CN106229361A - 一种p‑i‑n发电层结构及其制备方法以及透光太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

一种p‑i‑n发电层结构及其制备方法以及透光太阳能电池及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种P‑I‑N发电层结构及其制备方法以及透光太阳能电池及其制备方法。本发明P‑I‑N发电层结构中的P型掺杂层、I层本征吸收层和N型掺杂层均采用纳米SiOx薄膜材料制成，这种材料具有高的电导率、较高的光敏性和吸收系数，通过调节沉积参数可以实现薄膜材料带隙与光电特性的调制，得到宽带隙材料电池；同时薄膜材料中氧键的引入，有助于提高电池在接近实际使用温度下的光电转换性能，用其制成透光太阳能电池，具有很好的稳定性，透光率可达20%~40%，光电转换效率可达5%~7%，光致衰减则小于6%。本发明透光太阳能电池可广泛应用于光伏建筑一体化、光伏透光窗口及阳光大棚上。

Description

一种P-I-N发电层结构及其制备方法以及透光太阳能电池及 其制备方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池，具体地说是一种P-I-N发电层结构及其制备方法以及透光太阳能电池及其制备方法。
背景技术
透光太阳能电池主要以薄膜太阳能组件为主。硅基薄膜太阳能电池以其低成本、低能耗并可大面积集成等优势在薄膜太阳能电池中占据一定的市场份额。硅基薄膜透光电池制作工艺主要分为两种，第一种是通过激光刻划、电池结构设计等工艺手段调整子电池之间的间距实现组件的透光率，其优点是操作灵活并可实现不同的图案制作，缺点是损失电池的有效面积，转换效率低并导致制作成本增加；第二种是通过调整非晶硅薄膜电池发电层的厚度实现透光率，发电层厚度的减小会直接导致其相对光电转换效率的降低（电池光电转换效率小于4.5%，光致衰减小于15%）。
硅基薄膜材料中的非晶硅材料具有较高的能带隙（1.7eV-1.8eV），但其电池具有较强的光致衰退效应，微晶硅材料通过控制制备工艺，光学能带隙可以达到1.1eV，但由于其属于间接吸收材料，其制成电池吸收层需达到1微米以上，故不适合制作透光太阳能电池。
发明内容
本发明的目的之一就是提供一种P-I-N发电层结构，以解决硅基薄膜太阳能电池透光性差和光电转换效率低的问题。
本发明是目的之二就是提供一种P-I-N发电层结构的制备方法，以利于制备透光太阳能电池。
本发明的目的之三就是提供一种透光太阳能电池，以提高透光太阳能电池的透光率和光电转换效率，满足光伏市场的使用需要。
本发明的目的之四就是提供一种透光太阳能电池的制备方法，以生产出透光性好和光电转换效率高的透光太阳能电池。
本发明是的目的之一是这样实现的：一种P-I-N发电层结构，包括P型掺杂层、I层本征吸收层和N型掺杂层。
所述P型掺杂层是用P型nc-SiOx:H薄膜材料制成，所述P型nc-SiOx:H薄膜材料的能带隙为1.8eV~2.0eV，暗电导为1×10-2 S/cm~5×10-2 S/cm，晶化率为30%~40%，薄膜材料的厚度为15 nm~25nm。
所述I层本征吸收层是用I层nc-SiOx:H薄膜材料制成，所述I层nc-SiOx:H薄膜材料的能带隙为1.5eV~2.0eV，光敏性为1×102~5×102，晶化率为30%~50%，薄膜材料的厚度为100 nm~200nm。
所述N型掺杂层是用N型nc-SiOx:H薄膜材料制成，所述N型nc-SiOx:H薄膜材料的能带隙为1.8eV~2.0eV，暗电导为1×10-2 S/cm~5×10-2 S/cm，晶化率为30%~40%，薄膜材料的厚度为20 nm~35nm。
纳米硅氧nc-SiOx:H是nc-Si镶嵌在a-SiOx:H基质中的混合相材料，由于纳米硅的量子限制效应，对纳米粒子尺寸和密度进行调整，可以改变薄膜材料的光学带隙，实现对太阳光谱较宽范围的可调吸收。这种光学带隙的拓宽调整，使得制备的材料具有透光性，而透光材料正是制备透光电池所追求的。同时，在纳米硅氧材料中，由于纳米硅晶粒的存在，薄膜结构的中程有序度得到改善，光生载流子通过纳米硅晶粒复合并传输，具有远高于非晶硅材料的光电导率并可显著抑制光致衰退，兼具非晶硅材料及微晶硅材料的优势，具有较好的稳定性、较低的温度系数、较高的透光度以及较低的折射率等特点，更适合于制备透光太阳能电池。
本发明P-I-N发电层结构，采用纳米SiOx薄膜材料作为发电层，具有高的电导率抑制光致衰退效应，又具有较高的光敏性和吸收系数，通过调节沉积参数可以实现薄膜材料带隙与光电特性的调制，得到宽带隙材料并转化成电池高开路电压；薄膜材料中氧键的引入，有助于提高电池在接近实际使用温度下的光电转换性能，用其制成透光太阳能电池，具有很好的稳定性，透光率可达20%~40%，光电转换效率可达5%~7%，光致衰减则小于6%。
本发明是的目的之二是这样实现的：一种P-I-N发电层结构的制备方法，包括以下步骤：
a、附着有透明导电薄膜的透明绝缘基板经过清洗及预热后进入PECVD设备的沉积腔室，沉积腔室中的气体压力为300~2000 mTorr，沉积温度为150℃~300℃，施加在电极板上的等离子体能量密度为5mW/cm2~300mW/cm2。
b、在PECVD设备的P掺杂沉积腔室内充入硅烷、二氧化碳、氢气和三甲基硼的气体，充入的气体流量比是，硅烷︰二氧化碳︰氢气︰三甲基硼为1︰(1.7~2.7)︰240︰(0.1~0.6)；沉积时间为12 min ~18min，以制成P型nc-SiOx:H薄膜材料。
c、在PECVD设备的本征沉积腔室内充入硅烷、二氧化碳和氢气的气体，充入的气体流量比是，硅烷︰二氧化碳︰氢气为1︰(0.05~0.1)︰25；沉积时间为25 min ~50 min，以制成I层nc-SiOx:H薄膜材料。
d、在PECVD设备的N型掺杂沉积腔室内硅烷、二氧化碳、氢气和磷烷的气体，充入的气体流量比是，硅烷︰二氧化碳︰氢气︰磷烷为1︰(1.1~5.2)︰100︰(1~1.5)；沉积时间为15min ~20min，以制成N型nc-SiOx:H薄膜材料。
本发明是的目的之三是这样实现的：一种透光太阳能电池，由前透明绝缘基板、前电极、P型掺杂层、P型缓冲层、I层本征吸收层、N型缓冲层、N型掺杂层、透光背电极、封装材料层和透明绝缘背板从上至下依次相叠组合成单结结构的电池本体。
所述P型掺杂层、所述I层本征吸收层与所述N型掺杂层组成P-I-N发电层结构。
所述P型掺杂层是用P型nc-SiOx:H薄膜材料制成，所述P型nc-SiOx:H薄膜材料的能带隙为1.8eV~2.0eV，暗电导为1×10-2 S/cm~5×10-2 S/cm，晶化率为30%~40%，薄膜材料的厚度为15 nm~25nm。
所述I层本征吸收层是用I层nc-SiOx:H薄膜材料制成，所述I层nc-SiOx:H薄膜材料的能带隙为1.5eV~2.0eV，光敏性为1×102~5×102，晶化率为30%~50%，薄膜材料的厚度为100 nm~200nm。
所述N型掺杂层是用N型nc-SiOx:H薄膜材料制成，所述N型nc-SiOx:H薄膜材料的能带隙为1.8eV~2.0eV，暗电导为1×10-2 S/cm~5×10-2 S/cm，晶化率为30%~40%，薄膜材料的厚度为20 nm~35nm。
本发明是的目的之四是这样实现的：一种透光太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
a、采用在可见光波段具有高透光性的基板材料制作成前透明绝缘基板，前透明绝缘基板的厚度为2.0mm~3.2mm；在前透明绝缘基板上制备上透明导电薄膜，以形成前电极；上透明导电薄膜为透明导电氧化物，其膜层厚度为200nm~600nm；对上透明导电薄膜的表面进行制绒处理，以形成表面陷光结构。
b、对已制备前电极的薄膜材料进行激光划刻，形成长条状结构，激光划刻线的宽度为30μm~50μm。
c、在经激光划刻后的上透明导电薄膜上依次制备P型掺杂层、P型缓冲层、I层本征吸收层、N型缓冲层和N型掺杂层，以形成P-I-N发电层结构。所述P-I-N发电层结构的制备方法是：
c-1、附着有上透明导电薄膜的前透明绝缘基板经过清洗及预热后进入PECVD设备的沉积腔室，沉积腔室中的气体压力为300~2000 mTorr，沉积温度为150℃~300℃，施加在电极板上的等离子体能量密度为5mW/cm2~300mW/cm2。
c-2、在PECVD设备的P掺杂沉积腔室内充入硅烷、二氧化碳、氢气和三甲基硼的气体，充入的气体流量比是，硅烷︰二氧化碳︰氢气︰三甲基硼为1︰(1.7~2.7)︰240︰(0.1~0.6)；沉积时间为12 min ~18min，制成P型nc-SiOx:H薄膜材料。
c-3、在PECVD设备的本征沉积腔室内充入硅烷、二氧化碳和氢气的气体，充入的气体流量比是，硅烷︰二氧化碳︰氢气为1︰(0.05~0.1)︰25；沉积时间为25 min ~50 min，制成I层nc-SiOx:H薄膜材料。
c-4、在PECVD设备的N型掺杂沉积腔室内硅烷、二氧化碳、氢气和磷烷的气体，充入的气体流量比是，硅烷︰二氧化碳︰氢气︰磷烷为1︰(1.1~5.2)︰100︰(1~1.5)；沉积时间为15min ~20min，制成N型nc-SiOx:H薄膜材料。
d、对已制备P-I-N发电层结构的薄膜材料进行激光划刻，形成长条状结构，激光划刻线的宽度为60μm~120μm，与第一次激光刻线的距离为50μm~100μm；以第一条激光刻线为基准均为同侧。
e、在经激光划刻后的N型掺杂层的上通过磁控溅射方式，依次制出下透明导电薄膜和金属膜层，以形成透光背电极。
f、对已制备透光背电极的薄膜材料进行激光划刻，形成长条状结构，激光划刻线宽度为60μm~120μm，与第二条激光刻线的距离为20μm~100μm，以第一、二条激光刻线为基准均为同侧。
g、对已制备透光背电极的发电薄膜层的边缘区域进行绝缘处理，同时进行电极焊接。
i、在金属膜层上敷设封装材料层并覆盖透明绝缘背板; 采用层压工艺固化封装，并安装电气连接元件，形成透光太阳能电池。
本发明采用等离子体增强型化学气相沉积（PECVD）设备进行P型掺杂层、I层本征吸收层和N型掺杂层的制备，制备使用的气体为硅烷SiH4、氢气H2、二氧化碳CO2、三甲基硼TMB和磷烷PH3；前电极为透明导电氧化物，透光背电极为由透明导电薄膜与金属膜层组成的透明导电金属复合薄膜；掺硼的硅薄膜（P层）作为窗口区，本征纳米硅氧薄膜（I层）作为光吸收区，掺磷的硅薄膜（N层）用来形成电场。
本发明透光太阳能电池为单结结构，其中的P-I-N发电层结构均由纳米nc-SiOx薄膜材料构成。而I层本征吸收层由nc-SiOx:H薄膜材料构成，通过沉积参数调整及氧含量的掺入，能带隙为1.5eV~2.0eV，光敏性可达1×102~5×102，晶化率为30%~50%，晶粒尺寸为1~5nm，薄膜材料厚度为100~200nm。P层窗口层由掺杂TMB的nc-SiOx:H薄膜材料构成，其宽能带隙保证可有更多的光到达吸收层，通过沉积参数调整及氧含量的掺入，能带隙为1.8eV~2.0eV，暗电导为1×10-2~5×10-2 S/cm，晶化率为30%~40%，晶粒尺寸为1~3nm，薄膜材料厚度为15~25nm。N层由掺杂磷烷的nc-SiOx:H薄膜材料构成，其相对较宽的能带隙保证电池具有更高的透光率，通过沉积参数调整及氧含量的掺入，能带隙为1.8eV-2.0eV，暗电导为1×10-2~5×10-2 S/cm，晶化率为30%~40%，晶粒尺寸为1~3nm，薄膜材料厚度为20~35nm。
本发明提供的纳米硅氧薄膜（nc-SiOx:H）材料具有较高的透光度、较宽的带隙及较低的折射率，通过调节二氧化碳CO2的气体流量改变了纳米硅薄膜中的氧馈入量，改善了其微观结构，减少薄膜中的孔洞密度，提高其致密性，在保持较高晶化度的同时，增大了其光学带隙。
用此种材料制备的透光太阳能电池，在P型材料中允许更多有用的光通过它进入I层本征吸收层，具有小的接触电阻；在I层本征吸收层中较宽的光学带隙可以使透光电池具有较高的开路电压，从而保证透光太阳能电池具有较高的光电转换效率，使N型材料具有较高的电导率，保证透光太阳能电池具有较高的透光率，具有较小的串联电阻。利用纳米硅氧薄膜材料制备的透光太阳能电池，透光率为20%~40%，光电转换效率达5%~7%，光致衰减小于6%，同时，本发明透光太阳能电池的温度系数较低，能够广泛应用于光伏建筑一体化、光伏透光窗口及阳光大棚上，具有较高的推广应用价值。
附图说明
图1是本发明透光太阳能电池的结构示意图。
图中：11、前透明绝缘基板，12、透明绝缘背板，21、上透明导电薄膜，22、下透明导电薄膜，23、金属膜层，24、封装材料层，31、P型掺杂层，32、I层本征吸收层，33、N型掺杂层，41、P型缓冲层，42、N型缓冲层。
具体实施方式
实施例1：用纳米硅氧薄膜材料组成的P-I-N发电层结构。
本发明的用纳米硅氧薄膜材料组成的P-I-N发电层结构，包括P型掺杂层、I层本征吸收层和N型掺杂层。
所述P型掺杂层是用P型nc-SiOx:H薄膜材料制成，所述P型nc-SiOx:H薄膜材料的能带隙为1.8eV~2.0eV，暗电导为1×10-2 S/cm~5×10-2 S/cm，晶化率为30%~40%，薄膜材料的厚度为15 nm~25nm。
所述I层本征吸收层是用I层nc-SiOx:H薄膜材料制成，所述I层nc-SiOx:H薄膜材料的能带隙为1.5eV~2.0eV，光敏性为1×102~5×102，晶化率为30%~50%，薄膜材料的厚度为100 nm~200nm。
所述N型掺杂层是用N型nc-SiOx:H薄膜材料制成，所述N型nc-SiOx:H薄膜材料的能带隙为1.8eV~2.0eV，暗电导为1×10-2 S/cm~5×10-2 S/cm，晶化率为30%~40%，薄膜材料的厚度为20 nm~35nm。
实施例2：用纳米硅氧薄膜材料组成的P-I-N发电层结构的制备方法。
本发明P-I-N发电层结构的制备方法，包括以下步骤：
1、附着有透明导电薄膜的透明绝缘基板经过清洗及预热后进入PECVD设备的沉积腔室，沉积腔室中的气体压力为300~2000 mTorr，沉积温度为150℃~300℃，施加在电极板上的等离子体能量密度为5mW/cm2~300mW/cm2。
2、在PECVD设备的P掺杂沉积腔室内充入硅烷、二氧化碳、氢气和三甲基硼的气体，充入的气体流量比是，硅烷SiH4︰二氧化碳CO2︰氢气H2︰三甲基硼TMB为1︰(1.7~2.7)︰240︰(0.1~0.6)；沉积时间为12 min ~18min，从而制成P型nc-SiOx:H薄膜材料。通过沉积参数调整及氧含量的掺入，能带隙为1.8eV~2.0eV，暗电导为1×10-2~5×10-2 S/cm，晶化率为30%~40%，晶粒尺寸为1~3nm，薄膜材料厚度为15~25nm。
3、在PECVD设备的本征沉积腔室内充入硅烷、二氧化碳和氢气的气体，充入的气体流量比是，硅烷SiH4︰二氧化碳CO2︰氢气H2为1︰(0.05~0.1)︰25；沉积时间为25 min ~50min，从而制成I层nc-SiOx:H薄膜材料。通过沉积参数调整及氧含量的掺入，能带隙为1.5eV~2.0eV，暗电导为1×10-7~5×10-7 S/cm，光敏性达到1×102~5×102，晶化率为30%~50%，晶粒尺寸为1~5nm，薄膜材料厚度为100~200nm。
4、在PECVD设备的N型掺杂沉积腔室内硅烷、二氧化碳、氢气和磷烷的气体，充入的气体流量比是，硅烷SiH4︰二氧化碳CO2︰氢气H2︰磷烷PH3为1︰(1.1~5.2)︰100︰(1~1.5)；沉积时间为15 min ~20min，从而制成N型nc-SiOx:H薄膜材料。通过沉积参数调整及氧含量的掺入，能带隙为1.8eV~2.0eV，暗电导为1×10-2~5×10-2 S/cm，晶化率为30%-40%，晶粒尺寸为1~3nm，薄膜材料厚度为20~35nm。
实施例3：带有用纳米硅氧薄膜材料组成的P-I-N发电层结构的透光太阳能电池。
如图1所示，本发明透光太阳能电池是由透明绝缘基板11、上透明导电薄膜21、P型掺杂层31、P型缓冲层41、I层本征吸收层32、N型缓冲层42、N型掺杂层33、下透明导电薄膜22、金属膜层23和透明绝缘背板12依次相叠组合成单结结构的电池本体。其中，P型掺杂层31、I层本征吸收层32与N型掺杂层33组成了P-I-N发电层结构；上透明导电薄膜21构成透光太阳能电池前电极；下透明导电薄膜22与金属膜层23构成透光太阳能电池的透光背电极。
P型掺杂层31是用P型nc-SiOx:H薄膜材料制成，P型nc-SiOx:H薄膜材料的能带隙为1.8eV~2.0eV，暗电导为1×10-2 S/cm~5×10-2 S/cm，晶化率为30%~40%，薄膜材料的厚度为15 nm~25nm。
I层本征吸收层32是用I层nc-SiOx:H薄膜材料制成，I层nc-SiOx:H薄膜材料的能带隙为1.5eV~2.0eV，光敏性为1×102~5×102，晶化率为30%~50%，薄膜材料的厚度为100 nm~200nm。
N型掺杂层33是用N型nc-SiOx:H薄膜材料制成，N型nc-SiOx:H薄膜材料的能带隙为1.8eV~2.0eV，暗电导为1×10-2 S/cm~5×10-2 S/cm，晶化率为30%~40%，薄膜材料的厚度为20 nm~35nm。
透明绝缘基板11作为光入射侧，选用玻璃基板、塑料基板等在可见光波段具有高透光性的材料，厚度一般为3.2mm、2.0mm等。透明导电薄膜21、22为掺氟氧化锡FTO、掺铝氧化锌AZO、铟锡氧化物ITO等透明导电氧化物中的一种或组合。
实施例4：透光太阳能电池的制备方法。
参看图1，本发明透光太阳能电池的制备方法包括以下步骤：
1、采用在可见光波段具有高透光性的基板材料（如玻璃基板或塑料基板）制作成前透明绝缘基板11，前透明绝缘基板11的厚度为2.0mm~3.2mm；在前透明绝缘基板11上制备上透明导电薄膜21，以形成前电极；上透明导电薄膜21为掺氟氧化锡、掺铝氧化锌、铟锡氧化物等透明导电氧化物中的一种或组合。上透明导电薄膜21的膜层厚度为200nm~600nm，对其表面进行制绒处理，以形成表面陷光结构。
2、对已制备前电极的薄膜材料进行激光划刻，形成长条状结构，根据电池面积的大小设计不同宽度区域的等分，其中激光划刻线的宽度为30μm~50μm，优选激光波长1064nm，为透光太阳能电池的内部串联结构做准备。
3、在经激光划刻后的上透明导电薄膜21上依次制备P型掺杂层31、P型缓冲层41、I层本征吸收层32、N型缓冲层42和N型掺杂层33，以形成P-I-N发电层结构。其中P型缓冲层41、N型缓冲层42采用常规处理结构，厚度为5~10nm，使P-I界面加宽了电池的带隙，降低反向饱和电流，增强界面电场强度，使I-N界面的特性改善，提高填充因子。
其中，P-I-N发电层结构的制备步骤是采用实施例2的制备方法制成。
4、对已制备P-I-N发电层结构的薄膜材料进行激光划刻，形成长条状结构，激光划刻线的宽度为60μm~120μm，与第一次激光刻线的距离为50μm~100μm；以第一条激光刻线为基准均为同侧，优选激光波长532nm，为透光太阳能电池的内部串联结构做准备。
5、在经激光划刻后的N型掺杂层33的上通过磁控溅射方式，依次制出下透明导电薄膜22和金属膜层23，以形成透光背电极。其中，下透明导电薄膜22为掺铝氧化锌AZO、铟锡氧化物ITO等透明导电氧化物中的一种或组合，其厚度为100~300nm；金属膜层23为银Ag或铝Al，厚度为10~30nm。
6、对已制备透光背电极的薄膜材料进行激光划刻，形成长条状结构，激光划刻线宽度为60μm~120μm，与第二条激光刻线的距离为20μm~100μm，以第一、二条激光刻线为基准均为同侧，优选激光波长532nm，形成透光太阳能电池的内部串联结构。
7、对已制备透光背电极的发电薄膜层的边缘区域进行绝缘处理，同时进行电极焊接；边缘区域处理达到隔离的目的，边缘绝缘区宽度优选为8mm~12mm，电极连接引出正、负极电流，为连接电气元件做准备。
8、在金属膜层23上敷设封装材料层24并覆盖透明绝缘背板12。封装材料层24可以使用透明EVA、PVB等材料，透明绝缘背板12为3.2mm~8mm厚度的钢化玻璃。采用层压工艺固化封装，并安装电气连接元件，形成透光太阳能电池。

Claims (6)

1.一种P-I-N发电层结构，包括P型掺杂层、I层本征吸收层和N型掺杂层，其特征是，
所述P型掺杂层是用P型nc-SiOx:H薄膜材料制成，所述P型nc-SiOx:H薄膜材料的能带隙为1.8eV~2.0eV，暗电导为1×10-2 S/cm~5×10-2 S/cm，晶化率为30%~40%，薄膜材料的厚度为15 nm~25nm；
所述I层本征吸收层是用I层nc-SiOx:H薄膜材料制成，所述I层nc-SiOx:H薄膜材料的能带隙为1.5eV~2.0eV，光敏性为1×102~5×102，晶化率为30%~50%，薄膜材料的厚度为100nm~200nm；
所述N型掺杂层是用N型nc-SiOx:H薄膜材料制成，所述N型nc-SiOx:H薄膜材料的能带隙为1.8eV~2.0eV，暗电导为1×10-2 S/cm~5×10-2 S/cm，晶化率为30%~40%，薄膜材料的厚度为20 nm~35nm。
2.一种权利要求1所述P-I-N发电层结构的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
a、附着有透明导电薄膜的透明绝缘基板经过清洗及预热后进入PECVD设备的沉积腔室，沉积腔室中的气体压力为300~2000 mTorr，沉积温度为150℃~300℃，施加在电极板上的等离子体能量密度为5mW/cm2~300mW/cm2；
b、在PECVD设备的P掺杂沉积腔室内充入硅烷、二氧化碳、氢气和三甲基硼的气体，充入的气体流量比是，硅烷︰二氧化碳︰氢气︰三甲基硼为1︰(1.7~2.7)︰240︰(0.1~0.6)；沉积时间为12 min ~18min，制成P型nc-SiOx:H薄膜材料；
c、在PECVD设备的本征沉积腔室内充入硅烷、二氧化碳和氢气的气体，充入的气体流量比是，硅烷︰二氧化碳︰氢气为1︰(0.05~0.1)︰25；沉积时间为25 min ~50 min，制成I层nc-SiOx:H薄膜材料；
d、在PECVD设备的N型掺杂沉积腔室内硅烷、二氧化碳、氢气和磷烷的气体，充入的气体流量比是，硅烷︰二氧化碳︰氢气︰磷烷为1︰(1.1~5.2)︰100︰(1~1.5)；沉积时间为15 min ~20min，制成N型nc-SiOx:H薄膜材料。
3.一种透光太阳能电池，其特征是，由前透明绝缘基板、前电极、P型掺杂层、P型缓冲层、I层本征吸收层、N型缓冲层、N型掺杂层、透光背电极、封装材料层和透明绝缘背板从上至下依次相叠组合成单结结构的电池本体；
所述P型掺杂层、所述I层本征吸收层与所述N型掺杂层组成P-I-N发电层结构；
所述P型掺杂层是用P型nc-SiOx:H薄膜材料制成，所述P型nc-SiOx:H薄膜材料的能带隙为1.8eV~2.0eV，暗电导为1×10-2 S/cm~5×10-2 S/cm，晶化率为30%~40%，薄膜材料的厚度为15 nm~25nm；
所述I层本征吸收层是用I层nc-SiOx:H薄膜材料制成，所述I层nc-SiOx:H薄膜材料的能带隙为1.5eV~2.0eV，暗电导为1×10-7 S/cm~5×10-7 S/cm，光敏性为1×102~5×102，晶化率为30%~50%，薄膜材料的厚度为100 nm~200nm；
所述N型掺杂层是用N型nc-SiOx:H薄膜材料制成，所述N型nc-SiOx:H薄膜材料的能带隙为1.8eV~2.0eV，暗电导为1×10-2 S/cm~5×10-2 S/cm，晶化率为30%~40%，薄膜材料的厚度为20 nm~35nm。
4.一种权利要求3所述透光太阳能电池的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
a、采用在可见光波段具有高透光性的基板材料制作成前透明绝缘基板，前透明绝缘基板的厚度为2.0mm~3.2mm；在前透明绝缘基板上制备上透明导电薄膜，以形成前电极；上透明导电薄膜为透明导电氧化物，其膜层厚度为200nm~600nm；对上透明导电薄膜的表面进行制绒处理，以形成表面陷光结构；
b、对已制备前电极的薄膜材料进行激光划刻，形成长条状结构，激光划刻线的宽度为30μm~50μm；
c、在经激光划刻后的上透明导电薄膜上依次制备P型掺杂层、P型缓冲层、I层本征吸收层、N型缓冲层和N型掺杂层，以形成P-I-N发电层结构；所述P-I-N发电层结构的制备方法是：
c-1、附着有上透明导电薄膜的前透明绝缘基板经过清洗及预热后进入PECVD设备的沉积腔室，沉积腔室中的气体压力为300~2000 mTorr，沉积温度为150℃~300℃，施加在电极板上的等离子体能量密度为5mW/cm2~300mW/cm2；
c-2、在PECVD设备的P掺杂沉积腔室内充入硅烷、二氧化碳、氢气和三甲基硼的气体，充入的气体流量比是，硅烷︰二氧化碳︰氢气︰三甲基硼为1︰(1.7~2.7)︰240︰(0.1~0.6)；沉积时间为12 min ~18min，制成P型nc-SiOx:H薄膜材料；
c-3、在PECVD设备的本征沉积腔室内充入硅烷、二氧化碳和氢气的气体，充入的气体流量比是，硅烷︰二氧化碳︰氢气为1︰(0.05~0.1)︰25；沉积时间为25 min ~50 min，制成I层nc-SiOx:H薄膜材料；
c-4、在PECVD设备的N型掺杂沉积腔室内硅烷、二氧化碳、氢气和磷烷的气体，充入的气体流量比是，硅烷︰二氧化碳︰氢气︰磷烷为1︰(1.1~5.2)︰100︰(1~1.5)；沉积时间为15 min~20min，制成N型nc-SiOx:H薄膜材料；
d、对已制备P-I-N发电层结构的薄膜材料进行激光划刻，形成长条状结构，激光划刻线的宽度为60μm~120μm，与第一次激光刻线的距离为50μm~100μm；以第一条激光刻线为基准均为同侧；
e、在经激光划刻后的N型掺杂层的上通过磁控溅射方式，依次制出下透明导电薄膜和金属膜层，以形成透光背电极；
f、对已制备透光背电极的薄膜材料进行激光划刻，形成长条状结构，激光划刻线宽度为60μm~120μm，与第二条激光刻线的距离为20μm~100μm，以第一、二条激光刻线为基准均为同侧；
g、对已制备透光背电极的发电薄膜层的边缘区域进行绝缘处理，同时进行电极焊接；
i、在金属膜层上敷设封装材料层并覆盖透明绝缘背板; 采用层压工艺固化封装，并安装电气连接元件，形成透光太阳能电池。
5.根据权利要求4所述的透光太阳能电池的制备方法，其特征是，上透明导电薄膜为掺铝氧化锌、铟锡氧化物等透明导电氧化物中的一种或组合，其厚度为100nm ~600nm；金属层为银或铝，厚度为10nm ~30nm。
6.根据权利要求4所述的透光太阳能电池的制备方法，其特征是，下透明导电薄膜为掺铝氧化锌、铟锡氧化物等透明导电氧化物中的一种或组合，其厚度为100~300nm；金属膜层23为银Ag或铝Al，厚度为10~30nm。
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