一种多层ITO反射的双面双结太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多层ITO反射的双面双结太阳能电池及其制备方法，包括：n

【技术实现步骤摘要】
一种多层ITO反射的双面双结太阳能电池及其制备方法


[0001]本专利技术涉及太阳能光伏发电
，具体涉及一种多层ITO反射的双面双结太阳能电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]供应趋于紧张的能源始终是推动经济和社会发展的重要基础，当前利用可再生能源来代替被过度开采的不可再生能源已是国际在资源研究方面共同的努力方向。发展光伏产业已被国家与政府提高到了一个更高的层次，也必然会成为推动能源转型和落实能源生产与消费革命的关键动力之一。目前光伏行业应用的半导体材料较多，其中常见的直接带隙材料包括非晶硅和InSb，CdTe，GaAs等，间接带隙材料包括硅、锗等。直接带隙材料，在本征吸收限以上，随着入射光子能量的提高，吸收系数随之迅速变大，所以在光伏应用领域中，直接带隙材料适合制作薄膜类太阳能电池，只需要较薄厚度就能够完成吸收。虽然间接带隙材料对入射光子的吸收系数普遍低于直接带隙，但由于常见的硅材料具有合适的禁带宽度、非常成熟的制作工艺和很低的成本，间接带隙材料制成的晶硅太阳能电池仍是使用最广的光伏电池，其发电原理是基于光照条件下的半导体发电技术。当晶硅太阳能电池处于太阳光下时会产生光的入射吸收，同时伴随着光的折射、反射及透射过程，光吸收的机制就是在光照条件下非平衡载流子的激发。当光的吸收率越高，说明太阳能电池表面结构对光的利用率越高，故在制成太阳能电池的工艺过程中，要尽可能降低电池表面的反射率，提高入射率。
[0003]太阳能电池的吸收光谱范围主要受到电池材料性质、厚度和表面特性共同决定。由于只有能量高于半导体材料的禁带宽度的光子能被吸收，半导体材料的禁带宽度决定了材料能吸收的光子的最小能量，即最大波长。材料对光的吸收系数和厚度还共同决定了哪些波长的光可以被吸收，以晶硅电池为例，200μm厚度的电池，光在里面一次反射走过的总路径为400μm，这样可以基本保证900nm以下光的吸收，900nm以上的光由于在硅中的吸收系数太小，需要走过更长的距离才能被完全吸收。通过提高硅片内部的反射可以提高对光的吸收。因此可以在太阳能电池的内部增加反射部分，以此来提高对太阳能光的吸收。
[0004]现有技术制备的双面双结太阳能电池没有充分考虑到通过在结构内部增加反射部分来提高对太阳光的吸收效率。只考虑到通过增加不同的材料形成多结太阳能电池来实现对不同波长太阳光的吸收。这种方法不利于提高对太阳光的吸收效率，且制备工艺复杂，成本较高，不适合于大规模产业化生产。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种多层ITO反射的双面双结太阳能电池及其制备方法，本专利技术的太阳能电池可以双面受光，内部设有多层ITO反射镜，可以将入射光在电池内部进行多次反射，有效提高对太阳光的吸收效率。
[0006]本专利技术公开了一种多层ITO反射的双面双结太阳能电池，包括：n
‑
Si层；
[0007]所述n
‑
Si层的上下表面分别掺杂形成p
+
‑
Si层和n
+
‑
Si层，所述p
+
‑
Si层上依次形成有第一隧道结和ITO分布式反射镜；
[0008]所述ITO分布式反射镜上制备Al
x
Ga1‑
x
As子电池，所述Al
x
Ga1‑
x
As子电池和所述n
+
‑
Si层上分别制备减反射层、欧姆接触层和金属电极。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述ITO分布式反射镜包含多对交替生长的不同折射率的ITO薄膜。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述ITO薄膜的周期数为20～40对。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述Al
x
Ga1‑
x
As子电池包括n
‑
Al
x
Ga1‑
x
As层，所述n
‑
Al
x
Ga1‑
x
As层的上下表面分别掺杂形成p
+
‑
Al
x
Ga1‑
x
As层和n
+
‑
Al
x
Ga1‑
x
As层，所述n
+
‑
Al
x
Ga1‑
x
As层键合在所述ITO分布式反射镜上，所述p
+
‑
Al
x
Ga1‑
x
As层上制备所述减反射层。
[0012]本专利技术还公开了一种多层ITO反射的双面双结太阳能电池的制备方法，包括：
[0013]对n
‑
Si层上下表面进行制绒；
[0014]对所述n
‑
Si层的上表面进行p
+
型掺杂，形成p
+
‑
Si层；
[0015]对所述n
‑
Si层的下表面进行n
+
型掺杂，形成n
+
‑
Si层；
[0016]在所述p
+
‑
Si层的上表面进行Si沉积，形成第一隧道结；
[0017]在所述第一隧道结的上表面交替生长折射率为n2的ITO薄膜和折射率为n1的ITO薄膜，形成ITO分布式反射镜；
[0018]对n
‑
Al
x
Ga1‑
x
As层的下表面进行n
+
型掺杂，形成n
+
‑
Al
x
Ga1‑
x
As层；
[0019]将所述n
+
‑
Al
x
Ga1‑
x
As层键合在所述ITO分布式反射镜上；
[0020]对n
‑
Al
x
Ga1‑
x
As层的上表面进行p
+
型掺杂，形成p
+
‑
Al
x
Ga1‑
x
As层；
[0021]在所述p
+
‑
Al
x
Ga1‑
x
As层和n
+
‑
Si层上分别沉积生长减反射膜，并分别制备正面电极和背面电极。
[0022]作为本专利技术的进一步改进，所述折射率为n1的ITO薄膜是通过用电子束蒸发生长的，厚度为100nm～300nm，气压为10
‑6mbar～10
‑7mbar，温度在400℃～600℃。
[0023]作为本专利技术的进一步改进，所述折射率为n2的ITO薄膜是通过用磁控溅射法生长的，厚度为100nm～300nm，气压为10
‑6mbar～10
‑7mb本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层ITO反射的双面双结太阳能电池，其特征在于，包括：n
‑
Si层；所述n
‑
Si层的上下表面分别掺杂形成p
+
‑
Si层和n
+
‑
Si层，所述p
+
‑
Si层上依次形成有第一隧道结和ITO分布式反射镜；所述ITO分布式反射镜上制备Al
x
Ga1‑
x
As子电池，所述Al
x
Ga1‑
x
As子电池和所述n
+
‑
Si层上分别制备减反射层、欧姆接触层和金属电极。2.如权利要求1所述的双面双结太阳能电池，其特征在于，所述ITO分布式反射镜包含多对交替生长的不同折射率的ITO薄膜。3.如权利要求2所述的双面双结太阳能电池，其特征在于，所述ITO薄膜的周期数为20～40对。4.如权利要求1所述的双面双结太阳能电池，其特征在于，所述Al
x
Ga1‑
x
As子电池包括n
‑
Al
x
Ga1‑
x
As层，所述n
‑
Al
x
Ga1‑
x
As层的上下表面分别掺杂形成p
+
‑
Al
x
Ga1‑
x
As层和n
+
‑
Al
x
Ga1‑
x
As层，所述n
+
‑
Al
x
Ga1‑
x
As层键合在所述ITO分布式反射镜上，所述p
+
‑
Al
x
Ga1‑
x
As层上制备所述减反射层。5.一种如权利要求1～4中任一项所述的双面双结太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：对n
‑
Si层上下表面进行制绒；对所述n
‑
Si层的上表面进行p
+
型掺杂，形成p
+
‑
Si层；对所述n
‑
Si层的下表面进行n
+
型掺杂，形成n
+
‑
Si层；在所述p

【专利技术属性】
技术研发人员：王智勇，黄瑞，兰天，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：