CN103337549A - 新型四叠层非微晶锗硅薄膜太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

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董德庆
李朗川
信德磊
付东东
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HEILONGJIANG HANERGY THIN-FILM SOLAR Co Ltd
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Abstract

新型四叠层非微晶锗硅薄膜太阳能电池，其特征在于包括四结叠层串联的子电池；第一结是由P1层、I1层、N1层构成的PIN结构，第二结为P2层、I2层、N2层构成的PIN结构，第三结为P3层、I3层、N3层构成的PIN结构，第四结为P4层、I4层、N4层构成的PIN结构，其中P1层、P2层为P型a-Si材料，P3层、P4层为P型μc-Si材料，N1层、N4层为N型a-Si材料，N2层、N3层为N型μc-Si材料。I1层为a-Si材料，I2层为a-SiGe材料，I3层为μc-Si材料，I4层为μc-SiGe材料；该电池提高了光电转换效率，结构性能稳定，有利于产业化。

Description

新型四叠层非微晶锗硅薄膜太阳能电池及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池，特别是涉及一种新型四叠层非微晶锗硅薄膜太阳能电池及其制备方法。
背景技术
Si基薄膜太阳能电池具有太阳光吸收系数高，影响电池效率的温度系数小，生产成本低，适宜大规模大尺寸生产等优点，是所有薄膜太阳能电池中产业化程度最高、实际生产规模最大的薄膜太阳能电池。硅基薄膜太阳能电池的发展从单结a-Si到双结非晶锗硅a-Si/a-SiGe，由于非晶硅材料存在光致衰减效应，影响了其光电转换效率，a-Si/a-SiGe 的光学带隙在1.7-1.4eV，效率较低，仅为8%，有待于技术创新后进一步提高，从而降低单位成本； 而μc-Si/μc-SiGe 的光学带隙在1.1-1.25eV，如能将两者结合应用，不仅可以扩展太阳光吸收波长范围，提高光电转换效率，还可降低单位成本，但两者如何结合应用一直是困扰业界的难题，仍有待于探索创新。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种新型四叠层非微晶锗硅薄膜太阳能电池。
1、本发明采用的技术方案为：一种新型四叠层非微晶锗硅薄膜太阳能电池，其特征在于包括四结叠层串联的子电池；第一结是由P1层、I1层、N1层构成的PIN结构，第二结为P2层、I2层、N2层构成的PIN结构， 第三结为P3层、I3层、N3层构成的PIN结构，第四结为P4层、I4层、N4层构成的PIN结构，其中P1层、P2层为P型a-Si材料，P3层、P4层为P型μc-Si材料，N1层、N4层为N型a-Si材料，N2层、N3层为N型μc-Si材料。I1层为a-Si材料，I2层为a-SiGe材料，I3层为μc-Si材料，I4层为μc-SiGe材料；第一结电池镀在具有TCO透明导电膜的超白浮法玻璃基板上，在第一结电池上面依次沉积另三结电池。第四结上设有ZnO：Al层，ZnO：Al层上依次镀银、NiCr和Al构成背电极层。
2、根据权利要求1所述的新型四叠层非微晶锗硅薄膜太阳能电池，特征在于其制备方法如下：
a、在具有TCO透明导电膜的超白浮法玻璃基板上采用RF-PECVD方法依次制作第一结至第四结电池的P1层、I1层、N1层、P2层、I2层、N2层、P3层、I3层、N3层、P4层、I4层、N4层。
b、在第四结电池N4层上采用真空磁控溅射法依次镀ZnO：Al层、银层、NiCr层和Al层。
本发明解决了将非晶锗硅a-Si/a-SiGe与μc-Si/μc-SiGe 结合应用的问题，该电池拓展了太阳光的吸收频率范围，波长范围可达到500--1100nm，提高了光电转换效率，光电转换效率达到13.5%，有效地降低了单位成本；本发明的电池结构性能稳定，可保证长期使用的电性能稳定性，制备设备相对简单，工艺易于掌握，生产制造成本低，有利于产业化。
附图说明
图1为本发明实施例的示意图。
图中标号名称：1、P1层；2、I1层；3、N1层；4、P2层；5、I2层；6、N2层；7、P3层；8、I3层；9、N3层；10、P4层；11、I4层；12、N4层；13、背电极层。
具体实施方式
本发明新型四叠层非微晶锗硅薄膜太阳能电池，设有四结叠层串联的子电池；第一结是由P1层、I1层、N1层构成的PIN结构，第二结为P2层、I2层、N2层构成的PIN结构， 第三结为P3层、I3层、N3层构成的PIN结构，第四结为P4层、I4层、N4层构成的PIN结构，其中P1层、P2层为P型a-Si材料，P3层、P4层为P型μc-Si材料，N1层、N4层为N型a-Si材料，N2层、N3层为N型μc-Si材料。I1层为a-Si材料，I2层为a-SiGe材料，I3层为μc-Si材料，I4层为μc-SiGe材料；第一结至第四结电池依次设在具有TCO透明导电膜的超白浮法玻璃基板上，第四结上设有ZnO：Al层，ZnO：Al层上依次镀银、NiCr和Al构成背电极层13。
所述新型四叠层非微晶锗硅薄膜太阳能电池，特征在于其制备方法如下：
a、在具有TCO透明导电膜的超白浮法玻璃基板上采用RF-PECVD方法依次制作第一结至第四结电池的P1层、I1层、N1层、P2层、I2层、N2层、P3层、I3层、N3层、P4层、I4层、N4层。
b、在第四结电池N4层上采用真空磁控溅射法分别镀ZnO：Al层、银层、NiCr层和Al层。
本发明解决了将非晶锗硅a-Si/a-SiGe与μc-Si/μc-SiGe 结合应用的问题，该电池拓展了太阳光的吸收频率范围，波长范围可达到500--1100nm，提高了光电转换效率，光电转换效率达到13.5%，有效地降低了单位成本；本发明的电池结构性能稳定，可保证长期使用的电性能稳定性，制备设备相对简单，工艺易于掌握，生产制造成本低，有利于产业化。

Claims (2)

1.一种新型四叠层非微晶锗硅薄膜太阳能电池，其特征在于包括四结叠层串联的子电池；第一结是由P1层、I1层、N1层构成的PIN结构，第二结为P2层、I2层、N2层构成的PIN结构， 第三结为P3层、I3层、N3层构成的PIN结构，第四结为P4层、I4层、N4层构成的PIN结构，其中P1层、P2层为P型a-Si材料，P3层、P4层为P型μc-Si材料，N1层、N4层为N型a-Si材料，N2层、N3层为N型μc-Si材料;I1层为a-Si材料，I2层为a-SiGe材料，I3层为μc-Si材料，I4层为μc-SiGe材料；第一结电池镀在具有TCO透明导电膜的超白浮法玻璃基板上，在第一结电池上面依次沉积另三结电池;第四结上设有ZnO：Al层，ZnO：Al层上依次镀银、NiCr和Al构成背电极层。
2.根据权利要求1所述的新型四叠层非微晶锗硅薄膜太阳能电池，特征在于其制备方法如下：
a、在具有TCO透明导电膜的超白浮法玻璃基板上采用RF-PECVD方法依次制作第一结至第四结电池的P1层、I1层、N1层、P2层、I2层、N2层、P3层、I3层、N3层、P4层、I4层、N4层；
b、在第四结电池N4层上采用真空磁控溅射法依次镀ZnO：Al层、银层、NiCr层和Al层。
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CN101820007A (zh) * 2009-11-18 2010-09-01 湖南共创光伏科技有限公司 高转化率硅晶及薄膜复合型多结pin太阳能电池及其制造方法
US20110197957A1 (en) * 2008-10-14 2011-08-18 Kaneka Corporation Silicon-based thin film solar cell and method for manufacturing same
CN101866963B (zh) * 2009-07-20 2012-12-26 湖南共创光伏科技有限公司 高转化率硅基多结多叠层pin薄膜太阳能电池及其制造方法
CN103078012A (zh) * 2013-02-04 2013-05-01 福建铂阳精工设备有限公司 提高硅基薄膜太阳能电池光电转换效率的方法

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