CN202384349U - 一种硅基异质结太阳能电池 - Google Patents

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杨智
王栩生
章灵军
王登志
殷涵玉
肖俊峰
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Canadian Solar Inc
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Canadian Solar China Investment Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种硅基异质结太阳能电池，包括N型衬底，所述N型衬底的正面设有量子点结构层，量子点结构层上设有绒面结构层，绒面结构层上设有本征非晶硅层，本征非晶硅层上设有P型非晶硅层，P型非晶硅层上设有透明导电薄膜层，透明导电薄膜层上设有金属正电极；所述N型衬底的背面设有量子点结构层，量子点结构层上设有绒面结构层，绒面结构层上设有本征非晶硅层，本征非晶硅层上设有N型非晶硅层，N型非晶硅层上设有透明导电薄膜层，透明导电薄膜层上设有金属背电极。本实用新型的硅异质结太阳能电池可以有效提升载流子的数量，具有较好的光电转换效率，试验证明，本实用新型的电池的平均光电转换效率在24%以上，具有显著的效果。

Description

一种硅基异质结太阳能电池
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能电池，具体涉及一种硅基异质结太阳能电池。
背景技术
常规的化石燃料日益消耗殆尽，在所有的可持续能源中，太阳能无疑是一种最清洁、最普遍和最有潜力的替代能源。目前，在所有的太阳能电池中，硅太阳能电池是得到大范围商业推广的太阳能电池之一，这是由于硅材料在地壳中有着极为丰富的储量，同时硅太阳能电池相比其他类型的太阳能电池，有着优异的电学性能和机械性能，硅太阳能电池在光伏领域占据着重要的地位。因此，研发高性价比的硅太阳能电池已经成为各国光伏企业的主要研究方向。
目前，Sanyo公司生产了一种非晶硅-晶体硅异质结太阳能电池，其中PN结是由非晶硅和N型单晶硅构成，非晶硅层包含P型非晶硅层和本征非晶硅层。非晶硅作为直接带隙的材料，对入射光的吸收系数较大，在较小的厚度可吸收部分入射光，可以有效地减小晶体硅层的厚度。非晶硅的禁带宽度通常在1.7eV，远大于晶体硅1.1eV的禁带宽度，因此由非晶硅与晶体硅组成的异质结太阳能电池的开路电压明显高于单纯由晶体硅构成的太阳能电池。基于以上优点，非晶硅-晶体硅异质结太阳能电池受到了越来越多的关注。
然而，虽然非晶硅-晶体硅异质结太阳能电池的非晶硅层可以吸收一部分入射光，但是仍有部分入射光在到达晶体硅层才被吸收，而这一部分入射光并没有受到足够的重视。为了进一步提高非晶硅-晶体硅太阳能电池的转换效率，增强其市场竞争力，需要充分利用由晶体硅吸收的入射光。
发明内容
本实用新型目的是提供一种硅基异质结太阳能电池。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种硅基异质结太阳能电池，包括N型衬底，
所述N型衬底的正面设有量子点结构层，量子点结构层上设有绒面结构层，绒面结构层上设有本征非晶硅层，本征非晶硅层上设有P型非晶硅层，P型非晶硅层上设有透明导电薄膜层，透明导电薄膜层上设有金属正电极；
所述N型衬底的背面设有量子点结构层，量子点结构层上设有绒面结构层，绒面结构层上设有本征非晶硅层，本征非晶硅层上设有N型非晶硅层，N型非晶硅层上设有透明导电薄膜层，透明导电薄膜层上设有金属背电极。
上述技术方案中，所述绒面结构层为金字塔结构。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有的优点是：
1、本实用新型设计得到了一种新的非晶硅-晶体硅异质结太阳能电池，由于量子点结构层中的转换效应，可以使高能量光子激发的高能量电子具有二次激发电子的能力，从而产生能多的电子-空穴对，有效提升载流子的数量，使硅基异质结太阳能电池具有更高的电流密度，因此具有较好的光电转换效率，试验证明，本实用新型的电池的平均光电转换效率在24%以上，具有显著的效果。
2、本实用新型的结构合理，成本较低，且具有良好的可操作性、使用性，适于推广应用。
附图说明
附图1为本实用新型实施例一的结构示意图。
其中：1、N型衬底；21、22、量子点结构层；31、32、绒面结构层；41、42、本征非晶硅层；5、P型非晶硅层；61、62、透明导电薄膜层；7、金属正电极；8、N型非晶硅层；9、金属背电极。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
实施例一
参见图1所示，一种硅基异质结太阳能电池，包括N型衬底1，
所述N型衬底的正面设有量子点结构层21，量子点结构层上设有绒面结构层31，绒面结构层上设有本征非晶硅层41，本征非晶硅层上设有P型非晶硅层5，P型非晶硅层上设有透明导电薄膜层61，透明导电薄膜层上设有金属正电极7；
所述N型衬底的背面设有量子点结构层22，量子点结构层上设有绒面结构层32，绒面结构层上设有本征非晶硅层42，本征非晶硅层上设有N型非晶硅层8，N型非晶硅层上设有透明导电薄膜层62，透明导电薄膜层上设有金属背电极9。
所述绒面结构层为金字塔结构。
上述硅基异质结太阳能电池的光电转换效率为24%以上。
上述硅基异质结太阳能电池可以按下述方法制备：
第一步，先将N型硅片进行化学清洗；
第二步，在N型硅片的正面和背面形成金字塔绒面结构层；
第三步，在N型硅片的正面和背面形成量子点结构层；
第四步，利用PECVD在正面和背面制备本征非晶硅层；
第五步，利用PECVD在正面制备P型非晶硅层；
第六步，利用PECVD在背面制备N型非晶硅层；
第七步，利用磁控溅射在正面和背面制备透明导电薄膜层；
第八步，丝网印刷正面、背面金属电极；电极烧结形成欧姆接触；从而得到本实用新型的硅基异质结太阳能电池。

Claims (2)

1.一种硅基异质结太阳能电池，包括N型衬底(1)，其特征在于：
所述N型衬底的正面设有量子点结构层(21)，量子点结构层上设有绒面结构层(31)，绒面结构层上设有本征非晶硅层(41)，本征非晶硅层上设有P型非晶硅层(5)，P型非晶硅层上设有透明导电薄膜层(61)，透明导电薄膜层上设有金属正电极(7)；
所述N型衬底的背面设有量子点结构层(22)，量子点结构层上设有绒面结构层(32)，绒面结构层上设有本征非晶硅层(42)，本征非晶硅层上设有N型非晶硅层(8)，N型非晶硅层上设有透明导电薄膜层(62)，透明导电薄膜层上设有金属背电极(9)。
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：所述绒面结构层为金字塔结构。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103681903A (zh) * 2012-09-21 2014-03-26 财团法人工业技术研究院 太阳能电池
CN108155265A (zh) * 2016-12-02 2018-06-12 财团法人金属工业研究发展中心 硅基异质接面太阳能电池
CN113161431A (zh) * 2020-12-25 2021-07-23 浙江晶科能源有限公司 一种硅基太阳能电池及其制备方法

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