CN203250771U - 一种异质结硅基太阳能电池 - Google Patents

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周莹
杜学国
张东
刘玉海
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Abstract

本实用新型公开了一种异质结硅基太阳能电池，其包括由非晶硅与晶体硅构成的异质结本体，在异质结本体的正面和背面分别镀有石墨烯薄膜，石墨烯薄膜的外端面上制作有电极。本实用新型能够大幅度地降低制造工艺的温度，光电转换效率更高，其光电转换效率提高了20%以上；制造成本更低，制造成本降低了1/3。

Description

一种异质结硅基太阳能电池
技术领域
本实用新型涉及一种异质结硅基太阳能电池。
背景技术
日本Sanyo公司最早开始研究异质结太阳能电池。1992年，Tanaka等就创下p-a-Si：H/i-a-Si：H/n-c-Si结构太阳能电池光电转换效率18.1%的纪录，并将这种带有本征薄层的结构称之为异质结(HIT)结构。异质结电池与传统电池最大的区别就是非晶硅与晶体硅构成的异质结结构。通过设计异质结界面的势垒高度获得合适的能带结构，以提高电池的转换效率。在p-a-Si: i-a-Si: n-c-Si的异质结结构中，非晶硅与单晶硅界面价带位错要小，以便收集空穴，同时导带的位错要尽可能大，以阻止电子的通过。异质结势垒高度的设计主要是通过控制非晶硅薄膜的沉积参数来实现的。
现有的异质结硅基太阳能电池中都使用ITO（铟锡氧化物，indium-tin oxide）作为透明导电膜材料。ITO是由In2O3（90%）和SnO2（10%）的混合物组成，其带隙3.7ev，费米能级在4.5～4.9ev，ITO在400～1000nm波长范围内透过率达80%以上。此外，在近紫外区也有很高的透过率。但铟锡氧化物（ITO）导电膜还是存在光透过率较低，电阻率高，原材料价格和制造成本较高等缺点，导致异质结硅基太阳能电池的转换效率低，成本高。进一步提高异质结硅基太阳能电池的转换效率，降低其制造成本是目前异质结硅基太阳能电池急需解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的就是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种转换效率较高，成本较低的异质结硅基太阳能电池。
为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：一种异质结硅基太阳能电池，其包括由非晶硅与晶体硅构成的异质结本体，其特征在于：在异质结本体的正面和背面分别镀有石墨烯薄膜，石墨烯薄膜的外端面上制作有电极。
本实用新型能够在200℃以下的低温完成整个工序，与原来的热扩散型的硬质硅基太阳电池的制造温度900℃相比较，大幅度地降低了制造工艺的温度。与传统的氧化铟锡透明导电膜相比，石墨烯透明导电膜具有更高的透光率和更低的电阻率，使本实用新型的光电转换效率更高，其光电转换效率提高了20%以上。由于这种双面对称镀石墨烯薄膜的构造和低温工艺的特征，减少了因热量或者膜形成时产生的Si晶片的变形和热损伤，更有利于实现晶片的轻薄化和高效化。本实用新型的原材料价格更低，所以使本实用新型的制造成本更低，制造成本降低了1/3以上。
附图说明
图1为本实用新型第一种实施例的结构示意图；
图2为本实用新型第二种实施例的结构示意图。
具体实施方式
图1为含有石墨烯薄膜材料的HIT电池P/i/N/i/N结构示意图。如图1所示，本实施例包括由非晶硅与晶体硅构成的P/i/N/i/N异质结本体3，在异质结本体3的正面和背面为石墨烯薄膜2，透明石墨烯薄膜2的外端面上为电极1。其制作方法是：在N型硅片31表面制绒；电池正面用PECVD镀膜设备制备本征非晶硅薄膜32和P型非晶硅薄膜31；背面用PECVD制备本征非晶硅薄膜34和N型非晶硅薄膜35；正、背两面用PECVD制备透明石墨烯薄膜2；丝网印刷制备电极1，然后周边做刻蚀绝缘。
图2为含有石墨烯薄膜材料的HIT电池N/i/P/i/P结构示意图。如图2所示，本实施例包括由非晶硅与晶体硅构成的N/i/P/i/P异质结本体6，在异质结本体6的正面和背面为石墨烯薄膜5，透明石墨烯薄膜5的外端面上为电极4。其制作方法是：在P型硅片63表面制绒；电池正面用PECVD镀膜设备制备本征非晶硅薄膜62和N型非晶硅薄膜61；背面用PECVD制备本征非晶硅薄膜64和P型非晶硅薄膜65；正、背两面用PECVD制备透明石墨烯薄膜5；丝网印刷制备电极4，然后周边做刻蚀绝缘。
当然，本实用新型还有其它多种实施例，在不违背本实用新型精神和实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型做出相应的改变和变形，如异质结本体的结构变化，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种异质结硅基太阳能电池，其包括由非晶硅与晶体硅构成的异质结本体，其特征在于：在异质结本体的正面和背面分别镀有石墨烯薄膜，石墨烯薄膜的外端面上制作有电极。
2.根据权利要求1所述的异质结硅基太阳能电池，其特征在于：所述的非晶硅与晶体硅构成的异质结本体为P/i/N/i/N结构。
3.根据权利要求1所述的异质结硅基太阳能电池，其特征在于：所述的非晶硅与晶体硅构成的异质结本体为N/i/P/i/P结构。
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