CN110164987A - 一种太阳能电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能电池及其制备方法。该太阳能电池包括依次层叠设置的衬底层、前电极层、光吸收层和背电极层，所述前电极层包括TCO电极膜和与所述TCO电极膜相层叠的透明辅助电极膜。该太阳能电池的前电极层具有较小电阻且工艺简单、稳定性好。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种太阳能电池及其制备方法。
背景技术
如图1所示，现有的太阳能电池包括依次层叠设置的衬底层1’、前电极层2’、光吸收层3’、背电极层4’、绝缘层5’和辅助电极层6’，所述前电极层2’一般采用TCO电极膜，为了降低所述前电极层2’的电阻，会通过金属引线61’从所述光吸收层3’、背电极层4’和绝缘层5’的侧边或内部过孔将所述前电极层2’电连接到所述辅助电极层6’上；所述金属引线61’的线宽一般为5-10μm左右，这么细的金属引线61’不仅制作工艺难度大，而且导致所述前电极层2’和辅助电极层6’之间的连接稳定性差。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足，本发明提供一种太阳能电池，其前电极层具有较小电阻且工艺简单、稳定性好。
本发明还提供一种太阳能电池的制备方法。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
一种太阳能电池，包括依次层叠设置的衬底层、前电极层、光吸收层和背电极层，其特征在于：所述前电极层包括TCO电极膜和与所述TCO电极膜相层叠的透明辅助电极膜。
进一步地，所述TCO电极膜朝向所述光吸收层的一面上形成有陷光结构。
进一步地，该太阳能电池为透明型，具有可视区域和非可视区域，所述前电极层、光吸收层和背电极层覆盖于所述非可视区域上。
进一步地，该太阳能电池为半透型，具有可视区域和非可视区域，所述前电极层、光吸收层和背电极层覆盖于所述可视区域和非可视区上，其中所述光吸收层在所述可视区域内呈光吸收栅格。
进一步地，相邻的光吸收栅格之间填充有透明绝缘材料。
进一步地，所述背电极层采用非透明背电极膜，在所述可视区域内呈栅格结构相层叠于所述光吸收栅格上。
进一步地，所述背电极层采用透明背电极膜，整面覆盖于所述可视区域上或者在所述可视区域内呈栅格结构相层叠于所述光吸收栅格上。
进一步地，所述透明背电极膜和所述透明辅助电极膜的材质相同。
一种太阳能电池的制作方法，步骤如下：
在衬底层上制作前电极层，其中，所述前电极层包括TCO电极膜和与所述TCO电极膜相层叠的透明辅助电极膜；
在所述前电极层上制作光吸收层；
在所述光吸收层上制作背电极层。
进一步地，该太阳能电池为半透型，具有可视区域和非可视区域，所述前电极层、光吸收层和背电极层覆盖于所述可视区域和非可视区域上，其中所述光吸收层在所述可视区域内呈光吸收栅格；在制作所述光吸收层后，制作所述背电极层前，还包括：
在相邻的光吸收栅格之间填充有透明绝缘材料。
本发明具有如下有益效果：该太阳能电池采用一层TCO电极膜和一层透明辅助电极膜相层叠的方式形成所述前电极层，所述TCO电极膜和所述透明辅助电极膜相层叠电性连接在一起后，相当于增加了所述前电极层的横截面积或者相当于两个电阻并联构成所述前电极层，也就降低了所述前电极层的整体电阻，且工艺更简单、连接稳定性更高，即可应用于单节电池结构，也可应用于多节电池结构。
附图说明
图1为现有的太阳能电池的剖视图；
图2为本发明提供的透明型太阳能电池的示意图；
图3为本发明提供的半透型太阳能电池的示意图；
图4为图2所示的透明型太阳能电池或图3所示的半透型太阳能电池的A-A剖视图；
图5为图3所示的半透型太阳能电池的B-B剖视图；
图6为图3所示的另一半透型太阳能电池的B-B剖视图；
图7为本发明提供的太阳能电池的绑定区域示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
实施例一
如图2-7所示，一种太阳能电池，包括依次层叠设置的衬底层1、前电极层2、光吸收层3和背电极层4，所述前电极层2包括TCO电极膜21和与所述TCO电极膜21相层叠的透明辅助电极膜22。
该太阳能电池采用一层TCO电极膜21和一层透明辅助电极膜22相层叠的方式形成所述前电极层2，所述TCO电极膜21和所述透明辅助电极膜22相层叠电性连接在一起后，相当于增加了所述前电极层2的横截面积或者相当于两个电阻并联构成所述前电极层2，也就降低了所述前电极层2的整体电阻，且工艺更简单、连接稳定性更高，即可应用于单节电池结构，也可应用于多节电池结构。
其中，所述TCO电极膜21在成膜后，其朝向所述光吸收层3的一面通过制绒工艺形成有“类金字塔”形状的陷光结构，以降低其反射率，提高光利用率。
如图2和3所示，该太阳能电池具有可视区域a和非可视区域b，所述可视区域a对应于显示屏的显示区域，所述非可视区域b对应于显示屏的边框区域。
如图2所示，该太阳能电池为透明型，所述前电极层2、光吸收层3和背电极层4仅覆盖于所述非可视区域b上。
如图3所示，该太阳能电池为半透型，所述前电极层2、光吸收层3和背电极层4同时覆盖于所述可视区域a和非可视区域b上，以增加吸光面积，其中所述光吸收层3在所述可视区域a内呈光吸收栅格31；通过控制所述光吸收栅格31的线宽可以达到调节所述可视区域a透过率的目的。
其中，如图5和6所示，在半透型的太阳能电池中，相邻的光吸收栅格31之间填充有透明绝缘材料6。若所述背电极层4采用非透明背电极膜，则所述背电极层4在所述可视区域a内呈栅格结构41相层叠于所述光吸收栅格31上；若所述背电极层4采用透明背电极膜，则所述背电极层4可整面覆盖于所述可视区域a上或者在所述可视区域a内呈栅格结构41相层叠于所述光吸收栅格31上。
具体的，所述TCO电极膜21可以但不限于采用SnO2、ITO、AZO、BZO、GZO或ZnO等金属氧化物材质。所述透明辅助电极膜22可以但不限于采用金属单质、合金材质、金属氧化物/氮化物/卤化物材质或纳米导电材质等，包括但不限于采用蒸镀、离子镀、磁控溅射或CVD等成膜工艺制成；其中金属单质可以是Al、Ag等单质，合金材质可为镁银合金或钼银合金等，金属氧化物/氮化物/卤化物材质可为ITO或IZO等，纳米导电材质可为石墨烯等。这些金属单质、合金材质、金属氧化物/氮化物/卤化物材质或纳米导电材质形成的透明辅助电极膜22在厚度小于一定值时，即可达到透明的光学效果，具体厚度需依具体材质而定，在此不作限制。
所述光吸收层3可以但不限于为采用多晶硅、非晶硅或砷化镓类材质制作形成的PN或PIN型器件。
所述背电极层4采用单层背电极膜或多层背电极膜，可以但不限于采用单体金属材质、合金材质或金属氧化物/氮化物/卤化物材质等，这些单体金属材质、合金材质或金属氧化物/氮化物/卤化物材质中含有的金属元素为电阻率较低的金、银、铜、铝、镍或钼等之一。
在半透型的太阳能电池中，所述背电极层4采用的透明背电极膜优选地和所述透明辅助电极膜22的材质相同。
在一具体实施方式中，所述透明辅助电极膜22和透明背电极膜均采用镁银合金材质，在采用不同设备及不同的蒸镀速率（混合比例）时，单层镁银合金材质的透明辅助电极膜22或透明背电极膜的厚度在10-20nm之间，在可见光波段的平均透光率可达到60%-80%，表面电阻值在50Ω/sq以下。
该太阳能电池还包括层叠设置于所述背电极层4上的保护层5，所述保护层5优选为黑色，以遮挡住该太阳能电池的正极和负极之间的隔离间隙。
如图7所示，所述非可视区域b具有绑定区域c，用于绑定FPC。所述前电极层2（TCO电极膜21和透明辅助电极膜22）和所述背电极层4分别被引至所述绑定区域c内，作为该太阳能电池的正极和负极与FPC绑定连接；所述背电极层4也可在所述绑定区域c内形成有层叠设置于所述透明辅助电极膜22上的辅助电极42，所述辅助电极42连同所述前电极层2（TCO电极膜21和透明辅助电极膜22）一起绑定FPC，以降低绑定电阻。
实施例二
实施例一所述的太阳能电池的制作方法，步骤如下：
S101：在衬底层1上制作前电极层2，其中，所述前电极层2包括TCO电极膜21和与所述TCO电极膜21相层叠的透明辅助电极膜22；
S102：在所述前电极层2上制作光吸收层3；
S104：在所述光吸收层3上制作背电极层4；
S105：在所述背电极层4上制作保护层5。
上述步骤为透明型太阳能电池的制作方法，若该太阳能电池为半透型，具有可视区域a和非可视区域b，所述前电极层2、光吸收层3和背电极层4覆盖于所述可视区域a和非可视区域b上，其中所述光吸收层3在所述可视区域a内呈光吸收栅格31；在步骤S102制作所述光吸收层3后，步骤S104制作所述背电极层4前，还包括：
S103：在相邻的光吸收栅格31之间填充有透明绝缘材料6。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能电池，包括依次层叠设置的衬底层、前电极层、光吸收层和背电极层，其特征在于：所述前电极层包括TCO电极膜和与所述TCO电极膜相层叠的透明辅助电极膜。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述TCO电极膜朝向所述光吸收层的一面上形成有陷光结构。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，该太阳能电池为透明型，具有可视区域和非可视区域，所述前电极层、光吸收层和背电极层覆盖于所述非可视区域上。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，该太阳能电池为半透型，具有可视区域和非可视区域，所述前电极层、光吸收层和背电极层覆盖于所述可视区域和非可视区上，其中所述光吸收层在所述可视区域内呈光吸收栅格。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池，其特征在于，相邻的光吸收栅格之间填充有透明绝缘材料。
6.根据权利要求4或5所述的太阳能电池，其特征在于，所述背电极层采用非透明背电极膜，在所述可视区域内呈栅格结构相层叠于所述光吸收栅格上。
7.根据权利要求4或5所述的太阳能电池，其特征在于，所述背电极层采用透明背电极膜，整面覆盖于所述可视区域上或者在所述可视区域内呈栅格结构相层叠于所述光吸收栅格上。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，所述透明背电极膜和所述透明辅助电极膜的材质相同。
9.一种太阳能电池的制作方法，其特征在于，步骤如下：
在衬底层上制作前电极层，其中，所述前电极层包括TCO电极膜和与所述TCO电极膜相层叠的透明辅助电极膜；
在所述前电极层上制作光吸收层；
在所述光吸收层上制作背电极层。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，该太阳能电池为半透型，具有可视区域和非可视区域，所述前电极层、光吸收层和背电极层覆盖于所述可视区域和非可视区域上，其中所述光吸收层在所述可视区域内呈光吸收栅格；在制作所述光吸收层后，制作所述背电极层前，还包括：
在相邻的光吸收栅格之间填充有透明绝缘材料。
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