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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光伏,更具体地说,涉及一种叠层太阳电池及其制备方法。
技术介绍
1、双结叠层太阳电池的优点之一在于利用顶电池对短波光的高光谱响应和底电池对长波光的响应优势使得量子效率覆盖全波长,优点之二在于顶电池和底电池串联后有助于开路电压叠加;通过以上两点可以保证叠层太阳电池的转换效率在理论上可以达到40%以上。
2、但是,通常由于所用中间层不能兼具短波高光学反射和高导电率的两个功能,而影响叠层太阳电池的填充因子。如公开号为cn116113244a的现有技术方案一公开的叠层太阳电池包括顶电池、中间层和底电池的结构,其中间层构造为p+/n+双层晶硅薄膜组成的隧穿结;如公开号为cn114792704a的现有技术方案二公开的太阳能电池包括硅基子电池和层叠设于硅基子电池上的钙钛矿子电池,采用p型重掺杂非晶硅层和n型重掺杂非晶硅层作为载流子复合结;显然可见现有技术方案一和现有技术方案二的中间层均为重掺杂p型非晶硅和重掺型n型非晶硅(p+/n+)组成。如公开号cn110867516a的现有技术方案三公开了一种新型基于钙钛矿和晶硅背钝化叠层太阳电池及其制造方法,其中底层电池和顶层电池之间设有透明导电薄膜的中间层。
3、中间层作为连接顶电池和底电池的媒介,需要同时具有高的导电率和对光的选择性反射和透过作用,而现有技术中的p+/n+中间层不能起到很好的导电作用,造成光生载流子很容易被复合;现有技术中以透明导电薄膜为中间层的缺点在于对短波长光的反射较低,顶电池的电流只能凭借顶电池吸收层加厚来提升,顶电池加厚会影响中波段光的透
技术实现思路
1、有鉴于此,为解决上述问题,本专利技术提供一种叠层太阳电池及其制备方法,技术方案如下:
2、一种叠层太阳电池,所述叠层太阳电池包括:
3、在第一方向上叠层设置的底电池、中间层和顶电池;
4、其中,所述中间层包括在第一方向上依次叠层设置的宽带隙硅基薄膜和窄带隙硅基薄膜。
5、优选的,在上述叠层太阳电池中,所述宽带隙硅基薄膜的微结构为纳晶结构或微晶结构或硅量子点结构;
6、所述窄带隙硅基薄膜的微结构为纳晶结构或微晶结构或硅量子点结构。
7、优选的,在上述叠层太阳电池中,所述宽带隙硅基薄膜的厚度取值范围为1nm-10nm;
8、所述窄带隙硅基薄膜的厚度取值范围为1nm-10nm;
9、所述中间层的厚度取值范围为10nm-100nm。
10、优选的,在上述叠层太阳电池中,所述宽带隙硅基薄膜的宽光学带隙的范围为2.0ev-8.0ev;
11、所述窄带隙硅基薄膜的窄光学带隙的范围为1.2ev-2.0ev。
12、优选的,在上述叠层太阳电池中,所述宽带隙硅基薄膜对应的孔洞比例范围为20%-45%;
13、所述窄带隙硅基薄膜对应的孔洞比例范围为1%-20%。
14、优选的,在上述叠层太阳电池中,所述宽带隙硅基薄膜对应的晶化率范围为5%-80%;
15、所述窄带隙硅基薄膜对应的晶化率范围为5%-80%。
16、优选的,在上述叠层太阳电池中,所述宽带隙硅基薄膜对应的电导率范围为10-3s/cm-10s/cm;
17、所述窄带隙硅基薄膜对应的电导率范围为10-3s/cm-10s/cm。
18、优选的,在上述叠层太阳电池中,所述宽带隙硅基薄膜的掺杂元素为o元素或c元素;
19、所述窄带隙硅基薄膜的掺杂元素为ge元素。
20、优选的,在上述叠层太阳电池中,制备所述中间层的工艺为等离子体化学气相沉积工艺或热丝化学气相沉积工艺或光分解化学气相沉积工艺。
21、本申请还提供了一种叠层太阳电池的制备方法,所述叠层太阳电池的制备方法包括:
22、在第一方向上依次叠层设置底电池、中间层和顶电池;其中,所述中间层包括在第一方向上依次叠层设置的宽带隙硅基薄膜和窄带隙硅基薄膜。
23、相较于现有技术,本专利技术实现的有益效果为:
24、本专利技术提供的一种叠层太阳电池包括:在第一方向上叠层设置的底电池、中间层和顶电池;其中,所述中间层包括在第一方向上依次叠层设置的宽带隙硅基薄膜和窄带隙硅基薄膜。该叠层太阳电池的中间层采用宽带隙硅基薄膜和窄带隙硅基薄膜周期性制备而成,具有极强的导电能力,并且通过调整宽带隙硅基薄膜和窄带隙硅基薄膜的厚度和折射率等参数即可具有对光选择性反射和透过的作用。
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1.一种叠层太阳电池,其特征在于,所述叠层太阳电池包括:
2.根据权利要求1所述的叠层太阳电池,其特征在于,所述宽带隙硅基薄膜的微结构为纳晶结构或微晶结构或硅量子点结构;
3.根据权利要求1所述的叠层太阳电池,其特征在于,所述宽带隙硅基薄膜的厚度取值范围为1nm-10nm;
4.根据权利要求1所述的叠层太阳电池,其特征在于,所述宽带隙硅基薄膜的宽光学带隙的范围为2.0eV-8.0eV;
5.根据权利要求1所述的叠层太阳电池,其特征在于,所述宽带隙硅基薄膜对应的孔洞比例范围为20%-45%;
6.根据权利要求1所述的叠层太阳电池,其特征在于,所述宽带隙硅基薄膜对应的晶化率范围为5%-80%;
7.根据权利要求1所述的叠层太阳电池,其特征在于,所述宽带隙硅基薄膜对应的电导率范围为10-3S/cm-10S/cm;
8.根据权利要求1所述的叠层太阳电池,其特征在于,所述宽带隙硅基薄膜的掺杂元素为O元素或C元素;
9.根据权利要求1所述的叠层太阳电池,其特征在于,制备所述中间层的工艺为等离子体化
10.一种叠层太阳电池的制备方法,其特征在于,所述叠层太阳电池的制备方法包括:
...【技术特征摘要】
1.一种叠层太阳电池,其特征在于,所述叠层太阳电池包括:
2.根据权利要求1所述的叠层太阳电池,其特征在于,所述宽带隙硅基薄膜的微结构为纳晶结构或微晶结构或硅量子点结构;
3.根据权利要求1所述的叠层太阳电池,其特征在于,所述宽带隙硅基薄膜的厚度取值范围为1nm-10nm;
4.根据权利要求1所述的叠层太阳电池,其特征在于,所述宽带隙硅基薄膜的宽光学带隙的范围为2.0ev-8.0ev;
5.根据权利要求1所述的叠层太阳电池,其特征在于,所述宽带隙硅基薄膜对应的孔洞比例范围为20%-45%;
6.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵东明,肖平,郝志丹,刘正新,王玮,李睿,孟凡英,王大鹏,黄海威,李孟蕾,
申请(专利权)人:华能嘉峪关新能源有限公司,
类型:发明
国别省市:
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