CN106505109A - 一种异质结太阳能电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种异质结太阳能电池，包括：n‑型单晶硅片，设在n‑型单晶硅片受光面的第一本征非晶硅薄膜层，设在第一本征非晶硅薄膜层上的n‑型非晶硅薄膜层，设在n‑型非晶硅薄膜层上的第一透明导电薄膜层，设在第一透明导电薄膜层上的金属栅线正电极；设在n‑型单晶硅片背光面的第二本征非晶硅薄膜层；设在第二本征非晶硅薄膜层上的p‑型非晶硅薄膜层，设在p‑型非晶硅薄膜层上的第二透明导电薄膜层，设在第二透明导电薄膜层上的金属栅线背电极。本发明增加了电池的有效吸收面积，从而增加电池的短路电流，进而提高电池的转化率，电池的转换效率可以有效提升1％以上。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种异质结太阳能电池。
背景技术
太阳能电池是一种能将太阳能转换成电能的半导体器件，在光照条件下太阳能电池内部会产生光生电流，通过电极将电能输出。近年来，太阳能电池生产技术不断进步，生产成本不断降低，转换效率不断提高，太阳能电池发电的应用日益广泛并成为电力供应的重要能源。
异质结太阳能电池是其中一种新型高效的电池技术，其综合了单晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池的优势，有制备工艺温度低、转换效率高、高温特性好等特点。由于异质结太阳能电池的温度劣化系数小，且双面发电，在相同面积条件下，每年的发电量可以比多晶硅电池高15～30％，因此具有很大的市场潜力。
然而，目前市场上的硅基异质结电池，受光面主要是在发射极，即在P-N结的一面，对于n-型单晶硅衬底，受光面是p-型非晶硅薄膜层，这种方式的缺陷在于p-型非晶硅的导电性较差，会导致金属栅线正电极的细栅间距过小，为防止电池边缘的短路现象，要求p-型非晶硅膜层上的透明导电薄膜的边缘离电池边缘要远，从而影响电池的有效吸收面积。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种异质结太阳能电池，解决了目前n-型单晶硅衬底太阳能电池中以p-型非晶硅薄膜层作为受光面有效吸收面积小的缺点。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种异质结太阳能电池，包括：n-型单晶硅片，设在n-型单晶硅片受光面的第一本征非晶硅薄膜层，设在第一本征非晶硅薄膜层上的n-型非晶硅薄膜层，设在n-型非晶硅薄膜层上的第一透明导电薄膜层，设在第一透明导电薄膜层上的金属栅线正电极，设在n-型单晶硅片背光面的第二本征非晶硅薄膜层；设在第二本征非晶硅薄膜层上的p-型非晶硅薄膜层，设在p-型非晶硅薄膜层上的第二透明导电薄膜层，设在第二透明导电薄膜层上的金属栅线背电极；所述第一透明导电薄膜层与电池边缘的距离小于第二透明导电薄膜层与电池边缘的距离；所述金属栅线正电极相邻细栅间距大于金属栅线背电极相邻细栅间距。
优选的，所述第一透明导电薄膜层与电池边缘的距离为0～0.5mm、第二透明导电薄膜层与电池边缘的距离为0.3～1mm。
优选的，所述第一透明导电薄膜层及第二透明导电薄膜层为氧化铟锡薄膜、掺铝氧化锌薄膜、石墨烯薄膜中的至少一种。
优选的，所述第一透明导电薄膜层的厚度为0.1～150nm、第二透明导电薄膜层的厚度为0.1～150nm。
优选的，所述第一本征非晶硅薄膜层厚度为4～10nm、n-型非晶硅薄膜层厚度为4～10nm；第二本征非晶硅薄膜层厚度为4～10nm、p-型非晶硅薄膜层厚度为5～15nm。
优选的，所述金属栅线正电极相邻细栅间距为1.6～3mm，金属栅线背电极相邻细栅间距为0.5～1.5mm。
由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：因n-型非晶硅薄膜作为受光面相比p-型非晶硅薄膜更导电，增加了金属栅线正电极的细栅间距，且以非P-N结面作为电池的受光面，减小了透明导电薄膜边缘离电池边缘的距离，避免了电池在边缘短路现象。从而增加了电池的有效吸收面积，增加电池的短路电流，进而提高电池的转化率，电池的转换效率可以有效提升1％以上，而以导电较差的p-型非晶硅作为背光面，金属栅线背电极的密栅可有效地减少电池片的串联电阻，从而进一步提高电池的填充因子。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一种异质结太阳能电池的结构示意图。
图2为本发明图1中A的放大图。
图3为本发明金属栅线正电极的结构示意图。
图4为本发明金属栅线背电极的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1～2所示，本发明提供了一种异质结太阳能电池，其包括：n-型单晶硅片1；设在n-型单晶硅片1受光面的第一本征非晶硅薄膜层2；设在第一本征非晶硅薄膜层2上的n-型非晶硅薄膜层3；设在n-型非晶硅薄膜层3上的第一透明导电薄膜层4；设在第一透明薄膜导电层4上的金属栅线正电极5；设在n-型单晶硅片1背光面的第二本征非晶硅薄膜层6；设在第二本征非晶硅薄膜层6上的p-型非晶硅薄膜层7；设在p-型非晶硅薄膜层7上的第二透明导电薄膜层8；设在第二透明导电薄膜层8上的金属栅线背电极9。
其中，第一透明导电薄膜层、第二透明导电层薄膜是以物理气相沉积的方式形成，其为氧化铟锡薄膜、掺铝氧化锌薄膜、石墨烯薄膜中的至少一种；如图2所示，所述第一透明导电薄膜层与电池边缘的距离H1小于第二透明导电薄膜层与电池边缘的距离H2；其中第一透明导电薄膜层的厚度为0.1～150nm、第二透明导电薄膜层的厚度为0.1～150nm；第一透明导电薄膜层距离电池边缘为0～0.5mm、第二透明导电薄膜层距离电池边缘为0.3～1mm；避免了电池在边缘短路现象。
所述第一本征非晶硅薄膜层、n-型非晶硅薄膜层、第二本征非晶硅薄膜层、p-型非晶硅薄膜层以等离子体辅助型化学气相沉积的方式形成。第一本征非晶硅薄膜层厚度为4～10nm，n型非晶硅薄膜层厚度为4～10nm；第二本征非晶硅薄膜层厚度为4～10nm，p型非晶硅薄膜层厚度为5～15nm。
由于n-型非晶硅薄膜3比p-型非晶硅薄膜7更导电，可增加金属栅线正电极5的细栅间距，从而增加电池的有效吸收面积，提高电池转换率。以导电较差的p-型非晶硅薄膜7作为背光面，金属栅线背电极9的采用密栅设计可有效地减少电池片的串联电阻，从而进一步提高电池的填充因子。如图3～图4所示，所述金属栅线正电极5相邻细栅间距大于金属栅线背电极9相邻细栅间距。所述金属栅线正电极5相邻细栅间距为1.6～3mm,金属栅线背电极9相邻细栅间距为0.5～1.5mm。
在本发明中，将n-型非晶硅薄膜置于电池的受光面，因n-型非晶硅薄膜比p-型非晶硅薄膜更导电，可增加金属栅线正电极的细栅间距。n-型非晶硅作为电池的受光面，其透明导电薄膜边缘离电池边缘更近而不引起电池边缘短路现象，可以显著增加电池的有效吸收面积，从而增加电池的短路电流。而以导电较差的p-型非晶硅作为背光面，金属栅线背电极的密栅可有效地减少电池片的串联电阻，从而提高电池的填充因子。
由此，本发明增加了电池的有效吸收面积，从而增加电池的短路电流，进而提高电池的转化率，电池的转换效率可以有效提升1％以上。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种异质结太阳能电池，其特征在于：包括：n-型单晶硅片，设在n-型单晶硅片受光面的第一本征非晶硅薄膜层，设在第一本征非晶硅薄膜层上的n-型非晶硅薄膜层，设在n-型非晶硅薄膜层上的第一透明导电薄膜层，设在第一透明导电薄膜层上的金属栅线正电极；设在n-型单晶硅片背光面的第二本征非晶硅薄膜层；设在第二本征非晶硅薄膜层上的p-型非晶硅薄膜层，设在p-型非晶硅薄膜层上的第二透明导电薄膜层，设在第二透明导电薄膜层上的金属栅线背电极；所述第一透明导电薄膜层与电池边缘的距离小于第二透明导电薄膜层与电池边缘的距离；所述金属栅线正电极相邻细栅间距大于金属栅线背电极相邻细栅间距。
2.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于：所述第一透明导电薄膜层与电池边缘的距离为0～0.5mm、第二透明导电薄膜层与电池边缘的距离为0.3～1mm。
3.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于：所述第一透明导电薄膜层及第二透明导电薄膜层为氧化铟锡薄膜、掺铝氧化锌薄膜、石墨烯薄膜中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于：所述第一透明导电薄膜层的厚度为0.1～150nm、第二透明导电薄膜层的厚度为0.1～150nm。
5.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于：所述第一本征非晶硅薄膜层厚度为4～10nm、n-型非晶硅薄膜层厚度为4～10nm；第二本征非晶硅薄膜层厚度为4～10nm、p-型非晶硅薄膜层厚度为5～15nm。
6.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于：所述金属栅线正电极相邻细栅间距为1.6～3mm，金属栅线背电极相邻细栅间距为0.5～1.5mm。
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