一种长寿命太阳能电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种长寿命太阳能电池，该太阳能电池包含由上而下依次设置的具有凸起微结构的铝膜背电极、电子传输层、N型半导体硅层、I型绝缘硅层、P型半导体硅层、空穴传输层、导电电极及衬底。由于空穴传输层、电子传输层与具有凸起微结构的铝膜背电极的协同作用，本实用新型专利技术提高的太阳能电池的光能转化效率大大提高，且使用寿命也有大幅增长。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于新能源领域，涉及一种太阳能电池，具体来说，涉及一种长寿命太阳电池。
技术介绍
太阳能是由太阳内部原子不断进行核热反应，从而释放出来的巨大能量。太阳以电磁波的形式向宇宙辐射能量，总称为太阳辐射。据统计，一年内太阳辐射到地球表面的能量，相当于现有各种能源在同时期内获得能量的上万倍。所以说，太阳是大气和地球能源的源泉。太阳能电池是一种利用光生伏特效应将光能直接转换为电能的半导体器件。传统的晶体硅太阳能电池以及沉积在玻璃衬底上的薄膜太阳电池，转化效率不高，且使用寿命不长，从而限制了其应用。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种光能转化效率高且使用寿命长的太阳能电池。为达到上述目的，本技术提供了一种长寿命太阳能电池，该太阳能电池包含由上而下依次设置的具有凸起微结构的铝膜背电极、电子传输层、N型半导体硅层、I型绝缘硅层、P型半导体硅层、空穴传输层、导电电极及衬底。上述的长寿命太阳能电池，其中，所述的凸起微结构为三角形凸起微结构、矩形凸起微结构或波浪形凸起微结构。上述的长寿命太阳能电池，其中，所述的凸起微结构高150-250nm，宽120-150nm，周期为400-450nm。上述的长寿命太阳能电池，其中，所述的电子传输层具有多层结构，上述的长寿命太阳能电池，其中，所述的电子传输层由n型半导体氧化锌层与n型掺杂锰半导体氧化锌层组合形成。上述的长寿命太阳能电池，其中，所述的空穴传输层的厚度为300-400nm。上述的长寿命太阳能电池，其中，所述的空穴传输层为p型氧化锌薄膜。上述的长寿命太阳能电池，其中，所述的衬底为玻璃基片。上述的长寿命太阳能电池，其中，所述的太阳能电池还包含设置在导电电极及衬底之间的隔离层。本技术提供的太阳能电池采用了空穴传输层，可有效起到分离和传输空穴的作用，而具有多层结构的电子传输层可有效起到分离和传输电子以及提升器件稳定性的作用。n型半导体氧化锌层本身具有优异的电子传导性能，通过金属掺杂的n型掺杂锰半导体氧化锌层，其电子传导率可以进一步得到提高，同时将其费米能级显著向上移动，从而有效地降低电池的接触电阻并且增强电子传输层界面处的抽取效率。而且，背反射电极为具有凸起微结构的铝膜背电极，其具有陷光结构，能减少反射，极大地提高了电池的陷光作用，充分地吸收光能。经上述空穴传输层、电子传输层与具有凸起微结构的铝膜背电极的协同作用，本技术提高的太阳能电池的光能转化效率大大提高，且使用寿命也有大幅增长。附图说明图1是本技术的一个实施例提供的长寿命太阳能电池的结构示意图。图2是本技术的另一个实施例提供的长寿命太阳能电池的结构示意图。具体实施方式以下结合附图通过具体实施例对本技术作进一步的描述，这些实施例仅用于说明本技术，并不是对本技术保护范围的限制。如图1所示，为本技术提供的一种长寿命太阳能电池，该太阳能电池包含由上而下依次设置的具有凸起微结构的铝膜背电极1、电子传输层2、N型半导体硅层3、I型绝缘硅层4、P型半导体硅层5、空穴传输层6、导电电极7及衬底8。所述的凸起微结构为三角形微结构、矩形微结构或波浪形微结构。所述的凸起微结构高150-250nm，宽120-150nm，周期为400-450nm。所述的电子传输层2为多层结构。所述的电子传输层2由n型半导体氧化锌层与n型掺杂锰半导体氧化锌层的组合形成。所述的空穴传输层6的厚度为300-400nm。所述的空穴传输层6为p型氧化锌薄膜。所述的衬底8为玻璃基片。如图2所示，为本技术提供的另一种应用实例，该太阳能电池还包含设置在导电电极7及衬底8之间的隔离层9。本技术提供的太阳能电池的制备方法如下：以玻璃基片为衬底8，用反应溅射方法先沉积一层厚度200纳米的二氧化硅作为隔离层9（该隔离层也可省略），再沉积一层厚度为80nm的掺Ag氧化锌作为导电电极，再沉积一层p型氧化锌薄膜作为空穴传输层6，用磁控溅射沉积非晶硅薄膜，再用金属诱导联合固相晶化方法制备P型硅半导体层5、I型硅绝缘层4及N型半导体硅层3，厚度分别为50nm、200nm、60nm。将0.2μmPTFE滤头过滤后的浓度为2.0mg/mL的半导体氧化锌溶液以2400转/分钟的转速旋涂在上述的N型半导体硅层3上，80℃退火10分钟，得到n型半导体氧化锌层；将0.2μmPTFE滤头过滤后的浓度为2.0mg/mL的掺杂锰半导体氧化锌（原子掺杂比为1:20）溶液以2400转/分钟的转速旋涂在上述的N型半导体硅层3上，80℃退火10分钟，得到n型掺杂锰半导体氧化锌层；根据需要，重复上述步骤交替制备n型半导体氧化锌层、n型掺杂锰半导体氧化锌层，得到需要的电子传输层2。然后，在电子传输层2上蒸镀法沉积一层厚度为400nm的铝薄膜，采用电化学腐蚀的方法，在上述铝薄膜表面腐蚀出周期性的凸起微结构（优选波浪形凸起），制得铝膜背电极1，最终获得本技术的长寿命太阳能电池。尽管本技术的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本技术的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本技术的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本技术的保护范围应由所附的权利要求来限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种长寿命太阳能电池，其特征在于，该太阳能电池包含由上而下依次设置的具有凸起微结构的铝膜背电极（1）、电子传输层（2）、N型半导体硅层（3）、I型绝缘硅层（4）、P型半导体硅层（5）、空穴传输层（6）、导电电极（7）及衬底（8）。

【技术特征摘要】
1.一种长寿命太阳能电池，其特征在于，该太阳能电池包含由上而下依次设置的具有凸起微结构的铝膜背电极（1）、电子传输层（2）、N型半导体硅层（3）、I型绝缘硅层（4）、P型半导体硅层（5）、空穴传输层（6）、导电电极（7）及衬底（8）。2.如权利要求1所述的长寿命太阳能电池，其特征在于，所述的凸起微结构为三角形凸起微结构、矩形凸起微结构或波浪形凸起微结构。3.如权利要求1或2所述的长寿命太阳能电池，其特征在于，所述的凸起微结构高150-250nm，宽120-150nm，周期为400-450nm。4.如权利要求1所述的长寿命太阳能电池，其特征在于，所述的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：田晨播，
申请(专利权)人：上海航天工业集团有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31