CN206076256U - 一种弱光型非晶硅太阳能电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种弱光型非晶硅太阳能电池，包括玻璃基板，在玻璃基板上依次层叠设置前电极层、光电转换层和后电极层，所述光电转换层包括依次层叠设置的p型窗口层、缓冲层、非晶硅本征层和n型掺杂层，在p型窗口层和缓冲层之间沉积有过渡层，该过渡层为微晶相或微晶相p型掺杂硅碳合金薄膜，在缓冲层与非晶硅本征层之间设有阻挡层，该阻挡层为处于非晶硅/微晶硅过渡区域的靠近非晶硅一侧的非晶硅薄膜，所述p型窗口层与前电极层的接触面为弧面，n型掺杂层与后电极层的接触面为弧面。本实用新型能调节p层与缓冲层之间的表观带隙，解决了缓冲层与非晶硅本征层之间界面间的碳元素和硼元素的扩散问题，提高了转换率，增加了发电量。

Description

一种弱光型非晶硅太阳能电池

技术领域

本实用新型属于太阳能电池技术领域，特别是涉及一种弱光型非晶硅太阳能电池。

背景技术

太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生清洁能源，作为太阳能利用的重要手段之一，非晶硅太阳能电池的研究与开发也变得日益重要。非晶硅太阳能电池具有如下优点：制作工艺简单，衬底温度低，耗材少，成本低；能够容易地应用在集成工艺和大面积生产上，进一步降低了成本；容易与建筑材料相结合，构成光伏建筑一体化系统。

现有技术的非晶硅太阳能电池的发电效率较低，已经不能满足社会进步和工业发展的需要了。

另一方面，光电转换层一般包括依次层叠设置的p型窗口层、缓冲层、非晶硅本征层和n型掺杂层，其中p型窗口层与缓冲层之间存在带隙问题，使得p型窗口层和缓冲层界面之间存在电子复合问题；缓冲层与非晶硅本征层之间界面存在碳元素和硼元素的扩散问题，不利于光生电流的收集和转换率的提高。

因此，如何解决上述现有技术存在的缺陷成为了该领域技术人员努力的方向。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种弱光非晶硅太阳能电池，能完全解决上述现有技术的不足之处。

本实用新型的目的通过下述技术方案来实现：

一种弱光型非晶硅太阳能电池，包括玻璃基板，在玻璃基板上依次层叠设置前电极层、光电转换层和后电极层，其特征在于：所述光电转换层包括依次层叠设置的p型窗口层、缓冲层、非晶硅本征层和n型掺杂层，在p型窗口层和缓冲层之间沉积有过渡层，该过渡层为微晶相或微晶相p型掺杂硅碳合金薄膜，在缓冲层与非晶硅本征层之间设有阻挡层，该阻挡层为处于非晶硅/微晶硅过渡区域的靠近非晶硅一侧的非晶硅薄膜，所述p型窗口层与前电极层的接触面为弧面，n型掺杂层与后电极层的接触面为弧面。

作为优选，所述阻挡层的厚度为5-15nm。

作为优选，所述阻挡层的氢稀释率为10-50。

作为优选，所述后电极层底面粘接散热板，散热板底面等间距设置有若干散热翅片。

作为优选，所述过渡层的硼掺杂的浓度小于p型窗口层的二分之一。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1.结构简单，设计合理，在太阳能电池的p型窗口层与缓冲层之间增设过渡层，减少了由于p型窗口层与缓冲层界面处应力不一致所引起的界面缺陷；过渡层的碳硅合金比例可以通过沉积工艺调节，可扩宽了表观带隙，而且过渡层是一种质量更好的接近微晶或者微晶结构的薄膜，从而使得生长在它上面的缓冲层具有更好的薄膜质量，减少了p型窗口层与缓冲层界面处的光生载流子的复合，提高了弱光电池的开路电压和短路电流，同时过渡层具有更好的电导率，从而使得弱光电池的电性能获得显著的提高；

2.在缓冲层与非晶硅本征层之间设有阻挡层，阻止缓冲层的碳进入非晶硅本征层，解决了缓冲层与非晶硅本征层之间界面间的碳元素和硼元素的扩散问题，提高了光生电流的收集和转换率；

3.p型窗口层与前电极层的接触面以及n型掺杂层与后电极层的接触面均为弧面，因此，提高了光电转换层的转换效率，增加了发电面积，提高了发电效率；

4.在后电极层底面设置散热板和散热翅片，从而提高了该太阳能电池的散热效果，有利于提高电池的工作效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，一种弱光型非晶硅太阳能电池，包括玻璃基板1，在玻璃基板1上依次层叠设置前电极层2、光电转换层和后电极层9。所述光电转换层包括依次层叠设置的p型窗口层3、缓冲层5、非晶硅本征层7和n型掺杂层8。

在p型窗口层3和缓冲层5之间沉积有过渡层4，该过渡层4为微晶相或微晶相p型掺杂硅碳合金薄膜，在缓冲层5与非晶硅本征层7之间设有阻挡层6，该阻挡层6为处于非晶硅/微晶硅过渡区域的靠近非晶硅一侧的非晶硅薄膜，所述p型窗口层3与前电极层2的接触面为弧面，n型掺杂层8与后电极层9的接触面为弧面。

所述前电极层2为氧化铟锡，p型窗口层3为硼掺杂，过渡层4为掺硼微晶碳硅合金，缓冲层5为碳硅合金，非晶硅本征层7为非晶硅，n型掺杂层8为磷掺杂，后电极层9为铝。

阻挡层6是处于非晶硅/微晶硅过渡区域的靠近非晶硅一侧的非晶硅薄膜。这种薄膜处于非晶与微晶的相变区，因此兼具非晶硅的优良光电特性和微晶硅的较稳定结构。

在非晶硅薄膜中，氢具有非常重要的作用，它可以钝化非晶硅薄膜中大量存在的悬键，降低薄膜的缺陷密度，减少带隙中的非辐射复合中心，从而显著提高薄膜的稳定性。氢稀释程度是控制非晶硅/微晶硅过渡区域的靠近非晶硅一侧的非晶硅薄膜生长的一个十分关键的参数，它会显著影响薄膜微结构，进而影响薄膜的光电特性和整个器件的性能。

非晶硅/微晶硅过渡区域的靠近非晶硅一侧的非晶硅薄膜具有如下优势：

1.采用高氢稀释工艺生长，由于富氢环境的存在，界面钝化效果明显；

2.兼具稳定性和优良的光电特性；

3.由于生长这种薄膜的材料不含碳元素，可有效阻止碳元素和硼元素向非晶硅本征层扩散。

所述阻挡层6的厚度为5-15nm。所述阻挡层6的氢稀释率为10-50。所述过渡层4的硼掺杂的浓度小于p型窗口层3的二分之一。

为了提高该太阳能电池的散热效果，提高电池的工作效率，所述后电极层9底面粘接散热板10，散热板10底面等间距设置有若干散热翅片11。

本实用新型在太阳能电池的p型窗口层3与缓冲层5之间增设过渡层4，减少了由于p型窗口层3与缓冲层5界面处应力不一致所引起的界面缺陷；过渡层4的碳硅合金比例可以通过沉积工艺调节，可扩宽了表观带隙，而且过渡层4是一种质量更好的接近微晶或者微晶结构的薄膜，从而使得生长在它上面的缓冲层5具有更好的薄膜质量，减少了p型窗口层3与缓冲层5界面处的光生载流子的复合，提高了弱光电池的开路电压和短路电流，同时过渡层4具有更好的电导率，从而使得弱光电池的电性能获得显著的提高。

在缓冲层5与非晶硅本征层7之间设有阻挡层6，阻止缓冲层5的碳进入非晶硅本征层7，解决了缓冲层5与非晶硅本征层7之间界面间的碳元素和硼元素的扩散问题，提高了光生电流的收集和转换率。

p型窗口层3与前电极层2的接触面以及n型掺杂层8与后电极层9的接触面均为弧面，因此，提高了光电转换层的转换效率，增加了发电量。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种弱光型非晶硅太阳能电池，包括玻璃基板，在玻璃基板上依次层叠设置前电极层、光电转换层和后电极层，其特征在于：所述光电转换层包括依次层叠设置的p型窗口层、缓冲层、非晶硅本征层和n型掺杂层，在p型窗口层和缓冲层之间沉积有过渡层，该过渡层为微晶相或微晶相p型掺杂硅碳合金薄膜，在缓冲层与非晶硅本征层之间设有阻挡层，该阻挡层为处于非晶硅/微晶硅过渡区域的靠近非晶硅一侧的非晶硅薄膜，所述p型窗口层与前电极层的接触面为弧面，n型掺杂层与后电极层的接触面为弧面。

2.根据权利要求1所述的弱光型非晶硅太阳能电池，其特征在于：所述阻挡层的厚度为5-15nm。

3.根据权利要求1所述的弱光型非晶硅太阳能电池，其特征在于：所述阻挡层的氢稀释率为10-50。

4.根据权利要求1所述的弱光型非晶硅太阳能电池，其特征在于：所述后电极层底面粘接散热板，散热板底面等间距设置有若干散热翅片。

5.根据权利要求1所述的弱光型非晶硅太阳能电池，其特征在于：所述过渡层的硼掺杂的浓度小于p型窗口层的二分之一。