CN105226126A - 一种太阳能电池结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种太阳能电池结构，包括：N型晶体硅，包括第一表面和第二表面；第一氧化硅层，位于N型晶体硅的第一表面的上方；第二氧化硅层，位于N型晶体硅的第二表面的下方；第一多晶硅层，位于第一氧化硅层的上方；第二多晶硅层，位于第二氧化硅层的下方；以及第一抗反射涂层，位于第一多晶硅层的上方。相比于现有技术，本发明藉由N型晶体硅的上下表面的氧化硅层与多晶硅层的层叠结构取代现有的非晶硅层，使得电池结构可耐高温，并且在其上方可使用耐高温的抗反射涂层/高温银胶。此外，本发明利用氮化硅或氧化硅材质的抗反射涂层不仅可增加抗反射效果，而且相较于透明导电氧化物材质更能节约成本。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能发电技术领域，尤其涉及一种耐高温的太阳能电池结构。
背景技术
近些年来，由于世界各地的原油存量逐年的减少，能源问题已成为全球注目的焦点。为了解决能源耗竭的危机，各种替代能源的发展与利用实为当务之急。随着环保意识抬头，加上太阳能具有零污染、取之不尽用之不竭的优点，太阳能发电技术已成为相关领域中最受瞩目的焦点。因此，在日照充足的位置，例如建筑物屋顶、广场等等，愈来愈广泛地见到太阳能面板的装设。
太阳能电池也可以称之为光伏电池，其是一种利用光伏效应(PhotovoltaicEffect)将太阳光辐射直接转换为电能的新型发电技术，因其具有资源充足、清洁、安全、寿命长等优点，被认为是最有前途的可再生的能源技术之一。通常来讲，晶体硅太阳能电池包括单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和高效晶体硅太阳能电池等。以高效晶体硅太阳能电池为例，其主要包括非晶硅/晶硅异质结(Hetero-junctionwithintrinsicthinlayer，HJT)电池、全背电极接触晶硅(Interdigitatedbackcontact，IBC)电池。其中，HJT电池是一种利用晶体硅基板和非晶硅薄膜制成的混合型太阳能电池，其结合了单晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池各自的优势，已逐渐成为目前主流的几种高效太阳能电池技术之一。
然而，在现有技术中，HJT太阳能电池中的非晶硅(amorphous，a-Si)材质不耐高温，因此只能使用低温银胶(Agpaste)与成本昂贵的透明导电氧化物(TransparentConductiveOxide，TCO)薄膜作为抗反射层。有鉴于此，如何设计一种HJT太阳能电池结构，以解决现有结构中的上述缺陷和不足，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。
发明内容
针对现有技术中的HJT太阳能电池结构所存在的上述缺陷，本发明提供了一种新颖的、耐高温的HJT太阳能电池结构。
依据本发明的一个方面，提供了一种太阳能电池结构，包括：
一N型晶体硅，包括一第一表面和一第二表面；
一第一氧化硅层，位于所述N型晶体硅的第一表面的上方；
一第二氧化硅层，位于所述N型晶体硅的第二表面的下方；
一第一多晶硅层，位于所述第一氧化硅层的上方；
一第二多晶硅层，位于所述第二氧化硅层的下方；以及
一第一抗反射涂层，位于所述第一多晶硅层的上方。
在其中的一实施例，所述太阳能电池结构还包括一第二抗反射涂层，位于所述第二多晶硅层的下方。
在其中的一实施例，所述第一抗反射涂层和所述第二抗反射涂层均为氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)材质。
在其中的一实施例，所述太阳能电池结构还包括一第一电极和一第二电极，所述第一电极位于所述第一抗反射涂层的上方，所述第二电极位于所述第二抗反射涂层的下方。
在其中的一实施例，所述太阳能电池结构还包括一金属层，所述金属层位于所述第二多晶硅层的下方。
在其中的一实施例，所述第一抗反射涂层为氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)材质。
在其中的一实施例，所述太阳能电池结构还包括一第三电极，该第三电极位于所述第一抗反射涂层的上方。
在其中的一实施例，所述第一氧化硅层的厚度以及所述第二氧化硅层的厚度均介于0.1nm～10nm之间。
在其中的一实施例，所述第一多晶硅层的厚度以及所述第二多晶硅层的厚度均介于1nm～100nm之间。
采用本发明的太阳能电池结构，其N型晶体硅包括第一表面和第二表面，第一氧化硅层位于N型晶体硅的第一表面的上方，第二氧化硅层位于N型晶体硅的第二表面的下方，第一多晶硅层位于第一氧化硅层的上方，第二多晶硅层位于第二氧化硅层的下方，第一抗反射涂层位于第一多晶硅层的上方。相比于现有技术，本发明的太阳能电池结构藉由N型晶体硅的上下表面的氧化硅层与多晶硅层的层叠结构来取代现有的非晶硅层，使得电池结构可耐高温，并且在其上方可使用耐高温的抗反射涂层/高温银胶。此外，本发明利用氮化硅或氧化硅材质的抗反射涂层不仅可增加抗反射效果，而且相较于透明导电氧化物材质更能节约成本。
附图说明
读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，
图1示出现有技术的一种太阳能电池结构的部件组成示意图；
图2示出依据本发明一实施方式的耐高温的太阳能电池结构的部件组成示意图；以及
图3示出依据本发明另一实施方式的耐高温的太阳能电池结构的部件组成示意图。
具体实施方式
为了使本申请所揭示的技术内容更加详尽与完备，可参照附图以及本发明的下述各种具体实施例，附图中相同的标记代表相同或相似的组件。然而，本领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本发明所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。
下面参照附图，对本发明各个方面的具体实施方式作进一步的详细描述。
图1示出现有技术的一种太阳能电池结构的部件组成示意图。参照图1，现有的太阳能电池结构10包括一硅衬底100、一p型非晶硅层(amorphous，a-Si)102、一n型非晶硅层104、一第一透明导电氧化层106、一第二透明导电氧化层108、一第一电极110和一第二电极112。
具体而言，硅衬底(Sisubstrate)100包括一上表面(uppersurface)和一下表面(lowersurface)。p型非晶硅层102位于硅衬底100的上表面之上，n型非晶硅层104位于硅衬底100的下表面之下。第一透明导电氧化层(TransparentConductiveOxide，TCO)106位于p型非晶硅层102的上方，第二透明导电氧化层108位于n型非晶硅层104的下方。第一电极110可以是正电极(positiveelectrode)，其自第一透明导电氧化层106的上表面引出并均匀分布于其上方。第二电极112可以是负电极(negativeelectrode)，其子第二透明导电氧化层108的下表面引出并均匀分布于其下方。
然而，如前文部分所述，在上述太阳能电池结构中，非晶硅材质的p型非晶硅层102和n型非晶硅层104不耐高温，因而只能使用低温银胶(Agpaste)与成本昂贵的第一和第二透明导电氧化物薄膜作为抗反射层。如此一来，该太阳能电池结构具有不耐受高温和成本较高等致命缺陷，亟需相关技术人员进行改良设计予以解决。
为了克服现有技术中的上述困扰，本发明提供了一种新颖的太阳能电池结构。图2示出依据本发明一实施方式的耐高温的太阳能电池结构的部件组成示意图。
参照图2，在该实施方式中，本发明的太阳能电池结构20包括一N型晶体硅200、一第一氧化硅层202、一第二氧化硅层204、一第一多晶硅层(poly-Si)206、一第二多晶硅层208、一第一抗反射涂层(AntiReflectiveCoatinglayer)210、一第二抗反射涂层212、一第一电极214和一第二电极216。由于该N型晶硅层200的上下表面均设有电极，因此该太阳能电池结构亦可称为双面型(bifacialstructure)结构。
详细而言，N型晶体硅200包括一上表面和一下表面。第一氧化硅层202位于N型晶体硅200的上表面之上。第二氧化硅层204位于N型晶体硅200的下表面之下。第一多晶硅层206位于第一氧化硅层202的上方。第二多晶硅层208位于第二氧化硅层204的下方。第一抗反射涂层210位于第一多晶硅层206的上方。第二抗反射涂层212位于第二多晶硅层208的下方。较佳地，第一抗反射涂层210和第二抗反射涂层212均为氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)材质。此外，第一电极214位于第一抗反射涂层210的上方，第二电极216位于第二抗反射涂层212的下方。当使用高温银胶(Agpaste)涂布于电极与抗反射涂层的接触区域时，还可提高电极的导电率。
相比于图1，使用第一多晶硅层206和第二多晶硅层208分别取代p型非晶硅层102和n型非晶硅层104，从而可解决非晶硅材质不耐高温的问题。此外，本发明的太阳能电池结构利用氮化硅或氧化硅材质制作抗反射涂层，不仅可增加抗反射效果，且材料成本比现有结构用透明导电氧化层作为抗反射涂层的成本更低。
在一具体实施例，第一氧化硅层202的厚度以及第二氧化硅层204的厚度均介于0.1nm～10nm之间。
在一具体实施例，第一多晶硅层206的厚度以及第二多晶硅层208的厚度均介于1nm～100nm之间。
图3示出依据本发明另一实施方式的耐高温的太阳能电池结构的部件组成示意图。
类似于图2，在图3的实施方式中，本发明的太阳能电池结构20a包括一N型晶体硅200、一第一氧化硅层202、一第二氧化硅层204、一第一多晶硅层(poly-Si)206、一第二多晶硅层208、一第一抗反射涂层210、一电极214和一金属层218。该金属层218位于第二多晶硅层208的下方。由于该N型晶硅层200仅有单个表面上设有电极，因此该太阳能电池结构亦可称为单面型(mono-facialstructure)结构。为描述简便起见，图3的太阳能电池结构与图2的太阳能电池结构相同或相似之处，在此不再赘述。
采用本发明的太阳能电池结构，其N型晶体硅包括第一表面和第二表面，第一氧化硅层位于N型晶体硅的第一表面的上方，第二氧化硅层位于N型晶体硅的第二表面的下方，第一多晶硅层位于第一氧化硅层的上方，第二多晶硅层位于第二氧化硅层的下方，第一抗反射涂层位于第一多晶硅层的上方。相比于现有技术，本发明的太阳能电池结构藉由N型晶体硅的上下表面的氧化硅层与多晶硅层的层叠结构来取代现有的非晶硅层，使得电池结构可耐高温，并且在其上方可使用耐高温的抗反射涂层/高温银胶。此外，本发明利用氮化硅或氧化硅材质的抗反射涂层不仅可增加抗反射效果，而且相较于透明导电氧化物材质更能节约成本。
上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。
Claims (9)
1.一种太阳能电池结构，其特征在于，所述太阳能电池结构包括：
一N型晶体硅，包括一第一表面和一第二表面；
一第一氧化硅层，位于所述N型晶体硅的第一表面的上方；
一第二氧化硅层，位于所述N型晶体硅的第二表面的下方；
一第一多晶硅层，位于所述第一氧化硅层的上方；
一第二多晶硅层，位于所述第二氧化硅层的下方；以及
一第一抗反射涂层，位于所述第一多晶硅层的上方。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池结构，其特征在于，所述太阳能电池结构还包括一第二抗反射涂层，位于所述第二多晶硅层的下方。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池结构，其特征在于，所述第一抗反射涂层和所述第二抗反射涂层均为氮化硅或氧化硅材质。
4.根据权利要求2所述的太阳能电池结构，其特征在于，所述太阳能电池结构还包括一第一电极和一第二电极，所述第一电极位于所述第一抗反射涂层的上方，所述第二电极位于所述第二抗反射涂层的下方。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池结构，其特征在于，所述太阳能电池结构还包括一金属层，所述金属层位于所述第二多晶硅层的下方。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池结构，其特征在于，所述第一抗反射涂层为氮化硅或氧化硅材质。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池结构，其特征在于，所述太阳能电池结构还包括一第三电极，该第三电极位于所述第一抗反射涂层的上方。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池结构，其特征在于，所述第一氧化硅层的厚度以及所述第二氧化硅层的厚度均介于0.1nm～10nm之间。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池结构，其特征在于，所述第一多晶硅层的厚度以及所述第二多晶硅层的厚度均介于1nm～100nm之间。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160106 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |