CN112635609B - 一种硅基异质结太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本公开实施例提供了一种硅基异质结太阳能电池及其制备方法。在所述硅基异质结太阳能电池的背表面设置透明的光疏介质层，所述光疏介质层包括介质材料层，所述介质材料层的材料为光疏介质材料，所述光疏介质材料的折射率为范围在1‑3.7中任一值。通过在硅基异质结太阳能电池的背表面设置透明的光疏介质层，可以有效提升硅基异质结太阳能电池的电流。

Description

一种硅基异质结太阳能电池及其制备方法
技术领域
本公开涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种硅基异质结太阳能电池及其制备方法。
背景技术
随着硅原料的缺乏，加速了硅片向薄片化发展。用于太阳能电池的正常硅片的厚度为150-180μm，而薄片化的硅片的厚度为50-130μm。薄片化的硅片制备获得的太阳能电池简称薄片电池。由于晶体硅是间接带材料，光吸收系数小，太阳能电池厚度减小时，由于透射光引起的损失随厚度的减小而增大，因此，薄片电池更容易造成对光利用的不充分和浪费，从而使得薄片电池比正常厚度电池的电流明显低很多。
硅基异质结（SHJ）太阳能电池是目前主流的几种高效太阳能电池技术。SHJ太阳能电池具有高转化效率、低温度系数的特点，具有广阔的市场前景。图1示出了常规的SHJ太阳能电池的结构示意图。如图1所示，SHJ异质结电池从上至下依次包括第一电极、第一ITO透明导电层、n型非晶或微晶层、第一本征非晶或微晶硅钝化层、n型单晶硅片、第二本征非晶或微晶硅钝化层、p型非晶或微晶层、第二ITO透明导电层和第二电极。
目前，有两种方案用来提高电池对红外波段光的利用率。第一种方案是增加电池片的厚度，但是这必定会增加硅片的成本，电池片厚度增加时，电池的开路电压还会降低。另一种方案是在电池的背表面镀上一层金属银来作为反射层，让透射的光尽可能的再次被反射到硅片中，实现光的再利用。虽然增加银金属反射层会提高光在电池背表面的反射，但是金属银薄膜在空气中容易被硫化，从而导致其导电性能和反光性能下降，并且，由于银金属薄膜直接镀在硅片上，整个器件的光学结构并不理想，实际上对于提升太阳电池对光的反射再吸收能力的作用并不大。
发明内容
有鉴于此，本公开实施例提供一种硅基异质结太阳能电池及其制备方法，至少部分解决现有技术中存在的问题。
第一方面，本公开实施例提供了一种硅基异质结太阳能电池，在所述硅基异质结太阳能电池的背表面设置透明的光疏介质层。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述光疏介质层包括介质材料层，所述介质材料层的材料为光疏介质材料。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述光疏介质材料的折射率为范围在1-3.7中任一值。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述光疏介质层具有两层所述介质材料层，所述光疏介质层还包括纳米颗粒层，所述纳米颗粒层包裹于两层所述介质材料层之间；
所述纳米颗粒层的材料为具有表面等离子体效应的金属纳米颗粒。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述金属纳米颗粒为银纳米颗粒或金纳米颗粒。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述光疏介质材料选择为氟化镁 、二氧化硅和氮化硅中的一种或多种。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述光疏介质层中两层所述介质材料层的光疏介质材料选择为相同或不同。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述光疏介质层的层数为至少一层。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，在所述光疏介质层的远离所述背表面的表面设置红外高反材料层，所述红外高反材料层用于将透射光反射到所述硅基异质结太阳能电池的所述背表面。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述红外高反材料层是由氮化铪和银组成的HfN/Ag复合材料。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述硅基异质结太阳能电池为薄片电池。
第二方面，本公开实施例提供了如前述的硅基异质结太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
利用物理沉积方法在所述硅基异质结太阳能电池的背表面沉积透明的光疏介质层。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述利用物理沉积方法在所述硅基异质结太阳能电池的背表面沉积透明的光疏介质层，包括如下步骤：在所述硅基异质结太阳能电池的背表面沉积一层介质材料层。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，在所述硅基异质结太阳能电池的背表面沉积介质材料层之后，还包括如下步骤：
在所述介质材料层沉积具有表面等离子体效应的金属纳米材料薄膜；
在真空环境下利用激光照射所述金属纳米材料薄膜，使得所述金属纳米材料薄膜受热团聚形成金属纳米颗粒，从而在所述介质材料层表面形成纳米颗粒层；
在所述纳米颗粒层表面再沉积一层介质材料层，使得所述纳米颗粒层包裹于两层所述介质材料层之间，从而在所述硅基异质结太阳能电池的所述背表面形成所述光疏介质层。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述制备方法还包括如下步骤：
利用物理沉积方法在所述光疏介质层的远离所述背表面的表面沉积红外高反材料层。
本公开实施例提供一种硅基异质结太阳能电池及其制备方法，通过在硅基异质结太阳能电池的背表面设置透明的光疏介质层，可以有效提升硅基异质结太阳能电池的电流。
进一步地，通过在两层介质材料层之间包裹纳米颗粒层，从而提高反射光利用率。
进一步地，在光疏介质层表面再增加红外高反材料层，使得透过电池到达背表面的光再次被反射到电池里面，从而提高了光的利用率，提升了电池电流，从而提升电池效率。进一步地，该红外高反材料层使用的是HfN/Ag薄膜反光导电复合材料，在红外波段有较高的反射，提升了电池对红外波段光的利用率，相比于金属银反射薄膜，HfN/Ag薄膜具有极好的耐久性和稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本公开实施例提供的一种硅基异质结太阳能电池的示意性结构图；
图2为本公开实施例提供的另一种硅基异质结太阳能电池的示意性结构图；
图3为本公开实施例提供的入射光在硅基异质结太阳能电池内部的反射原理示意图；
图4为本公开实施例提供的入射光在硅基异质结太阳能电池内部的反射原理示意图；
图5为本公开实施例提供的硅基异质结太阳能电池的制备方法的示意性流程图；
图6为本公开实施例一提供的制备方法制备获得的硅基异质结太阳能电池的示意性结构图；
图7为本公开实施例提供的入射光在由对比例的制备方法制备获得的硅基异质结太阳能电池内部的反射原理示意图；
图8为本公开提供的实施例一、实施例二、对比例一以及对比例二的外量子效率对比曲线图。
附图标记汇总：
1-背表面，2-光疏介质层，21-介质材料层，22-纳米颗粒层，3-红外高反材料层，4-第一电极，5-第一ITO透明导电层，6- n型非晶层，7-第一本征非晶硅钝化层，8- n型单晶硅片，9-第二本征非晶硅钝化层，10- p型非晶层，11-第二ITO透明导电层，12-第二电极，13-金属银薄膜材料层。
具体实施方式
下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施太阳能电池结构及/或方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此太阳能电池结构及/或实践此方法。
还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的结构而非按照实际实施时的结构数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各结构的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其结构布局型态也可能更为复杂。
另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
参见图1，为本公开实施例提供了一种硅基异质结太阳能电池从上至下依次包括太阳能电池背表面1以及透明的光疏介质层2。该光疏介质层2可以减反增透，增加光的有效透过率，从而有效提升硅基异质结太阳能电池的电流。
在上述实施例的基础上，本公开实施例还提供了几种具体实施方式，对上述实施例中光疏介质层2作了进一步优化。
在一种具体实施方式中，如图2所示，该光疏介质层2包括介质材料层21，该介质材料层21的材料为光疏介质材料，该光疏介质材料的折射率为1、1.5、2、2.5、3、3.5或3.7，也可以为范围在1-3.7中任一其他值。该光疏介质例如可以为氟化镁、二氧化硅或者氮化硅等材料。通过设置该介质材料层21，从而提升太阳能电池对光的反射再吸收能力。
该光疏介质层2由两层介质材料层21和包裹于两层介质材料层21之间的纳米颗粒层22组成。纳米颗粒层22的材料为具有表面等离子体效应的金属纳米颗粒。这里，为了便于区分，将两层介质材料层21分别表示为第一介质材料层和第二介质材料层，并使光疏介质层2的结构由上之下依次为第一介质材料层、纳米颗粒层22和第二介质材料层。第一介质材料层设置在硅基异质结太阳能电池的背表面，第二介质材料层设置在纳米颗粒层22的表面。第一介质材料层和第二介质材料层的材料可以选择为相同，也可以选择为不同。优选地，该第一介质材料层和第二介质材料层的材料选择为不同，并且，第二介质材料层的材料的折射率小于或等于第一介质材料层的材料的折射率，如此，可以更大地提高反射光的利用率。通过在两层介质材料层21之间包裹纳米颗粒层22，使得反射光经过介质材料层21时，可以借助金属纳米颗粒的表面等离子体效应，使得光能得到最大程度的利用，从而提高反射光利用率。
该纳米颗粒层22的材料为具有表面等离子体效应的金属纳米颗粒。该金属纳米颗粒例如可以为银纳米颗粒或金纳米颗粒。在一个优选的实施方式中，该纳米颗粒层22中各该金属纳米颗粒的外表面具有透明包裹层，透明包裹层的材料的折射率小于光疏介质材料的折射率。这是由于，若是包裹层折射率大于光疏介质材料的折射率，有光到达金属纳米颗粒表面发生反射时，被金属纳米颗粒反射的光首先到达透明包裹层，然后达到透明包裹层和光疏介质层的交界， 在该交界处容易被全反射，光就被局限在金属纳米颗粒表面，影响反射效果。比如，当光疏介质层选择氮化硅时，该透明包裹层的材料例如可以选择为氟化镁。该实施方式中，通过在金属纳米颗粒的外表面包裹透明包裹层，可以进一步提高太阳能电池的电流，从而提高太阳能电池的效率。此处需要注意的是，该透明包裹层基本上包裹每一个金属纳米颗粒，而介质材料层21则是用于包裹整个纳米颗粒层22，该纳米颗粒层22的外围区域的金属纳米颗粒的外圈被介质材料层21包裹，而被该外围区域围起来的内部区域的金属纳米颗粒并未被该介质材料层21包裹。通过在金属纳米颗粒的外表面包裹透明包裹层，从而进一步提高硅基异质结太阳能电池的电流，从而进一步提高太阳能的电池的效率。
在一种具体实施方式中，该光疏介质层2的层数为一层。该层光疏介质层2的金属纳米颗粒的尺寸例如可以为2nm、5nm、15nm或20nm，也可以为2-20nm中任一其他值。
在另一种具体实施方式中，该光疏介质层2的层数为多层，多层光疏介质层2之间的金属纳米颗粒的尺寸不同，且由上至下多层光疏介质层2之间的金属纳米颗粒的尺寸逐渐增大。例如，该光疏介质层2的层数为两层，由上至下各纳米颗粒层22的金属纳米颗粒的平均尺寸依次为10nm和20nm，电池电流为103%，电池效率为103%。又例如，该光疏介质层2的层数为三层，由上至下各纳米颗粒层22的金属纳米颗粒的平均尺寸依次为5nm、15nm和20nm，电池电流为103.5%，电池效率为103.5%。又例如，该光疏介质层2的层数为四层，由上至下各纳米颗粒层22的金属纳米颗粒的平均尺寸依次为3nm、8nm、18nm和25nm，电池电流为104%，电池效率为104%。该光疏介质层2的层数可以根据实际需要进行设定，多层光疏介质层2，且各纳米颗粒层22之间的金属纳米颗粒的尺寸逐渐增大，可以显著地进一步提高硅基异质结太阳能电池的电流。
在一种具体实施方式中，可以在光疏介质层2的远离背表面1的表面设置红外高反材料层3，该红外高反材料层3用于将透射光反射到硅基异质结太阳能电池的背表面1。红外高反材料层3是由氮化铪和银组成的HfN/Ag复合材料。在光疏介质层2表面再增加红外高反材料层3，使得透过电池到达背表面1的光再次被反射到电池里面，从而提高了光的利用率，提升了电池电流，从而提升电池效率。进一步地，该红外高反材料层3使用的是HfN/Ag薄膜反光导电复合材料，在红外波段有较高的反射，提升了电池对红外波段光的利用率，相比于金属银反射薄膜，HfN/Ag薄膜具有极好的耐久性和稳定性。
在图3所示的实施方式中，该硅基异质结太阳能电池由上至下依次包括太阳能电池背表面1、仅包含介质材料层21的光疏介质层2以及红外高反材料层3。入射光进入太阳能电池内部，透过电池背表面1散射出去的光为剩余光，该剩余光穿过光疏介质层2，再反射到太阳能电池内部，从而提高了光的利用率。
在图4所示的实施方式中，该硅基异质结太阳能电池由上至下依次包括太阳能电池背表面1、包含两层介质材料层21以及包裹于两层介质材料层21之间的光疏介质层2以及红外高反材料层3。入射光进入太阳能电池内部，剩余光穿过光疏介质层2，再反射到太阳能电池内部，在反射回太阳能电池内部的路径中经由纳米颗粒层22激发表面等离子体反应或散射，从而进一步提高了光的利用率。
其中，该硅基异质结太阳能电池可以适用于正常厚度的太阳能电池以及薄片电池，但是对于薄片电池提升电池电流以及电池效率更为显著。
参见图5，为一种硅基异质结太阳能电池的制备方法的示意性流程图，该制备方法包括：
步骤S100，利用物理沉积方法在硅基异质结太阳能电池的背表面1沉积透明的光疏介质层2。
进一步地，利用物理沉积方法在硅基异质结太阳能电池的背表面1沉积透明的光疏介质层2，包括如下步骤：
1）在硅基异质结太阳能电池的背表面1沉积一层介质材料层21；
2）在介质材料层21沉积具有表面等离子体效应的金属纳米材料薄膜；
3）在真空环境下利用激光照射金属纳米材料薄膜，使得金属纳米材料薄膜受热团聚形成金属纳米颗粒，从而在介质材料层21表面形成纳米颗粒层22；
4）在纳米颗粒层22表面再沉积一层介质材料层21，使得纳米颗粒层22包裹于两层介质材料层21之间，从而在硅基异质结太阳能电池的背表面1形成光疏介质层2。
在一个实施例中，该制备方法还包括如下步骤：利用物理沉积方法在光疏介质层2的远离背表面1的表面沉积红外高反材料层3。
该硅基异质结太阳能电池的制备方法可以对应的执行上述硅基异质结太阳能电池实施例中的内容，本实施例未详细描述的部分，参照上述实施例中记载的内容，在此不再赘述。
该SHJ太阳能电池的其他各个层可以采用现有技术中的结构，也可以采用现有技术中的制备方法。为了将本发明实施例的方案与现有技术的方案进行对比，以下采用常规的SHJ太阳能电池的结构与本发明方案进行对比，并且为了保证效果对比的准确度，以下各实施例和对比例的各参数保持一致，但并不表示本申请限制于以下参数：
实施例一：
硅基异质结太阳能电池的制备方法包括步骤a）、步骤b）、步骤c）、步骤d）、步骤e）、步骤f）、步骤g）、步骤h）、步骤i）、步骤j）以及步骤k）。图6示出了根据本发明实施例一的制备方法制备获得的硅基异质结太阳能电池的示意性结构图。
步骤a）为：采用化学气相沉积法在n型单晶硅片8（厚度为80微米）的第一表面上依次沉积第一本征非晶硅钝化层7以及n型非晶层6，在n型单晶硅片8的第二表面上依次沉积第二本征非晶硅钝化层9和p型非晶层10。
其中，第一本征非晶硅钝化层7可以替换为第一本征微晶硅钝化层，n型非晶层6可以替换为n型微晶层，第二本征非晶硅钝化层9可以替换为第二本征微晶硅钝化层，p型非晶层10可以替换为p型微晶层。
该第一本征非晶硅钝化层7以及第二本征非晶硅钝化层9，或者第一本征微晶硅钝化层以及第二本征微晶硅钝化层的沉积条件为：电源功率为310W，氢气与硅烷的气体流量比（氢稀释比）为5：1，压强0.725pa，沉积时衬底温度225℃。
该n型非晶层6或n型微晶层的沉积条件为：电源功率为410W，氢气与硅烷气体流量比（氢稀释比）为2:1，磷烷与硅烷的气体流量比（磷硅比）为2:100，压强为0.45pa，沉积时衬底的温度为215℃。
该p型非晶层10或p型微晶层的沉积条件为：电源功率为235W，氢气与硅烷的气体流量比（氢稀释比）为2:1，硼烷与硅烷的气体流量比（硼硅比）为3:97，压强为0.35pa，沉积时衬底的温度为215℃。
步骤b）为：在室温条件下通入氩气和氧气，氩气与氧气的气体流量比设定在30:1，腔体压强保持为0.5Pa，打开溅射电源，电源功率密度为2W/cm2，采用磁控溅射法，在n型非晶层6或n型微晶层上沉积第一ITO透明导电层5，第一ITO透明导电层5厚度为80nm。
步骤c）为：在室温条件下通入氩气和氧气，氩气与氧气的气体流量比设定在30:1，腔体压强保持为0.5Pa，打开溅射电源，电源功率密度为2W/cm2，采用磁控溅射法，在p型非晶层10或p型微晶层沉积第二ITO透明导电层11，第二ITO透明导电层11厚度为80nm。
步骤d）为：在第一ITO透明导电层5和第二ITO透明导电层11上分别丝网印刷第一电极4和第二电极12。
步骤e）为：将电池放入退火炉，设定退火温度190℃，退火时长30分钟。
步骤f）为：将高温胶带粘贴在电池的第二电极12表面，用来掩盖第二电极12使其不被氟化镁薄膜覆盖，以保持电极导电性良好。
步骤g）为：采用热蒸发方法在电池第二电池表面沉积40nm氟化镁。
步骤h）为：采用热蒸发方法在电池表面沉积5nm银薄膜，在真空环境下，用激光快速照射电池第二表面，使得银薄膜受热团聚变成纳米银颗粒，其中激光的波长为1064nm；
步骤i）为：采用采用热蒸发方法在电池第二电池表面继续沉积40nm氟化镁，使银颗粒包裹在氟化镁材料之中。
步骤j）为：在室温条件下通入氩气，腔体压强保持为0.5Pa，打开溅射电源，电源功率密度为2W/cm2，采用磁控溅射法，在第二ITO透明导电层11上沉积一层HfN/Ag薄膜材料，HfN/Ag薄膜材料的厚度为40nm。
步骤k）为：将步骤f）粘贴的高温胶带揭下，完成电池制备工艺。
如图6所示，该硅基异质结太阳能电池由上至下依次包括：第一电极4、第一ITO透明导电层5、n型非晶层6或n型微晶层、第一本征非晶硅钝化层7或第一本征微晶硅钝化层、n型单晶硅片8、第二本征非晶硅钝化层9或第二本征微晶硅钝化层、p型非晶层10或p型微晶层、第二ITO透明导电层11、第二电极12、光疏介质层2以及红外高反材料层3。
实施例二：
该实施例二与实施例一的区别仅在于，该实施例二将实施例一中的步骤g）、步骤h)以及步骤i）替换为步骤g’）。该步骤g’）为：采用热蒸发方法在电池第二电池表面沉积80nm氟化镁。
对比例一：
该对比例一与实施例一的区别仅在于，该对比例一仅包含实施例一的步骤a）至步骤d），不包含实施例一的其他步骤。
对比例二：
该对比例二与实施例一的区别在于，该对比例二中将实施例一中的步骤f）至步骤k）替换为步骤f’)。该步骤f’)为：在室温条件下通入氩气，腔体压强保持为0.4Pa，打开溅射电源，电源功率密度为3W/cm2，采用磁控溅射法，在第二ITO透明导电层11上沉积一层金属银薄膜材料层，该金属银薄膜材料层的厚度为100nm。
图7示出了入射光在由对比例的制备方法制备获得的硅基异质结太阳能电池内部的反射原理示意图。如图7所示，该硅基异质结太阳能电池由上至下依次包括太阳能电池背表面1以及金属银薄膜材料层13。入射光进入太阳能电池内部，剩余光再反射到太阳能电池内部。
表1示出了根据本发明实施例一、实施例二、对比例一以及对比例二的硅基异质结太阳能电池在初始状态时（制备完成后即刻测试）四参数对比图，
表1
效率 开路电压 短路电流 填充因子
对比例一 100.00% 100.00% 100.00% 100.00%
对比例二 100.51% 100.01% 100.50% 100.00%
实施例一 102.71% 100.00% 102.71% 100.00%
实施例二 101.51% 100.00% 101.51% 100.00%
从表1中可以看到，对比例一的硅基异质结太阳能电池电流最低，这是由于电池片厚度较薄，对光的吸收不充分。对比例二中仅在电池背表面1增加金属银薄膜，制备获得的硅基异质结太阳能电池的短路电流只提升了0.5个百分点。实施例二制备获得的硅基异质结太阳能电池在红外高反材料层3和第二ITO透明导电层11之间增加了仅包含介质材料层21的光疏介质层2，电流可以提升1.5个百分点。实施例一制备获得的硅基异质结太阳能电池在在红外高反材料层3和第二ITO透明导电层11之间增加了包含介质材料层21和纳米颗粒层22的光疏介质层2，电流提升了2.71个百分点，这充分说明了本实施例一和实施例二可以更加有效地提升硅基异质结太阳能电池的长波段光吸收，从而使得硅基异质结太阳能电池效率得到最大化地提升。
表2示出了根据本发明实施例一、实施例二、对比例一以及对比例二的硅基异质结太阳能电池在放置72小时之后（制备完成后即刻测试）的四参数对比图，
表2
效率 开路电压 短路电流 填充因子
对比例一 99.20% 99.70% 100.00% 99.50%
对比例二 100.10% 99.60% 101.21% 99.30%
实施例一 102.22% 99.63% 102.70% 99.90%
实施例二 100.98% 99.63% 101.45% 99.90%
从表2中可以看出，对比例二制备的硅基异质结太阳能电池，由于金属银薄膜被硫化，电池性能变差，放置后，电池效率出现比较大下降。实施例一和实施例二制备的硅基异质结太阳能电池由于HfN/Ag薄膜良好的耐久性，在相同条件放置72小时后，电池性能受到的影响较小。
图8示出了根据本发明实施例一、实施例二、对比例一以及对比例二的外量子效率对比曲线图。如图8所示，该对比例一的硅基异质结太阳能电池在长波波段对光的响应最低，对比例二中增加银做为电池的高反射层后，电池长波波段对光的响应的相应有轻微提升。本发明实施例二增加介质材料层21，使得电池对长波波段的响应相应得到较大提升。本发明实施例一的电池外量子效率在红外波段最高，这来自于HfN/Ag薄膜良好的红外反射和氟化镁/银纳米颗粒光疏介质层2优化的光学设计以及银纳米颗粒的表面等离子体基元效应等多重作用使得长波波段的光得到了最大程度利用。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种硅基异质结太阳能电池，其特征在于，在所述硅基异质结太阳能电池的背表面设置透明的光疏介质层；
所述光疏介质层包括介质材料层，所述介质材料层的材料为光疏介质材料；所述光疏介质层具有两层所述介质材料层，所述光疏介质层还包括纳米颗粒层，所述纳米颗粒层包裹于两层所述介质材料层之间；所述纳米颗粒层的材料为具有表面等离子体效应的金属纳米颗粒；所述纳米颗粒层中金属纳米颗粒的外表面具有透明包裹层，透明包裹层的材料的折射率小于光疏介质材料的折射率；
在所述光疏介质层的远离所述背表面的表面设置红外高反材料层，所述红外高反材料层用于将透射光反射到所述硅基异质结太阳能电池的所述背表面；
所述红外高反材料层是由氮化铪和银组成的HfN/Ag复合材料。
2.根据权利要求1所述的硅基异质结太阳能电池，其特征在于，所述光疏介质材料的折射率为范围在1-3.7中任一值。
3.根据权利要求1所述的硅基异质结太阳能电池，其特征在于，所述金属纳米颗粒为银纳米颗粒或金纳米颗粒。
4.根据权利要求1所述的硅基异质结太阳能电池，其特征在于，所述光疏介质材料选择为氟化镁、二氧化硅和氮化硅中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的硅基异质结太阳能电池，其特征在于，所述光疏介质层中两层所述介质材料层的材料选择为相同或不同。
6.一种如权利要求1-5中任一项所述的硅基异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
利用物理沉积方法在所述硅基异质结太阳能电池的背表面沉积透明的光疏介质层。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述利用物理沉积方法在所述硅基异质结太阳能电池的背表面沉积透明的光疏介质层，包括如下步骤：在所述硅基异质结太阳能电池的背表面沉积介质材料层。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述硅基异质结太阳能电池的背表面沉积介质材料层之后，还包括如下步骤：
在所述介质材料层沉积具有表面等离子体效应的金属纳米材料薄膜；
在真空环境下利用激光照射所述金属纳米材料薄膜，使得所述金属纳米材料薄膜受热团聚形成金属纳米颗粒，从而在所述介质材料层表面形成纳米颗粒层；
在所述纳米颗粒层表面再沉积一层介质材料层，使得所述纳米颗粒层包裹于两层所述介质材料层之间，从而在所述硅基异质结太阳能电池的所述背表面形成所述光疏介质层。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，还包括如下步骤：
利用物理沉积方法在所述光疏介质层的远离所述背表面的表面沉积红外高反材料层。
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