CN204230251U - 一种异质结太阳能电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种异质结太阳能电池，包括：用于支撑的N型晶体硅基体；覆盖在N型晶体硅基体上表面的非晶薄膜钝化层；沉积在非晶薄膜钝化层上的P型半导体化合物薄膜层；栅线分布在P型半导体化合物薄膜层上的正面电极，且正面电极嵌入P型半导体化合物薄膜层内；附着在N型晶体硅基体下表面的铝背场；栅线分布在铝背场下表面的背面电极，且背面电极嵌入铝背场内；本实用新型能够减少传统晶体硅太阳能电池制造过程中产生的热应力，同时大幅度的提高太阳能电池的转换效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池制造领域，特别是一种异质结太阳能电池。
背景技术
目前传统的晶硅太阳能电池虽具有较高的转换效率，并且其制备技术工艺成熟，但由于制备过程中需要进行高温扩散制结，往往会导致热损伤甚至晶体硅基体变形破裂，其生产合格率无法得到大幅度的提升，无形中增加了生产成本，生产效率低下，同时产出的器件性能受到制约，无法进一步的进行应用。
目前制备非晶体薄膜具有工艺简单、成本低和耗能低的特点；因此在硅衬底上用简单工艺沉积非晶薄膜和半导体薄膜并将其与晶硅电池结合制备异质结太阳能电池能够互补长短，将具有优良的光伏效应，赋予了制备温度低、转化效率高、成本低的优点。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种异质结太阳能电池，能够减少传统晶体硅太阳能电池制造过程中产生的热应力，同时大幅度的提高太阳能电池的转换效率。
为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种异质结太阳能电池，包括：
用于支撑的N型晶体硅基体；
覆盖在N型晶体硅基体上表面的非晶薄膜钝化层；
沉积在非晶薄膜钝化层上的P型半导体化合物薄膜层；
栅线分布在P型半导体化合物薄膜层上的正面电极，且正面电极嵌入P型半导体化合物薄膜层内；
附着在N型晶体硅基体下表面的铝背场；
栅线分布在铝背场下表面的背面电极，且背面电极嵌入铝背场内。
技术效果：非晶薄膜钝化层能够改善太阳能电池的界面特性，降低界面少数载流子的复合，提高电池的转换效率；其次沉积的P型半导体化合物薄膜层由于其作为一种直接带隙宽禁带半导体材料，具有优良的光学性能，因此本实用新型所设计的太阳能电池结构具有制备温度低、转换效率高、生产成本低的优点，在应用中具有非常广阔的前景。
本实用新型进一步限定的技术方案是：
进一步的，前述的异质结太阳能电池，P型半导体化合物薄膜层为ZnO薄膜，其厚度为20-50nm，折射率为1.5-2.5；
ZnO薄膜由于其作为一种直接带隙宽禁带半导体材料，具有优良的光学性能，同时来源丰富、价格低廉、毒性小、具有很高的热稳定性和化学稳定性。
前述的异质结太阳能电池，非晶薄膜钝化层为Si3N4薄膜，其厚度为10-30nm，折射率为1.5-2.5。
前述的异质结太阳能电池，正面电极的厚度为5-30μm。
前述的异质结太阳能电池，背面电极的厚度在5-30μm。
前述的异质结太阳能电池，N型晶体硅基体的厚度为120-200μm。
前述的异质结太阳能电池，正面电极嵌入P型半导体化合物薄膜层内的厚度为2.5-15μm。
前述的异质结太阳能电池，背面电极嵌入铝背场内的厚度为2.5-15μm。
附图说明
图1为本实用新型所设计的异质结太阳能电池的结构示意图；
1-正面电极，2-P型半导体化合物薄膜层，3-非晶薄膜钝化层，4-N型晶体硅基体，5-铝背场，6-背面电极。
具体实施方式
结构如图1所示，本实施例提供的一种异质结太阳能电池，包括：
用于支撑的N型晶体硅基体，N型晶体硅基体的厚度为120-200μm；
覆盖在N型晶体硅基体上表面的非晶薄膜钝化层，非晶薄膜钝化层为Si3N4薄膜，其厚度为10-30nm，折射率为1.5-2.5；
沉积在非晶薄膜钝化层上的P型半导体化合物薄膜层，P型半导体化合物薄膜层为ZnO薄膜，其厚度为20-50nm，折射率为1.5-2.5；
栅线分布在P型半导体化合物薄膜层上的正面电极，且正面电极嵌入P型半导体化合物薄膜层内，正面电极的厚度为5-30μm，正面电极嵌入P型半导体化合物薄膜层内的厚度为2.5-15μm；
附着在N型晶体硅基体下表面的铝背场；
栅线分布在铝背场下表面的背面电极，且背面电极嵌入铝背场内，背面电极的厚度在5-30μm，背面电极嵌入铝背场内的厚度为2.5-15μm。
本实施例的具体制备方法为：
（1）：在经过制绒、扩散去PSG后的N型晶体硅基体上采用等离子增强化学气相沉积（PECVD）法，以SiH4和NH3为反应气体，体积比例为1:1-1:3，沉积温度为300-500℃，沉积压强为0.02 mbar-0.2mbar，功率为2500-5000W，时间为15-40min，制备一层Si3N4薄膜厚度为10-30nm，折射率为1-2.5；
（2）：在Si3N4薄膜上，利用磁控溅射法沉积一层ZnO薄膜，沉积条件为靶材选用ZnO陶瓷靶，溅射时真空度大于10-3Pa，衬底温度为100-400℃，沉积时气压为0.5-5Pa，溅射功率为80-150W，溅射时间为15-40min，沉积的ZnO薄膜的厚度为20-50nm，折射率为1-2.5；
（3）：采用丝网印刷的方式分别制作电池的正背面电极，正面电极的厚度为5-30μm，背面电极的厚度为5-30μm。
以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。
Claims (8)
1.一种异质结太阳能电池，其特征在于，包括：
用于支撑的N型晶体硅基体；
覆盖在N型晶体硅基体上表面的非晶薄膜钝化层；
沉积在非晶薄膜钝化层上的P型半导体化合物薄膜层；
栅线分布在P型半导体化合物薄膜层上的正面电极，且所述正面电极嵌入P型半导体化合物薄膜层内；
附着在N型晶体硅基体下表面的铝背场；
栅线分布在铝背场下表面的背面电极，且所述背面电极嵌入铝背场内。
2.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于，所述的P型半导体化合物薄膜层为ZnO薄膜，其厚度为20-50nm，折射率为1.5-2.5。
3.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于，所述的非晶薄膜钝化层为Si3N4薄膜，其厚度为10-30nm，折射率为1.5-2.5。
4.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于：所述正面电极的厚度为5-30μm。
5.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于：所述背面电极的厚度在5-30μm。
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N型晶体硅基体的厚度为120-200μm。
7.根据权利要求4所述的异质结太阳能电池，其特征在于：所述正面电极嵌入P型半导体化合物薄膜层内的厚度为2.5-15μm。
8.根据权利要求5所述的异质结太阳能电池，其特征在于：所述背面电极嵌入铝背场内的厚度为2.5-15μm。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106159022A (zh) * | 2015-03-27 | 2016-11-23 | 比亚迪股份有限公司 | 一种晶体硅太阳能电池片及其制备方法 |
| CN107068779A (zh) * | 2017-02-28 | 2017-08-18 | 中山大学 | 一种太阳电池结构及其制备方法 |
| CN110867500A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-03-06 | 江苏大学 | 一种高转换效率的Si/ZnO异质结太阳电池的制备方法 |
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2014
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| CN106159022B (zh) * | 2015-03-27 | 2018-03-27 | 比亚迪股份有限公司 | 一种晶体硅太阳能电池片及其制备方法 |
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