464
第一表面 27，37，47
第二电极层 28，38，48
减反射层 29，39，49
电池预制体 210
第一电极层基材 220
第一剖面 230
P型硅层基材 240
第五侧面 241
第六侧面 243
N型硅层基材 260
第七侧面 261
第八侧面 263
第二剖面 270
第二电极层基材 280
电池单元 100
太阳能电池组 200，300，400
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施例对本发明的太阳能电池、太阳能电池组及其制备方法作进一步的详细说明。
请参阅图2及图3，本发明第一实施例提供一种太阳能电池20，包括：依次并排且接触设置的一第一电极层22、一P型硅层24、一N型硅层26以及一第二电极层28。上述各层沿一直线连续设置成一排构成一整体结构，所述整体结构具有一第一表面27平行于该直线以及一与该第一表面27相对的第二表面23，且该第一表面27为该太阳能电池直接接受光线入射的受光端面。具体地，该P型硅层24具有相对的一第一侧面242和一第二侧面244，该N型硅层26具有相对的一第三侧面262和一第四侧面264。该第一电极层22设置在该P型硅层24的第一侧面242，并与该P型硅层24电接触，该第二电极层28设置在该N型硅层26的第四侧面264，并与该N型硅层26电接触。该P型硅层24的第二侧面244与该N型硅层26的第三侧面262接触并形成一P-N结区。所述太阳能电池20还包括一反射元件21。该反射元件21与所述第二表面23接触设置且与所述第一电极层22和第二电极层28电绝缘。
所述P型硅层24具有一与该第一侧面242及第二侧面244相连的第三表面（图未标），所述N型硅层26具有一与该第三侧面262及第四侧面264相连的第四表面（图未标），所述第三表面和第四表面共同构成所述受光端面。由于所述P-N结区形成于所述P型硅层24和N型硅层26的接触面附近，因此，所述P-N结区通过所述受光端面同时暴露出P型硅层24和N型硅层26。由于所述受光端面没有被电极层及硅层覆盖，因此光可直接入射至所述受光端面，使得光子到达所述P-N结区。
所述P型硅层24为一层状结构，该P型硅层24的材料可以是单晶硅、多晶硅或其他的P型半导体材料。所述P型硅层24沿第一侧面242到第二侧面244方向的厚度为200微米~300微米。所述第三表面与第一侧面242及第二侧面244之间的夹角可大于0度且小于180度，优选为，该夹角为90度。本实施例中，所述第三表面与第一侧面242及第二侧面244垂直，所述P型硅层24为一厚度为200微米的P型单晶硅片。
所述N型硅层26形成于所述P型硅层24的第二侧面244，该N型硅层26为一层状结构。该N型硅层26可以通过向一硅片注入过量的如磷或者砷等N型掺杂材料制备而成。所述N型硅层26沿第三侧面262到第四侧面264方向上的厚度为10纳米~1微米。所述第四表面与第三侧面262及第四侧面264之间的夹角可大于0度且小于180度，优选为，该夹角为90度。本实施例中，所述第四表面与第三侧面262和第四侧面264垂直，所述N型硅层26的厚度为50纳米。
所述相互接触的P型硅层24的第二侧面244和N型硅层26的第三侧面262附近形成所述P-N结区。在该P-N结区中，N型硅层26中的多余电子趋向P型硅层24，并形成一个由N型硅层26指向P型硅层24的内电场。当所述P-N结区在光的激发下产生多个电子-空穴对时，所述多个电子-空穴对在内电场作用下分离，N型硅层26中的电子向所述第二电极层28移动，P型硅层中的空穴向所述第一电极层22移动，然后分别被所述第一电极层22和第二电极层28收集，形成电流，从而实现所述太阳能电池20中光能到电能的转换。
由于入射光不需要穿过所述第一电极层22到达P-N结区，所述第一电极层22可以为一连续的面状结构覆盖所述P型硅层24的第一侧面242的整个表面，当然，第一电极层22也可为一网格状或栅格状结构覆盖所述第一侧面242的部分表面。所述第一电极层22的材料为具有导电性的材料，该材料具体可为金属、导电聚合物、铟锡氧化物及碳纳米管结构。优选的为该第一电极层22由一连续的具有面状结构的金属材料层构成，该金属材料层覆盖整个所述第一侧面242。该金属材料可为铝、铜、或银等。该第一电极层22的厚度不限，优选为50纳米~300纳米。本实施例中，所述第一电极层22为一厚度约为200纳米的铝箔。
由于入射光不需要穿过所述第二电极层28到达P-N结区，所述第二电极层28可以为一连续的面状结构覆盖所述N型硅层26的第四侧面264的整个表面，也可为一网格状或栅格状结构覆盖所述第四侧面264的部分表面。该第二电极层28的材料为具有导电性的材料，该材料具体可选自金属、导电聚合物、铟锡氧化物或碳纳米管。优选为该第二电极层28由一连续的具有面状结构的金属材料层构成，该金属材料层覆盖整个所述第四侧面264。所述金属材料可为铝、铜、或银等。该第二电极层28的厚度不限，优选为50纳米~300纳米。本实施例中，所述第二电极层28为一厚度约为200纳米的铝箔。
所述第一电极层22及第二电极层28可均不透光，从而可以避免光线穿过第一电极层22及第二电极层28，造成光电转换效率降低。
所述反射元件21包括一反射层201。如图2及图3所示，所述反射层201与所述第二表面23相互接触设置且与所述第一电极层22及第二电极层28电绝缘。所述反射层201由一连续的具有面状结构的金属材料层构成。该金属材料可为铝、金、铜及银中的一种或上述任意组合的合金。所述反射层201的厚度为10纳米~100微米，优选为50纳米。本实施例中，所述反射层201为一厚度为50纳米的铝箔。
所述反射层201可通过真空蒸镀或磁控溅射等方法形成于所述第二表面23，且要确保所述第一电极层22和第二电极层28均未被反射层201覆盖。可以通过掩模或刻蚀的方法，以使第一电极层22和第二电极层28是裸露在所述反射层201外。
当该太阳能电池20工作时，不同于传统的使光照射所述覆盖有网状金属电极或透明电极的第四侧面264，而是将第三表面和第四表面作为受光端面，接受光的入射。由于该受光端面没有被第二电极层28覆盖，即P-N结区直接暴露出P型硅层24和N型硅层26，使得光子可以直接被所述P-N结区吸收，并不必先经过第二电极层28、N型硅层26后才到达P-N结区，从而减少了第二电极层28和N型硅层26对光的吸收，提高了P-N结区对光的吸收率，相应地，使得P-N结区可激发出更多的电子-空穴对。并且，由于所述第二电极层28没有设置在所述受光端面上，因此无需考虑第二电极层28阻挡光的影响因素，使得该第二电极层28可设置成任何形状，甚至可为一面状结构覆盖至所述N型硅层26的整个第四侧面，从而增大了整个第二电极层28的面积，并减小了P-N结区产生的载流子扩散至所述第二电极层28的长度，减少了载流子的内部损耗，从而提高了整个太阳能电池20的光电转换效率。此外，所述反射元件21能够有效地将到达第二表面23的光线反射，从而使经反射后的光子可以直接被所述P-N结区吸收，进一步提高了P-N结区对光的吸收率，相应地，使得P-N结区可激发出更多的电子-空穴对，从而进一步提高了整个太阳能电池20的光电转换效率。
此外，所述受光端面与所述第四侧面264之间的夹角可大于0度且小于180度，优选为该夹角为90度。
进一步地，为减少光的反射，使更多的光能被所述P-N结区吸收，在所述受光端面可进一步设置一减反射层29，该减反射层29可使光线入射并减少光的反射，且对光的吸收较少，该减反射层29的材料为氮化硅(Si3N4)或二氧化硅(SiO2)等。该减反射层29的厚度可小于150纳米，本实施例中，该减反射层为900埃(Å)的氮化硅层。
上述整个太阳能电池20的厚度为从第一表面27到第二表面23之间的距离。当所述受光端面与该第四侧面264垂直时，该太阳能电池20的厚度也是所述P型硅层24、N型硅层26、第一电极层22及第二电极层28垂直于所述受光端面方向的宽度。该太阳能电池20的厚度不限，可根据从所述受光端面入射的光在所述P型硅层24及N型硅层26中的透过率而设定。优选为，该厚度为使光透过率为零时的厚度，从而可使整个太阳能电池20有效利用所吸收的光。本实施例中，该太阳能电池20的厚度为50微米~300微米。
此外，由于无需考虑第一电极层22和第二电极层28对光线的阻挡因素，因此，对该第一电极层22和第二电极层28的形状、结构要求降低，从而使得制备方法简单。
请参阅图4，本发明第一实施例提供的太阳能电池20可以多个串联设置组成一太阳能电池组200。优选地，所述多个太阳能电池20并排且接触设置。具体地，该每个太阳能电池20的第二电极层28与相邻的太阳能电池20的第一电极层22可通过导电粘结剂粘结或相互键合，且二者的材料可以相同或不同，当二者的材料相同时，该每个太阳能电池20的第二电极层28与相邻的太阳能电池20的第一电极层22可被键合成一体。该多个太阳能电池20可通过一压合机压合在一起。
所述太阳能电池组200包括的太阳能电池20的数量不限，可根据实际需要的输出电压而设定，本实施例中，所述太阳能电池组200包括100个太阳能电池20。所述太阳能电池组200的工作电压为一个太阳能电池20的工作电压的整数倍。
此外，为减少电极对整个太阳能电池组200的受光面积的占用，所述相邻的两个太阳能电池20之间的第一电极层22和第二电极层28的总厚度优选为100纳米~400纳米。本实施例中，该第一电极层22和第二电极层28沿第一侧面242到第二侧面244的方向上的总厚度为300纳米。
请参阅图5，本发明第二实施例提供一种太阳能电池30，包括：依次并排且接触设置的一第一电极层32、一P型硅层34、一N型硅层36以及一第二电极层38。上述各层沿一直线连续设置成一排构成一整体结构，所述整体结构具有一第一表面37平行于该直线以及一与该第一表面37相对的第二表面33，且该第一表面37为该太阳能电池直接接受光线入射的受光端面。具体地，该P型硅层34具有相对的一第一侧面342和一第二侧面344，该N型硅层36具有相对的一第三侧面362和一第四侧面364。该第一电极层32设置在该P型硅层34的第一侧面342，并与该P型硅层34电接触，该第二电极层38设置在该N型硅层36的第四侧面364，并与该N型硅层36电接触。该P型硅层34的第二侧面344与该N型硅层36的第三侧面362接触并形成一P-N结区。所述太阳能电池30还包括一反射元件31。本实施例提供的太阳能电池30与第一实施例提供的太阳能电池20基本相同，不同之处在于，所述反射元件31与所述第二表面33间隔设置。
所述反射元件31包括一反射层301，所述反射层301与所述第二表面33间隔设置。所述反射元件31还包括一透明绝缘层35。所述透明绝缘层35将所述第二表面33整个覆盖，所述反射层301将所述透明绝缘层35整个覆盖，从而所述反射层301与第二表面33相互绝缘。所述透明绝缘层35包括多个纳米颗粒。所述透明绝缘层35的材料为具有一定化学稳定性的材料，为类金刚石、硅、碳化硅、二氧化硅、氮化硼、氧化铝以及氮化硅等中的一种或多种。所述透明绝缘层35的厚度为10纳米~100微米。为了减少所述透明绝缘层35对光的吸收，所述透明绝缘层35的厚度优选地为10纳米~50纳米。所述透明绝缘层35可通过物理气相沉积法(PVD)或化学气相沉积法(CVD)直接生长或涂覆于所述第二表面33。然后通过真空蒸镀或磁控溅射等方法于所述透明绝缘层35上形成所述反射层301。
可以理解，所述反射层301与所述第二表面33之间也可不设置绝缘层，即，所述反射层301与所述第二表面33间隔一定距离设置且相互绝缘。该距离不限，优选的为1毫米~5厘米。所述反射元件31还包括一基底（图未示）。所述反射层301设置于所述基底的表面。所述基底形状不限，优选地，所述基底为一板状体，所述基体的形状与所述第二表面33的形状一致。所述基底的材料为玻璃、陶瓷、二氧化硅等绝缘材料。本实施例中，所述基底优选为一陶瓷板。所述反射层301可通过真空蒸镀或磁控溅射等方法形成于所述基底的表面。
请参阅图6，本发明第二实施例提供的太阳能电池30可以多个串联设置组成一太阳能电池组300。优选地，所述多个太阳能电池30并排且接触设置。本实施例提供的太阳能电池组300与第一实施例提供的太阳能电池组200基本相同，不同之处在于，所述太阳能电池30的反射元件31与所述第二表面33间隔设置。
所述反射元件31包括一反射层301，所述反射层301与所述第二表面33间隔设置。所述多个太阳能电池30共有所述反射元件31。进一步的，该反射元件31还包括一透明绝缘层35。所述透明绝缘层35将所述第二表面33整个覆盖，所述反射层301将所述透明绝缘层35整个覆盖，从而所述反射层301与第二表面33相互绝缘。
可以理解，所述反射层301与所述第二表面33之间也可不设置绝缘层，即，所述反射元件31还可与所述第二表面33间隔一定距离设置且相互绝缘。该距离不限，优选的为1毫米~5厘米。所述反射元件31还包括一基底（图未示），所述反射层301设置于所述基底的表面。
所述太阳能电池组300包括的太阳能电池30的数量不限，可根据实际需要的输出电压而设定，本实施例中，所述太阳能电池组300包括100个太阳能电池30。所述太阳能电池组300的工作电压为一个太阳能电池30的工作电压的整数倍。
此外，为减少电极对整个太阳能电池组300的受光面积的占用，所述相邻的两个太阳能电池30之间的第一电极层32和第二电极层38的总厚度优选为100纳米~400纳米。本实施例中，该第一电极层32和第二电极层38沿第一侧面342到第二侧面344的方向上的总厚度为300纳米。
请参阅图7，本发明第三实施例提供一种太阳能电池40，包括：依次并排且接触设置的一第一电极层42、一P型硅层44、一N型硅层46以及一第二电极层48。上述各层沿一直线连续设置成一排构成一整体结构，所述整体结构具有一第一表面47平行于该直线以及一与该第一表面47相对的第二表面43，且该第一表面47为该太阳能电池直接接受光线入射的受光端面。具体地，该P型硅层44具有相对的一第一侧面442和一第二侧面444，该N型硅层46具有相对的一第三侧面462和一第四侧面464。该第一电极层42设置在该P型硅层44的第一侧面442，并与该P型硅层44电接触，该第二电极层48设置在该N型硅层46的第四侧面464，并与该N型硅层46电接触。该P型硅层44的第二侧面444与该N型硅层46的第三侧面462接触并形成一P-N结区。所述太阳能电池20还包括一反射元件41。本实施例提供的太阳能电池40与第一实施例提供的太阳能电池20基本相同，不同之处在于，所述反射元件41为多个设置于所述第二表面43的微结构。
所述微结构设置于所述第二表面43。所述微结构为凹槽或凸起。所述微结构的形状为V形、圆柱形、半圆球形、金字塔形以及削去尖端部分的金字塔形中的一种或几种。该微结构在所述第二表面43均匀分布。进一步地，所述反射元件41还包括一反射材料，该反射材料设置于所述微结构表面。所述反射材料为铝、金、铜及银中的一种或上述任意组合的合金。所述反射材料可通过真空蒸镀或磁控溅射等方法形成于所述微结构表面。
所述反射元件41可实现光束的全反射，以将入射至所述第二表面43的光束反射，使更多的光能被所述P-N结区吸收。通过对第二表面43进行微结构处理，在所述第二表面43形成所述微结构。所述微结构的形成方法不限。
请参阅图8，本发明第三实施例提供的太阳能电池40可以多个串联设置组成一太阳能电池组400。优选地，所述多个太阳能电池40并排且接触设置。本实施例提供的太阳能电池组400与第一实施例提供的太阳能电池组200基本相同，不同之处在于，所述太阳能电池40的所述反射元件41为多个设置于所述第二表面43的微结构。
所述微结构设置于所述第二表面43。所述微结构为凹槽或凸起。所述微结构的形状为V形、圆柱形、半圆球形、金字塔形以及削去尖端部分的金字塔形中的一种或几种。该微结构在所述第二表面43均匀分布。进一步地，所述反射元件41还包括一反射材料，该反射材料设置于所述微结构表面。所述反射材料为铝、金、铜及银中的一种或上述任意组合的合金。
所述太阳能电池组400所包括的太阳能电池40的数量不限，可根据实际需要的输出电压而设定，本实施例中，所述太阳能电池组400包括100个太阳能电池40。所述太阳能电池组400的工作电压为一个太阳能电池40的工作电压的整数倍。
请参阅图9及图10，本发明进一步提供一种所述太阳能电池组200的制备方法，包括以下步骤：
S1，提供多个电池预制体210，该每个电池预制体210包括：依次层叠且接触设置的一第一电极层基材220、一P型硅层基材240、一N型硅层基材260及一第二电极层基材280；
S2，将上述多个电池预制体210沿一个方向层叠设置，使每个电池预制体210中的第一电极层基材220与相邻的电池预制体210中的第二电极层基材280相接触；
S3，沿层叠方向切割所述多个电池预制体210，形成多个电池单元100，该每个电池单元100具有一第一剖面230平行于该层叠方向以及与所述第一剖面230相对的第二剖面270；
S4，在每个电池单元100的所述第一剖面230设置一反射元件。
在所述S1步骤中，该P型硅层基材240具有相对的第五侧面241和第六侧面243，该N型硅层基材260具有相对的第七侧面261和第八侧面263，该第一电极层基材220设置于该P型硅层基材的第五侧面241，该第二电极层基材280设置于该N型硅层基材260的第八侧面263，该P型硅层基材240的第六侧面243与该N型硅层基材260的第七侧面261接触并形成一P-N结区。所述P型硅层基材240为一P型硅片，该P型硅片的材料可以是单晶硅、多晶硅或其他的P型半导体材料。本实施例中，所述P型硅层基材240为一P型单晶硅片。所述P型单晶硅片的厚度可为200微米~300微米。所述P型硅层基材240的面积、形状不限，可以根据实际需要选择。所述N型硅层基材260可通过向一硅片基材注入过量的如磷或者砷等N型掺杂材料制备而成。所述N型硅层基材260的厚度为10纳米~1微米。
所述第一电极层基材220和第二电极层基材280的材料可以相同或不同，优选为该第一电极层基材220和第二电极层基材280由具有连续平面结构的金属材料层成，该金属材料可为铝、铜、或银等。该第一电极层基材220和第二电极层基材280可通过导电粘结剂粘结在该P型硅层基材240和N型硅层基材260的表面，也可通过真空蒸镀、或磁控溅射等方法形成于所述P型硅层基材240和N型硅层基材260的表面。
在上述步骤S2中，所述相互层叠的电池预制体210可通过导电粘结剂粘结。另外，当相邻的电池预制体210的第一电极层基材220和第二电极层基材280的材料相同时，可压合上述多个相互层叠的电池预制体210，从而使相邻的电池预制体210的电极层相互键合，所述压合机压合上述多个相互层叠的电池预制体210的力不限，仅需使相邻的第一电极层基材220和第二电极层基材280相互键合在一起即可。
在上述步骤S3中，切割所述多个相互层叠的电池预制体210的方式和切割方向不限，所述切割方向具体为可穿过该第五侧面241、第六侧面243、第七侧面261及第八侧面263，从而形成多个电池单元100，该每个电池单元100具有一第一剖面230平行于该层叠方向。该切割方向优选为沿垂直于第一电极层基材220和第二电极层基材280所在平面的方向。通过该切割方式，可在每个电池单元100上形成一由上述多个相互层叠的P型硅层基材240及N型硅层基材260共同构成的直接暴露于所述P型硅层基材240及N型硅层基材260外的第二剖面270。所述第二剖面270与第一剖面230相对设置。
在上述步骤S4中，在每个电池单元100的所述第一剖面230一侧设置一反射元件。所述设置反射元件的方法为制备一反射层与所述第一剖面230接触设置且与所述第一电极层基材220和第二电极层基材280电绝缘。所述反射层通过真空蒸镀或磁控溅射等方法形成于所述第一剖面230，并且确保该反射层未覆盖所述第一电极层基材220和第二电极层基材280。可以通过掩模或刻蚀的方法，以使第一电极层基材220和第二电极层基材280是裸露在所述反射层外。
进一步的，所述设置反射元件的方法还可为先制备一透明绝缘层将所述第一剖面230整个覆盖，再制备一反射层将所述透明绝缘层整个覆盖。所述透明绝缘层可通过物理气相沉积法(PVD)或化学气相沉积法(CVD)直接生长或涂覆于所述第一剖面230。然后通过真空蒸镀或磁控溅射等方法于所述透明绝缘层上形成所述反射层。
进一步的，所述设置反射元件的方法还可为在所述第一剖面230形成多个微结构。通过对所述第一剖面230进行微结构处理，以得到所述微结构。所述微结构的形成方法不限。可以理解，在所述微结构的表面还可设置一反射材料，所述反射材料可通过真空蒸镀或磁控溅射等方法形成于所述微结构表面。
所述反射元件能够有效地将到达所述第一剖面230的光线反射，从而使经反射后的光子可以直接被所述P-N结区吸收，进一步提高了P-N结区对光的吸收率，相应地，使得P-N结区可激发出更多的电子-空穴对，进一步提高了整个太阳能电池组的光电转换效率。
进一步地，在上述步骤S4之后，在每个电池单元100的第二剖面270上采用真空蒸镀或磁控溅射等方法形成一减反射层，该减反射层可使光线入射并减少光的反射，且对光的吸收较少，该减反射层的材料为氮化硅(Si3N4)或二氧化硅(SiO2)等。该减反射层的厚度可小于150纳米，本实施例中，该减反射层为900埃(Å)的氮化硅层。
所述太阳能电池组200的制备方法中，利用切割所述多个相互层叠的电池预制体210的方式得到多个电池单元100，所述制备方法有效的利用了材料，达到资源利用度尽量最大化的效果。并且，通过在所述第一剖面230一侧设置一反射元件，提高了所述太阳电池组的光电转换效率。
另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其他变化，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (23)

1.一种太阳能电池，其包括：依次并排且接触设置的一第一电极层、一P型硅层、一N型硅层及一第二电极层，该P型硅层与该N型硅层接触并形成一P-N结区，其特征在于，上述各层沿一直线连续设置成一排构成一整体结构，所述整体结构具有一第一表面平行于该直线以及一与该第一表面相对的第二表面，且该第一表面为该太阳能电池直接接受光线入射的受光端面，所述太阳能电池还包括一反射元件，所述反射元件设置于第二表面一侧。
2.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，该P型硅层具有相对的一第一侧面和一第二侧面，该N型硅层具有相对的一第三侧面和一第四侧面，该第一电极层设置在该P型硅层的第一侧面，并与该P型硅层电接触，该第二电极层设置在该N型硅层的第四侧面，并与该N型硅层电接触，该P型硅层进一步具有一与所述第一侧面和第二侧面相连的第三表面，该N型硅层进一步具有一与所述第三侧面和第四侧面相连的第四表面，所述第三表面及第四表面共同构成所述受光端面。
3.如权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，该第二电极层为整体覆盖该N型硅层的第四侧面的金属材料层，该第一电极层为整体覆盖该P型硅层的第一侧面的金属材料层。
4.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述受光端面进一步覆盖有一厚度小于150纳米的减反射层，所述减反射层的材料为氮化硅或二氧化硅。
5.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述P-N结区通过所述受光端面暴露出所述P型硅层和所述N型硅层。
6.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一表面与所述第二表面之间的距离为50微米~300微米。
7.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述反射元件包括一反射层，所述反射层的材料为铝、金、铜及银中的一种或上述任意组合的合金。
8.如权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，所述反射层与所述第二表面接触设置且与所述第一电极层和第二电极层电绝缘。
9.如权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，所述反射层与所述第二表面间隔设置。
10.如权利要求9所述的太阳能电池，其特征在于，所述反射元件还包括一透明绝缘层，所述透明绝缘层设置于所述反射层与所述第二表面之间。
11.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述反射元件为多个设置于所述第二表面的微结构。
12.如权利要求11所述的太阳能电池，其特征在于，所述微结构为凹槽或凸起。
13.如权利要求11所述的太阳能电池，其特征在于，所述微结构的形状为V形、圆柱形、半圆球形、金字塔形以及削去尖端部分的金字塔形中的一种或几种。
14.如权利要求11所述的太阳能电池，其特征在于，所述微结构在所述第二表面均匀分布。
15.如权利要求11所述的太阳能电池，其特征在于，所述微结构表面设置有反射材料。
16.一种太阳能电池组，其包括：多个串联设置的太阳能电池，每个太阳能电池包括依次并排且接触设置的一第一电极层、一P型硅层、一N型硅层及一第二电极层，该P型硅层与该N型硅层接触并形成一P-N结区，其特征在于，上述每个太阳能电池中的各层沿一直线连续设置成一排构成一整体结构，所述整体结构具有一第一表面平行于该直线以及一与该第一表面相对的第二表面，且该第一表面为该太阳能电池直接接受光线入射的受光端面，所述太阳能电池还包括一反射元件，所述反射元件设置于第二表面一侧。
17.如权利要求16所述的太阳能电池组，其特征在于，所述每个太阳能电池的第二电极层与相邻的太阳能电池的第一电极层接触，该多个太阳能电池的第一表面共同构成该太阳能电池组直接接受光线入射的受光端面。
18.如权利要求17所述的太阳能电池组，其特征在于，所述每个太阳能电池的P-N结区通过所述受光端面暴露出所述P型硅层和所述N型硅层。
19.如权利要求16所述的太阳能电池组，其特征在于，所述多个太阳能电池共有一反射元件，且该反射元件包括一透明绝缘层以及一反射层，所述透明绝缘层将所述多个太阳能电池的第二表面整个覆盖，所述反射层将所述透明绝缘层整个覆盖。
20.一种太阳能电池组的制备方法，其包括以下步骤：
提供多个电池预制体，每个电池预制体包括：依次层叠且接触设置的一第一电极层基材、一P型硅层基材、一N型硅层基材及一第二电极层基材；
将上述多个电池预制体沿一个方向层叠设置，使每个电池预制体中的第一电极层基材与相邻的电池预制体中的第二电极层基材相接触；
沿层叠的方向切割所述多个电池预制体，形成多个电池单元，该每个电池单元具有一第一剖面平行于该层叠方向以及与所述第一剖面相对的第二剖面；
在每个电池单元的所述第一剖面设置一反射元件。
21.如权利要求20所述的太阳能电池组的制备方法，其特征在于，所述设置反射元件的方法为制备一反射层与所述表面接触设置且与所述第一电极层基材和第二电极层基材电绝缘。
22.如权利要求20所述的太阳能电池组的制备方法，其特征在于，所述设置反射元件的方法为先制备一透明绝缘层将所述表面整个覆盖，再制备一反射层将所述透明绝缘层整个覆盖。
23.如权利要求20所述的太阳能电池组的制备方法，其特征在于，所述设置反射元件的方法为在所述表面形成多个微结构。
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