一种硅基薄膜太阳能电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种硅基薄膜太阳能电池，通过TCO膜层与玻璃衬底固定连接，Si层与TCO膜层固定连接，金属纳米颗粒与Si层固定连接，ITO膜层与Si层固定连接，其中Si层表面的三角纹理形态可以有效提高长波段的光吸收，而Si层中的金属纳米颗粒可以有效提高短波段的光吸收，此结构可有效提高硅基薄膜太阳能电池整个波段的光吸收，解决了硅基薄膜太阳能电池光子吸收率低的问题。子吸收率低的问题。子吸收率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种硅基薄膜太阳能电池


[0001]本技术涉及硅基薄膜太阳能电池结构领域，尤其涉及一种硅基薄膜太阳能电池。

技术介绍

[0002]目前由于资源环境问题较为严峻突出，使得清洁可再生能源的有效利用迫在眉睫，太阳能电池的发展就显得格外重要；
[0003]首先现有的硅基薄膜太阳能电池表面的反射率非常高，使得大部分投射到太阳能电池表面的光都被反射回去了，即无法充分利用光能，造成太阳能电池的效率不高；其次光打入太阳能电池的内部的时候会激发产生电子，电子到达电极之前，又存在被复合的机率，促使效率进一步下降。
[0004]故硅基薄膜太阳能电池存在光子吸收率低的问题。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种硅基薄膜太阳能电池，旨在解决硅基薄膜太阳能电池光子吸收率低的问题。
[0006]为实现上述目的，本技术提供了一种硅基薄膜太阳能电池，包括玻璃衬底、TCO膜层、Si层、金属纳米颗粒和ITO膜层，所述TCO膜层与所述玻璃衬底固定连接，并位于所述玻璃衬底的一侧，所述Si层与所述TCO膜层固定连接，并位于远离所述玻璃衬底的一侧，所述金属纳米颗粒与所述Si层固定连接，并位于所述Si层内部，所述ITO膜层与所述Si层固定连接，并位于远离所述TCO膜层的一侧。
[0007]其中，所述硅基薄膜太阳能电池中的所述Si层的表面进行了金字塔形或者平放三棱柱形或者圆锥形的表面形状纹理化。
[0008]其中，所述硅基薄膜太阳能电池中的所述Si层的厚度为500nm
‑
3000nm。
[0009]其中，所述硅基薄膜太阳能电池中的所述金属纳米颗粒的形状为正方体或者球体。
[0010]其中，所述硅基薄膜太阳能电池中的所述金属纳米颗粒的周期为40nm
‑
250nm。
[0011]其中，所述硅基薄膜太阳能电池中的所述金属纳米颗粒的直径为50nm
‑
200nm。
[0012]本技术的一种硅基薄膜太阳能电池，通过所述TCO膜层与所述玻璃衬底固定连接，并位于所述玻璃衬底的一侧，所述Si层与所述TCO膜层固定连接，并位于远离所述玻璃衬底的一侧，所述金属纳米颗粒与所述Si层固定连接，并位于所述Si层内部，所述ITO膜层与所述Si层固定连接，并位于远离所述TCO膜层的一侧，利用表面纹理化，增强了500nm到1100nm之间波长的光吸收；又利用所述金属纳米颗粒的等离激元效应，增强了350nm到550nm波长的光吸收。达到了提高整段光波长上的光吸收的目的，解决了硅基薄膜太阳能电池光子吸收率低的问题。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1是硅基薄膜太阳能电池的结构示意图；
[0015]图2是硅基薄膜太阳能电池的另一结构示意图。
[0016]1‑
玻璃衬底、2
‑
TCO膜层、3
‑
Si层、4
‑
金属纳米颗粒、5
‑
ITO膜层。
具体实施方式
[0017]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0018]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须据有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0019]请参阅图1至图2，本技术提供了一种硅基薄膜太阳能电池，包括玻璃衬底1、TCO膜层2、Si层3、金属纳米颗粒4和ITO膜层5，所述TCO膜层2与所述玻璃衬底1固定连接，并位于所述玻璃衬底1的一侧，所述Si层3与所述TCO膜层2固定连接，并位于远离所述玻璃衬底1的一侧，所述金属纳米颗粒4与所述Si层3固定连接，并位于所述Si层3内部，所述ITO膜层5与所述Si层3固定连接，并位于远离所述TCO膜层2的一侧。
[0020]在本实施方式中，在所述玻璃衬底1上利用磁控溅射沉积方式去沉积所述TCO膜层2，然后对所述Si层3表面进行了三角纹理化，将光保留在所述Si层3内，并将所述金属纳米颗粒4添加到所述Si层3中，在此主要利用了等离激元效应使得所述金属纳米颗粒4周围有明显的光场增强，可以增加所述Si层3内的光路，最后在所述Si层3上利用磁控溅射沉积方式沉积所述ITO膜层5，其中所述Si层3表面的三角纹理形态可以有效提高长波段的光吸收，而所述Si层3中的所述金属纳米颗粒4可以有效提高短波段的光吸收，此结构可有效提高硅基薄膜太阳能电池整个波段的光吸收，解决了硅基薄膜太阳能电池光子吸收率低的问题。
[0021]进一步的，所述硅基薄膜太阳能电池中的所述Si层3的表面进行了金字塔形或者平放三棱柱形或者圆锥形的表面形状纹理化。
[0022]在本实施方式中，所述Si层3的表面形态使所述Si层3进行有效的向后折射，减少光的反射，提升Si层3内的有效光路，增强500nm到1100nm之间波长的光吸收波长的光吸收。
[0023]进一步的，所述硅基薄膜太阳能电池中的所述Si层3的厚度为500nm
‑
3000nm。
[0024]在本实施方式中，所述硅基薄膜太阳能电池中的所述Si层3的薄膜材料为单晶Si，所述Si层3为所述硅基薄膜太阳能电池中的吸收层。
[0025]进一步的，所述硅基薄膜太阳能电池中的所述金属纳米颗粒4的形状为正方体或
者球体。
[0026]在本实施方式中，所述金属纳米颗粒4周围有明显的光场增强，可以增加吸收层内的光路。
[0027]进一步的，所述硅基薄膜太阳能电池中的所述金属纳米颗粒4的周期为40nm
‑
250nm。
[0028]在本实施方式中，所述硅基薄膜太阳能电池中的所述金属纳米颗粒4为Ag、Au或Cu。
[0029]进一步的，所述硅基薄膜太阳能电池中的所述金属纳米颗粒4的直径为50nm
‑
200nm。
[0030]在本实施方式中，利用表面纹理化，增强了500nm到1100nm之间波长的光吸收；又利用所述金属纳米颗粒4的等离激元效应，达到了陷光的目的，增强了350nm到550nm波长的光吸收，达到了提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅基薄膜太阳能电池，其特征在于，包括玻璃衬底、TCO膜层、Si层、金属纳米颗粒和ITO膜层，所述TCO膜层与所述玻璃衬底固定连接，并位于所述玻璃衬底的一侧，所述Si层与所述TCO膜层固定连接，并位于远离所述玻璃衬底的一侧，所述金属纳米颗粒与所述Si层固定连接，并位于所述Si层内部，所述ITO膜层与所述Si层固定连接，并位于远离所述TCO膜层的一侧。2.如权利要求1所述的一种硅基薄膜太阳能电池，其特征在于，所述硅基薄膜太阳能电池中的所述Si层的表面进行了金字塔形或者平放三棱柱形或者圆锥形的表面形状纹理化。3.如权利要求1所述的一种硅基薄膜太阳能电池，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙堂友，水芙蓉，刘云，石卉，李海鸥，傅涛，刘兴鹏，王阳培华，肖功利，张法碧，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：新型
国别省市：