碳化硅电池制造技术

本发明专利技术提供一种碳化硅电池，涉及太阳能光伏技术领域。碳化硅电池包括：电子选择性接触层、空穴选择性接触层、碳化硅吸收层；电子选择性接触层碳化硅吸收层之间具有第一界面层；和/或，空穴选择性接触层、碳化硅吸收层之间具有第二界面层；第一界面层、第二界面层的材料均选自碱金属、碱土金属、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物中的至少一种。第一界面层和/或第二界面层，钝化金属与碳化硅材料接触区域的缺陷，降低接触界面势垒，降低串联电阻，提升碳化硅电池的光电转换效率。化硅电池的光电转换效率。化硅电池的光电转换效率。

【技术实现步骤摘要】
碳化硅电池


[0001]本专利技术涉及太阳能光伏
，特别是涉及一种碳化硅电池。

技术介绍

[0002]中间带光伏器件由于其中包含的中间带吸收层可以实现较高的光电转换效率，因此，具备广阔的应用前景。
[0003]目前，中间带吸收层材料主要为量子点、超晶格等点状或层状材料、以及块体的碳化硅材料。量子点、超晶格等点状或层状材料存在内部缺陷密度大、制备困难等缺点。碳化硅材料作为一种块体中间带材料，具备块体缺陷少、中间带结构较为稳定等优点，因此备受关注。
[0004]但是，专利技术人在研究过程中发现：碳化硅材料作为中间带吸收层，接触界面势垒导致串联电阻大、金属与碳化硅材料接触区域的缺陷复合多，上述因素导致碳化硅电池光电转换效率下降。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种碳化硅电池，旨在解决碳化硅电池光电转换效率下降的问题。
[0006]根据本专利技术的第一方面，提供了一种碳化硅电池，所述碳化硅电池包括：电子选择性接触层、空穴选择性接触层、碳化硅吸收层；所述电子选择性接触层选择传输电子；所述空穴选择性接触层选择传输空穴；所述碳化硅吸收层包含具有中间带的碳化硅材料；
[0007]所述电子选择性接触层、所述碳化硅吸收层之间具有第一界面层；和/或，所述空穴选择性接触层、所述碳化硅吸收层之间具有第二界面层；
[0008]所述第一界面层、所述第二界面层的材料均选自碱金属、碱土金属、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物中的至少一种。
[0009]本申请中，碳化硅吸收层和电子选择性接触层之间具有第一界面层，和/或，碳化硅吸收层和空穴选择性接触层之间具有第二界面层。第一界面层、第二界面层的材料均选自碱金属、碱土金属、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物中的至少一种，上述材料的第一界面层，和/或，上述材料的第二界面层，能够充分钝化金属与碳化硅材料接触区域的缺陷，降低接触界面势垒，进而降低串联电阻，进而能够提升碳化硅电池的光电转换效率。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例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例，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方案。
[0011]图1示出了本专利技术实施例中的第一种碳化硅电池的结构示意图；
[0012]图2示出了本专利技术实施例中的第二种碳化硅电池的结构示意图；
[0013]图3示出了本专利技术实施例中的第三种碳化硅电池的结构示意图。
[0014]附图编号说明：
[0015]1-碳化硅吸收层，2-电子选择性接触层，3-空穴选择性接触层，21-第一界面层，31-第二界面层，4-负电极，5-正电极，6-上功能层，7-下功能层。
具体实施方式
[0016]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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例，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]图1示出了本专利技术实施例中的第一种碳化硅电池的结构示意图。参照图1所示，该碳化硅电池包括：碳化硅吸收层1、电子选择性接触层2、空穴选择性接触层3。电子选择性接触层2选择传输电子。空穴选择性接触层3选择传输空穴。碳化硅吸收层1包含具有中间带的碳化硅材料，具有中间带的碳化硅材料在碳化硅吸收层1中所占的比例不作具体限定。例如，全部的碳化硅吸收层1可以均为具有中间带的碳化硅材料。具有中间带的碳化硅材料，由于中间带的存在可以吸收更多的光，因此，具有中间带的碳化硅材料可以主要起到的光吸收作用。
[0018]碳化硅吸收层1中的导电性掺杂采用采用III族元素(p型掺杂)或V族元素(n型掺杂)，常用导电性掺杂元素包括硼、铝、镓、铟、氮、磷、砷等。碳化硅吸收层1中的导电性掺杂的掺杂浓度为1
×
10
13
cm-3-1
×
10
20
cm-3
量级。
[0019]碳化硅吸收层1的向光面为平面或绒面。碳化硅吸收层1的向光面还可以具备纳米陷光结构、等离子激元结构等，以增加陷光效果。
[0020]碳化硅吸收层1具有单一的导电掺杂类型，如碳化硅吸收层1的导电性掺杂为n型或p型中的一种。此种情况下，碳化硅吸收层1可以与电子选择性接触层2或空穴选择性接触层3形成载流子分离界面。或者，碳化硅吸收层1带有pn结，碳化硅吸收层1的pn结分离载流子。本申请实施例中，对此不作具体限定。
[0021]电子选择性接触层2、空穴选择性接触层3中，若某一个位于碳化硅吸收层1的向光面，则需要在可见光波段具备较高的平均透过率，以保证器件入射光。电子选择性接触层2、空穴选择性接触层3的掺杂类型、掺杂浓度等，需要和传输的载流子类型进行匹配。例如，若碳化硅吸收层1由在电子选择性接触层2、碳化硅吸收层1设置方向上分布的n型的第一碳化硅吸收子层和p型的第二碳化硅吸收子层组成。则，n型的第一碳化硅吸收子层靠近电子选择性接触层2。p型的第二碳化硅吸收子层靠近空穴选择性接触层3。
[0022]本申请实施例中，依据碳化硅吸电池光生载流子分离技术，可以将碳化硅电池分为同质结电池与异质结电池。同质结电池指存在p型碳化硅与n型碳化硅层二者直接接触构成pn结的电池，包括同种晶相接触的单晶或多晶碳化硅，以及不同晶相接触的单晶或多晶碳化硅，如立方相n型碳化硅与立方相p型碳化硅，或立方相n型碳化硅与六方相p型碳化硅。其余类型在本申请中可以均归类为异质结器件，包括碳化硅-非碳化硅材料接触，碳化硅-非晶态碳化硅接触，因界面能级差导致pn结深入碳化硅吸收层内部的结构在本申请中也可以归类为异质结电池。本申请实施例针对同质结电池和异质结电池均适用。
[0023]电子选择性接触层2、碳化硅吸收层1之间具有第一界面层21。在碳化硅吸收层1上，第一界面层21的投影和电子选择性接触层2的投影具有重叠区域。第一界面层21的投影和电子选择性接触层2的投影的重叠区域的大小不作具体限定。例如，图1所示，第一界面层21的投影和电子选择性接触层2的投影相互完全重叠。
[0024]和/或，空穴选择性接触层3、碳化硅吸收层1之间具有第二界面层31，在碳化硅吸收层1上，第二界面层31的投影和空穴选择性接触层3的投影具有重叠区域。第二界面层31的投影和空穴选择性接触层3的投影的重叠区域的大小不作具体限定。例如，图1所示，第二界面层31的投影和空穴选择性接触层3的投影相互完全重叠。
[0025]需要说明的是，在碳化硅吸收层1上，第一界面层21的投影和第二界面层31的投影是否有重合不作具体限定。在碳化硅吸收层1上，第一界面层21的投影和空穴选择性接触层3的投影是否有重合也不作具体限定。在碳化硅吸收层1上，第二界面层31的投影和电子选择性接触层2的投影是否有重合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅电池，其特征在于，包括：电子选择性接触层、空穴选择性接触层、碳化硅吸收层；所述电子选择性接触层选择传输电子；所述空穴选择性接触层选择传输空穴；所述碳化硅吸收层包含具有中间带的碳化硅材料；所述电子选择性接触层、所述碳化硅吸收层之间具有第一界面层；和/或，所述空穴选择性接触层、所述碳化硅吸收层之间具有第二界面层；所述第一界面层、所述第二界面层的材料均选自碱金属、碱土金属、碱金属的卤化物、碱土金属的卤化物中的至少一种。2.根据权利要求1所述的碳化硅电池，所述第一界面层、所述第二界面层的厚度均为0.1-2nm；所述第一界面层、所述第二界面层均为连续或非连续薄膜。3.根据权利要求1所述的碳化硅电池，其特征在于，所述第一界面层、所述第二界面层的材料均选自钙、铯、镉、钾、锂、镁、钠、铌、钡、氟化镁、氟化锂、氟化钙中的至少一种。4.根据权利要求1所述的碳化硅电池，其特征在于，所述电子选择性接触层的材料选自功函数小于或等于4.1eV的n型半导体材料；所述电子选择性接触层的厚度为5-500nm。5.根据权利要求1所述的碳化硅电池，其特征在于，所述空穴选择性接触层的材料选自功函数大于或等于4.1eV的p型半导体材料；或，所述空穴选择性接触层的材料选自功函数大于4.8eV的n型半导体材料；所述空穴选择性接触层的厚度为5-5...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴兆，徐琛，李子峰，靳金玲，解俊杰，
申请(专利权)人：隆基绿能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：