CN104681651B - 硅基多结太阳能电池 - Google Patents

硅基多结太阳能电池 Download PDF

Info

Publication number
CN104681651B
CN104681651B CN201310613781.7A CN201310613781A CN104681651B CN 104681651 B CN104681651 B CN 104681651B CN 201310613781 A CN201310613781 A CN 201310613781A CN 104681651 B CN104681651 B CN 104681651B
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
junction
silicon
silicon substrate
solar cell
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310613781.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104681651A (zh
Inventor
宋太伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201310613781.7A priority Critical patent/CN104681651B/zh
Publication of CN104681651A publication Critical patent/CN104681651A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104681651B publication Critical patent/CN104681651B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • Y02E10/544—Solar cells from Group III-V materials
    • 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
    • Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

一种硅基多结太阳能电池，主要是由一个多晶硅或单晶硅PN结电池及叠加其上的多个同向薄膜PN结电池组成。顶层和末层为正、负电极层，在末层电极层上设有硅基层，在硅基层上通过扩散掺杂形成多晶硅或单晶硅PN结层，在扩散层与顶层上部电极层之间设有多个薄膜微晶或非晶PN结层，各PN结层之间设有连接层。本发明是基于多结硅等普通绿色材料的、高光电转换效率的太阳能叠层电池，市场潜力巨大。

Description

硅基多结太阳能电池
技术领域
本发明涉及太阳能电池，尤其涉及一种硅基多结太阳能电池。
背景技术
开发利用太阳能是人类解决能源危机、环境危机的最主要途径之一，而绿色高效太阳能电池开发是广泛应用太阳能的关键技术与环节。当前硅基电池包括薄膜电池与硅片电池的光电转换效率不高，使用价值有限，而稳定效率达到23％以上的太阳能电池，如叠层砷化镓或铜铟镓硒或锗基等薄膜电池，都存在材料稀缺或有毒等问题，而且工艺复杂，没有社会广泛应用潜力。
发明内容
本发明的目的，就是为了解决上述问题，提供一种硅基多结太阳能电池。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种硅基多结太阳能电池，包括顶层和末层正负电极层，在末层电极层上设有硅基层，在硅基层上设有扩散层，在扩散层与顶层电极层之间设有多个薄膜PN结层，各PN结层之间设有连接层。
所述硅基层是30～500微米厚的P型或N型单晶硅或多晶硅半导体薄片。
所述扩散层是在硅基层表面扩散或制膜形成的PN结层，厚度为300～2000纳米。
所述多个PN结层各PN结的P区与N区次序相同，即所有PN结的方向一致。
所述多个薄膜PN结层是硅基掺杂的非晶或微晶P型半导体和N半导体的同质结，或是由硅基P型或N型掺杂的非晶或微晶半导体和碳化硅N型或P型掺杂的非晶或微晶半导体组成的异质结。
所述多个薄膜PN结层的厚度在0.02～3微米之间，并且从顶层往末层依次增加，前一层薄膜PN结层的厚度为后一层薄膜PN结层的厚度的1/3-1/20。
所述连接层为半导体材料、透明导电材料、氧化物或金属，厚度为0～2000纳米但不为零。
所述半导体材料包括本征硅或碳化硅；所述透明导电材料包括TCO、ITO等；所述氧化物包括氧化铝、氧化硅等；所述金属包括铜、铝、银、镁、钨、镍等纯金属或其合金等。
本发明是基于多结硅等普通绿色材料的、高光电转换效率的太阳能叠层电池，市场潜力巨大。
附图说明
图1是本发明硅基多结太阳能电池的基本结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本发明硅基多结太阳能电池，包括顶层电极层1和末层电极层2，在末层电极层上设有硅基层3，在硅基层上设有扩散层4，在扩散层4与顶层电极层1之间设有多个薄膜PN结层5，各PN结层之间设有连接层6。
本发明中的硅基层3是30～500微米厚的P型或N型单晶硅或多晶硅半导体薄片。
本发明中的扩散层4是在硅基层表面扩散或制膜形成的PN结层，厚度为300～2000纳米。
本发明中的多个薄膜PN结层主要由高真空条件下的电磁控物理蒸镀、溅射及化学气相沉积工艺制成。各PN结的P区与N区次序相同，即所有PN结的方向一致。
本发明中的多个薄膜PN结层是硅基掺杂的非晶或微晶P型半导体和N半导体的同质结，或是由硅基P型或N型掺杂的非晶或微晶半导体和碳化硅N型或P型掺杂的非晶或微晶半导体组成的异质结。
本发明中的多个薄膜PN结层的厚度在0.02～3微米之间，并且从顶层往末层依次增加，前一层PN结层的厚度为后一层PN结层的厚度的1/3-1/20。
本发明中的连接层为半导体材料、透明导电材料、氧化物或金属，厚度为0～2000纳米但不为零。所述半导体材料包括本征硅或碳化硅；所述透明导电材料包括TCO、ITO等；所述氧化物包括氧化铝、氧化硅等；所述金属包括铜、铝、银、镁、钨、镍等纯金属或其合金等。

Claims (7)

1.一种硅基多结太阳能电池，包括一个多晶硅或单晶硅PN结电池及叠加其上的多个同向薄膜PN结电池，及顶层和末层正负电极层，其特征在于，在末层电极层上设有硅基层，在硅基层上通过扩散掺杂形成多晶硅或单晶硅PN结层，在多晶硅或单晶硅PN结与顶层电极层之间设有多个同向薄膜PN结层，各PN结层之间设有连接层；
所述多个薄膜PN结层的厚度在0.02～3微米之间，并且从顶层往末层依次增加，前一层薄膜PN结层的厚度为后一层薄膜PN结层的厚度的1/3—1/20。
2.如权利要求1所述的硅基多结太阳能电池，其特征在于：所述硅基层是30～500微米厚的P型或N型单晶硅或多晶硅半导体薄片。
3.如权利要求1所述的硅基多结太阳能电池，其特征在于：扩散层是在硅基层表面扩散或制膜形成的PN结层，厚度为300～2000纳米。
4.如权利要求1所述的硅基多结太阳能电池，其特征在于：所述多个PN结层各PN结的P区与N区次序相同，即所有PN结的方向一致。
5.如权利要求1所述的硅基多结太阳能电池，其特征在于：所述多个薄膜PN结层是硅基掺杂的非晶或微晶P型半导体和N半导体的同质结，或是由硅基P型或N型掺杂的非晶或微晶半导体和碳化硅N型或P型掺杂的非晶或微晶半导体组成的异质结。
6.如权利要求1所述的硅基多结太阳能电池，其特征在于：所述连接层为半导体材料、透明导电材料或金属，厚度为0～2000纳米但不为零。
7.如权利要求6所述的硅基多结太阳能电池，其特征在于：所述半导体材料包括本征硅或碳化硅；所述透明导电材料包括TCO或ITO；所述金属包括铜、铝、银、镁、钨、镍或其合金。
CN201310613781.7A 2013-11-27 2013-11-27 硅基多结太阳能电池 Expired - Fee Related CN104681651B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310613781.7A CN104681651B (zh) 2013-11-27 2013-11-27 硅基多结太阳能电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310613781.7A CN104681651B (zh) 2013-11-27 2013-11-27 硅基多结太阳能电池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104681651A CN104681651A (zh) 2015-06-03
CN104681651B true CN104681651B (zh) 2017-03-29

Family

ID=53316461

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310613781.7A Expired - Fee Related CN104681651B (zh) 2013-11-27 2013-11-27 硅基多结太阳能电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104681651B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9666669B1 (en) 2015-12-22 2017-05-30 International Business Machines Corporation Superlattice lateral bipolar junction transistor
US10170660B2 (en) * 2015-12-22 2019-01-01 International Business Machines Corporation Digital alloy germanium heterojunction solar cell
CN106024962A (zh) * 2016-07-08 2016-10-12 无锡市宝来电池有限公司 一种多结层状薄膜太阳能电池
CN106289575B (zh) * 2016-10-29 2023-08-01 国家电网公司 一种变电站设备自动测温预警系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4255211A (en) * 1979-12-31 1981-03-10 Chevron Research Company Multilayer photovoltaic solar cell with semiconductor layer at shorting junction interface
CN102484150A (zh) * 2009-08-27 2012-05-30 独立行政法人产业技术综合研究所 多接合光电转换装置、集成型多接合光电转换装置及其制造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060162767A1 (en) * 2002-08-16 2006-07-27 Angelo Mascarenhas Multi-junction, monolithic solar cell with active silicon substrate
US8916769B2 (en) * 2008-10-01 2014-12-23 International Business Machines Corporation Tandem nanofilm interconnected semiconductor wafer solar cells
US8299351B2 (en) * 2009-02-24 2012-10-30 Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. Epitaxial growth of III-V compounds on (111) silicon for solar cells

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4255211A (en) * 1979-12-31 1981-03-10 Chevron Research Company Multilayer photovoltaic solar cell with semiconductor layer at shorting junction interface
CN102484150A (zh) * 2009-08-27 2012-05-30 独立行政法人产业技术综合研究所 多接合光电转换装置、集成型多接合光电转换装置及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104681651A (zh) 2015-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Um et al. Dopant-free all-back-contact Si nanohole solar cells using MoO x and LiF films
US20170271622A1 (en) High efficiency thin film tandem solar cells and other semiconductor devices
CN105870215A (zh) 一种背面钝化接触电池电极结构及其制备方法
CN103199143B (zh) N型掺氢晶化硅钝化的异质结太阳能电池器件
CN110911505A (zh) 异质结太阳能电池片及其制造方法
CN104681651B (zh) 硅基多结太阳能电池
CN205657066U (zh) 一种背面钝化接触电池电极结构
CN112786719B (zh) 太阳电池及电池组件
KR20110005444A (ko) 적층형 태양 전지
EP4345913A1 (en) Heterojunction solar cell and preparation method therefor
EP3329520B1 (en) Back contact photovoltaic cells with induced junctions
JP2013532911A (ja) 太陽光発電装置及びその製造方法
CN104681653A (zh) 多结层状薄膜太阳能电池
CN106024962A (zh) 一种多结层状薄膜太阳能电池
CN105449026A (zh) 一种二硫化钼叠层太阳能电池及其制备方法
KR101474487B1 (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
CN105742388A (zh) 一种多元化合物薄膜太阳能电池及其制备方法
CN103943693A (zh) 一种p型硅衬底背面接触式太阳电池结构和制备方法
KR20150071553A (ko) 전도성 산화물을 포함하는 확산방지막을 갖는 플렉서블 태양전지
CN211929501U (zh) 异质结太阳能电池片
CN104733558A (zh) 硅基扩展结薄膜太阳能电池
CN104733559A (zh) 多层扩展pn结薄膜太阳能电池
CN115000188B (zh) 一种用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构
TW201414001A (zh) 用於太陽能電池之經特意摻雜的氧化鎘層
CN114883425B (zh) 一种晶硅异质结太阳电池的迎光面结构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170329

Termination date: 20191127