CN204315606U - 双异质结双面太阳能电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双异质结双面太阳能电池。其由上到下依次为正面电极(1)，正面增透膜(2)、P型掺杂非晶硅层(3)、正面本征非晶硅层(4)、N型掺杂硅衬底(5)、背面本征非晶硅层(6)、N型掺杂非晶硅层(7)、背面增透膜(8)、背面电极(9)。其中P型掺杂非晶硅层(3)、正面非晶硅层(4)和N型掺杂硅衬底(5)构成正面的异质结；N型掺杂硅衬底(5)、背面本征非晶硅层(6)和N型掺杂非晶硅层(7)三者构成另一背面异质结。本实用新型通过层叠两个不同能带结构的异质结，提高了太阳能电池对光的吸收利用，减小界面缺陷态密度，提高对载流子收集，改善了太阳能电池的转换效率，可用于光伏发电。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池的技术领域，特别是涉及一种双异质结双面太阳能电池，可用于光伏发电。
背景技术
异质结太阳能电池不同于传统的太阳能电池，其PN结不是通过在硅衬底上掺入Ⅲ、Ⅴ族元素而形成的，而是在硅衬底上直接形成一层厚度为几十到几百纳米不同材料的N型或者P型薄膜而形成。由于PN结两侧的材料有着质的差别，因此，采用上述结构形成的太阳能电池称为异质结太阳能电池。异质结太阳能电池具有高转化效率，工艺简单及光稳定性好等优点，在光伏领域具有很大的前景。
现有的异质结太阳能电池通常采用单结单面结构，剖面如图2所示。其结构自上而下分别为：正面电极1、增透膜2、P型非晶硅层3、本征非晶硅层4、N型硅衬底5、背面电极6。其中由于只有P型非晶硅层3、本征非晶硅层4和N型硅衬底5构成一个异质结。当光入射电池时，被换能机构吸收的光能十分有限；并且此结构由于各层材料禁带宽度不同，会使界面上产生许多悬挂键，增加界面态密度，从而影响异质结太阳能电池的载流子输运、光电特性及发光性能效率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提出一种双异质结双面太阳能电池，以解决现有单异质结太阳能光电转换效率低，电池界面缺陷密度大的问题，提高了异质结太阳能电池的性能。
为了实现上述目的，本实用新型包括正面电极1，正面增透膜2、P型掺杂非晶硅层3、正面本征非晶硅层4、N型掺杂硅衬底5和背面电极9，其特征在于：在N型掺杂硅衬底5与背面电极9之间自上而下依次增设有背面本征非晶硅层6、N型掺杂非晶硅层7、背面增透膜8，该N型掺杂硅衬底5、背面本征非晶硅层6和N型掺杂非晶硅层7三者构成另一背面异质结。
作为优选，所述的正面本征非晶硅层4和背面非晶硅层6厚度均为20～40nm。
作为优选，所述的N型掺杂硅衬底5的厚度为200-400μm。
作为优选，所述的N型掺杂非晶硅层7的厚度为50～70nm。
作为优选，所述的正面电极1和背面电极9采用厚度为5～10μm的金属银。
作为优选，所述的P型掺杂非晶硅层3的厚度为50～70nm。
作为优选，所述的正面增透膜2和背面增透膜8采用厚度均为10-15nm的氧化锌透明导电薄膜。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：
1.双异质结结构有利于降低界面缺陷，改善对光生少数载流子的收集，从而提高到了太阳能电池的光电转换效率。
2.太阳能电池采用正面氧化锌透明导电层使直射太阳光变为散射光，更易于被吸收，同时具有很好的导电性。
3.由于采用双异质结结构，能够保证进入电池内部的入射光被充分吸收，从而提高光电转换效率。
附图说明
图1是本实用新型的剖面结构示意图。
图2是现有异质结太阳能电池剖面结构示意图。
具体实施方式
参照图1，本实用新型给出如下三实施例：
实施例1：
本实例的太阳能电池自上而下包括正面电极1，正面增透膜2、P型掺杂非晶硅层3、正面本征非晶硅层4、N型掺杂硅衬底5、背面本征非晶硅层6、N型掺杂非晶硅层7、背面增透膜8、背面电极9。P型掺杂非晶硅层3、正面非晶硅层4和N型掺杂硅衬底5构成正面的异质结；N型掺杂硅衬底5、背面非晶硅层6和N型掺杂非晶硅层7构成了背面的异质结。其中，所述正面电极1和背面电极9均采用厚度为5μm的金属银；所述正面增透膜2和背面增透膜8均采用厚度为10nm的氧化锌透明导电薄膜；所述P型掺杂非晶硅层3的厚度为50nm；所述正面本征非晶硅层4和背面非晶硅层6厚度均为20nm；所述N型掺杂硅衬底5的厚度为200μm；所述N型掺杂非晶硅层7的厚度为50nm。
实施例2：
本实例的太阳能电池结构与实施例1相同，即采用双异质结结构，其参数变化如下：
正面电极1和背面电极9采用厚度为8μm的金属银；正面增透膜2和背面增透膜8均采用厚度为13nm的氧化锌透明导电薄膜；P型掺杂非晶硅层3的厚度为60nm；正面本征非晶硅层4和背面非晶硅层6厚度均为30nm；N型掺杂硅衬底5厚度为300μm；N型掺杂非晶硅层7的厚度为60nm。
实施例3：
本实例的太阳能电池结构与实施例1相同，即采用双异质结结构，其参数变化如下：
正面电极1和背面电极9采用厚度为10μm的金属银；正面增透膜2和背面增透膜8均采用厚度为15nm的氧化锌透明导电薄膜；P型掺杂非晶硅层3的厚度为70nm；正面本征非晶硅层4和背面非晶硅层6厚度均为40nm；N型掺杂硅衬底5厚度为400μm；N型掺杂非晶硅层7的厚度为70nm。
上述双异质结双面太阳能电池，其制备步骤如下：
第一步，清洗厚度为200-400μm的N型掺杂硅衬底5。
第二步，加热浓度为15％—30％的KOH溶液至65-70℃，浸泡N型掺杂硅衬底5去除其表面机械损伤。
第三步，采用等离子体增强化学气相沉积PECVD工艺在N型掺杂硅衬底5正面和背面分别淀积厚度均为20-40nm的正面本征非晶硅层4和背面本征非晶硅层6。
第四步，采用等离子体增强化学气相沉积PECVD工艺在正面本征非晶硅层4上淀积厚度为50-70nm的P型掺杂非晶硅层3。
第五步，在P型掺杂非晶硅层3上采用磁控溅射沉积厚度为10～15nm的氧化锌透明导电薄膜，作为正面增透膜2。
第六步，在正面增透膜2上采用电子束蒸发工艺沉积厚度为5-10μm的金属银并刻蚀形成正面电极1。
第七步，采用等离子体增强化学气相沉积PECVD工艺在背面本征非晶硅层6上淀积厚度为50-70nmN型掺杂非晶硅层7。
第八步，在N型非晶硅层7上采用磁控溅射沉积厚度为10-15nm的氧化锌透明导电薄膜膜，作为背面增透膜8。
第九步，在背面增透膜1表面采用电子束蒸发工艺沉积厚度为5-10μm的金属银形成太阳能电池的背面电极9，至此一种双异质结双面太阳能电池制备完成。
本实用新型不仅增大了电池对光吸收利用，同时减小了异质结界面的缺陷态密度，从而提高太阳能电池的光电转换效率。
Claims (7)
1.一种双异质结双面太阳能电池，包括正面电极(1)，正面增透膜(2)、P型掺杂非晶硅层(3)、正面本征非晶硅层(4)、N型掺杂硅衬底(5)和背面电极(9)，其特征在于：在N型掺杂硅衬底(5)与背面电极(9)之间自上而下依次增设有背面本征非晶硅层(6)、N型掺杂非晶硅层(7)、背面增透膜(8)，该N型掺杂硅衬底(5)、背面本征非晶硅层(6)和N型掺杂非晶硅层(7)三者构成另一背面异质结。
2.根据权利要求1所述的双异质结双面太阳能电池，其特征在于：正面本征非晶硅层(4)和背面非晶硅层(6)的厚度均为20～40nm。
3.根据权利要求1所述的双异质结双面太阳能电池，其特征在于：N型掺杂硅衬底(5)的厚度为200-400μm。
4.根据权利要求1所述的双异质结双面太阳能电池，其特征在于：N型掺杂非晶硅层(7)的厚度为50～70nm。
5.根据权利要求1所述的双异质结双面太阳能电池，其特征在于：正面增透膜(2)和背面增透膜(8)均采用10-15nm的氧化锌透明导电薄膜材料。
6.根据权利要求1所述的双异质结双面太阳能电池，其特征在于：P型掺杂非晶硅层(3)的厚度为50～70nm。
7.根据权利要求1所述的双异质结双面太阳能电池，其特征在于：正面电极(1)和背面电极(9)均采用厚度为5～10μm金属银。
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