叠层电池的中间串联层及生产方法、叠层电池技术

本发明专利技术提供了叠层电池的中间串联层及生产方法、叠层电池，涉及光伏技术领域。叠层电池的中间串联层包括：透明导电氧化物复合层；透明导电氧化物复合层包括透明导电氧化物薄膜层、以及位于透明导电氧化物薄膜层的向光面界面处或背光面界面处松散分布的纳米金属颗粒；或，隧穿复合结；隧穿复合结包括层叠设置的p型掺杂硅层、n型掺杂硅层、以及位于p型掺杂硅层表面界面处松散分布的纳米金属颗粒。本申请避免空穴和电子的无效复合，位于隧穿复合结两侧的空穴和载流子几乎均在隧穿复合结内有效复合，增加了垂直方向上的导电性，降低了串联电阻，降低了旁路漏电的发生。降低了旁路漏电的发生。降低了旁路漏电的发生。

【技术实现步骤摘要】
叠层电池的中间串联层及生产方法、叠层电池


[0001]本专利技术涉及光伏
，特别是涉及一种叠层电池的中间串联层及生产方法、叠层电池。

技术介绍

[0002]叠层光伏器件可以将太阳光分成多个波段，从正面到背面，依次采用带隙逐渐减小的太阳能电池单元吸收不同能量的太阳光，以拓宽对太阳光的光谱响应波段，减少能量损失，因此，叠层光伏器件具有广泛的应用前景。
[0003]叠层光伏器件中不同的电池单元之间，通常采用中间串联层串联各个电池单元。但是，现有技术的中间串联层的垂直导电性差。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种叠层电池的中间串联层及生产方法、叠层电池，旨在解决叠层光伏器件的中间串联层的垂直导电性差的问题。
[0005]根据本专利技术的第一方面，提供了一种叠层电池的中间串联层，包括：
[0006]透明导电氧化物复合层；所述透明导电氧化物复合层包括透明导电氧化物薄膜层、以及位于所述透明导电氧化物薄膜层的向光面界面处或背光面界面处松散分布的纳米金属颗粒；
[0007]或，隧穿复合结；所述隧穿复合结包括层叠设置的p型掺杂硅层、n型掺杂硅层、以及位于所述p型掺杂硅层表面界面处松散分布的纳米金属颗粒。
[0008]本专利技术实施方式中的透明导电氧化物复合层，从很大程度上避免空穴和电子的无效复合，使得位于透明导电氧化物复合层两侧的空穴和电子几乎均在透明导电氧化物复合层内有效复合，增加了垂直方向上的导电性，降低了叠层电池中不同电池单元之间的串联电阻，降低了旁路漏电的发生。或，隧穿复合结从很大程度上避免空穴和载流子的无效复合，使得位于隧穿复合结两侧的空穴和载流子几乎均在隧穿复合结内有效复合，增加了垂直方向上的导电性，降低了叠层电池中不同电池单元之间的串联电阻，降低了旁路漏电的发生。增强的垂直方向上的导电性，降低了串联连接的电阻损耗，也有利于通过中间串联层的旁路电流损耗，提高了电池效率。同时，松散分布的纳米金属颗粒，对中间串联层的透明性影响很小。上述中间串联层可以适用于各种电池单元之间的串联。
[0009]可选的，所述纳米金属颗粒在所述透明导电氧化物薄膜层上的投影的面积，占所述透明导电氧化物薄膜层的面积的比例小于或等于5％；
[0010]所述纳米金属颗粒在所述p型掺杂硅层上的投影的面积，占所述p型掺杂硅层的面积的比例小于或等于5％。
[0011]可选的，所述纳米金属颗粒的粒径为0.1-10nm；
[0012]所述透明导电氧化物复合层、所述隧穿复合结的透光率均大于或等于80％。
[0013]可选的，所述纳米金属颗粒中的金属为高功函数金属；
[0014]所述透明导电氧化物复合层、所述隧穿复合结的厚度均为20-200nm。
[0015]可选的，所述隧穿复合结还包括钝化隧穿层；所述钝化隧穿层层叠设置在所述n型掺杂硅层远离所述p型掺杂硅层的一侧；所述钝化隧穿层的材料为氧化硅、氧化铝、氮氧化硅中的一种。
[0016]可选的，所述纳米金属颗粒的材料选自镍、铂、钯、金中的至少一种。
[0017]可选的，所述p型掺杂硅层的掺杂浓度大于或等于10
18
cm-3
。
[0018]根据本专利技术的第二方面，还提供一种叠层电池的中间串联层的生产方法，包括如下步骤：
[0019]沉积透明导电氧化物薄膜层；
[0020]使用物理沉积的方式，在所述透明导电氧化物薄膜层的向光面或背光面沉积松散分布的纳米金属颗粒；
[0021]或，
[0022]沉积n型掺杂硅层；
[0023]在所述n型掺杂硅层上沉积p型非晶硅层；
[0024]在所述p型非晶硅层上沉积金属层；
[0025]在130-500℃下退火。
[0026]根据本专利技术的第三方面，还提供一种叠层电池，包括：
[0027]下层电池单元；
[0028]上层电池单元；所述上层电池单元的背光面具有第一载流子传输层；所述上层电池单元的带隙宽度大于所述下层电池单元的带隙宽度；
[0029]如前任一所述的中间串联层；所述中间串联层位于所述下层电池单元和所述上层电池单元之间；
[0030]在所述第一载流子传输层为空穴选择层的情况下，所述透明导电氧化物薄膜层中分布有纳米金属颗粒的一面，靠近所述第一载流子传输层；或，所述p型掺杂硅层靠近所述第一载流子传输层；
[0031]在所述第一载流子传输层为电子选择层的情况下，所述透明导电氧化物薄膜层中分布纳米金属颗粒的一面，靠近所述下层电池单元的向光面；或，所述n型掺杂硅层靠近所述第一载流子传输层。
[0032]上述叠层电池的中间串联层的生产方法、叠层电池，具有与前述叠层电池的中间串联层相同或相似的有益效果。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对本专利技术实施方式的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1示出了本专利技术实施方式中的第一种叠层电池的中间串联层的结构示意图；
[0035]图2示出了本专利技术实施方式中的第二种叠层电池的中间串联层的结构示意图；
[0036]图3示出了本专利技术实施方式中的第三种叠层电池的中间串联层的结构示意图；
[0037]图4示出了本专利技术实施方式中的第一种叠层电池的结构示意图；
[0038]图5示出了本专利技术实施方式中的第二种叠层电池的结构示意图。
[0039]附图编号说明：
[0040]1-透明导电氧化物复合层，11-透明导电氧化物薄膜层，12-纳米金属颗粒，2-隧穿复合结，13-p型掺杂硅层，14-n型掺杂硅层，15-钝化隧穿层，3-下层电池单元，31-晶体硅吸收体，32-空穴传输层，33-电子传输层，4-上层电池单元，41-第一载流子传输层，42-上层电池单元的吸收体，43-第二载流子传输层，5-背面钝化层，6-背面电极，7-钝化减反层，8-正面电极。
具体实施方式
[0041]下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0042]专利技术人发现叠层光伏器件的中间串联层的垂直导电性差的原因主要在于：位于中间串联层同一侧的空穴和电子容易发生无效复合，使得位于中间串联层两侧的空穴和电子在中间串联层内的有效复合减少。本专利技术，中间串联层，避免第一载流子和第二载流子的无效复合，使得位于中间串联层两侧的不同类型的第一载流子和第二载流子几乎均在中间串联层内有效复合，进而增加了垂直方向上的导电性。
[0043]下面结合附图详细介绍本专利技术实施例，参照图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种叠层电池的中间串联层，其特征在于，包括：透明导电氧化物复合层；所述透明导电氧化物复合层包括透明导电氧化物薄膜层、以及位于所述透明导电氧化物薄膜层的向光面界面处或背光面界面处松散分布的纳米金属颗粒；或，隧穿复合结；所述隧穿复合结包括层叠设置的p型掺杂硅层、n型掺杂硅层、以及位于所述p型掺杂硅层表面界面处松散分布的纳米金属颗粒。2.根据权利要求1所述的叠层电池的中间串联层，其特征在于，所述纳米金属颗粒在所述透明导电氧化物薄膜层上的投影的面积，占所述透明导电氧化物薄膜层的面积的比例小于或等于5％；所述纳米金属颗粒在所述p型掺杂硅层上的投影的面积，占所述p型掺杂硅层的面积的比例小于或等于5％。3.根据权利要求1所述的叠层电池的中间串联层，其特征在于，所述纳米金属颗粒的粒径为0.1-10nm；所述透明导电氧化物复合层、所述隧穿复合结的透光率均大于或等于80％。4.根据权利要求1所述的叠层电池的中间串联层，其特征在于，所述纳米金属颗粒中的金属为高功函数金属；所述透明导电氧化物复合层、所述隧穿复合结的厚度均为20-200nm。5.根据权利要求1所述的叠层电池的中间串联层，其特征在于，所述隧穿复合结还包括钝化隧穿层；所述钝化隧穿层层叠设置在所述n型掺杂硅层远离所述p型掺杂硅层的一侧；所述钝化隧穿层的材料为氧化硅、氧化铝、氮氧化硅中的一种。6.根据权利要求1-5中任一所述的叠层电池的中间串联层，其特征在于，所述纳米...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘继宇，李华，
申请(专利权)人：泰州隆基乐叶光伏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：