一种新型晶体硅太阳能电池结构制造技术

本发明专利技术公开了一种晶体硅太阳能电池结构，包括依次自下而上相互叠加的P型晶体硅层、N型晶体硅层、减反射膜和透明纳米晶上转换发光材料层，在透明纳米晶上转换发光材料层上设有条形正面银电极，在P型晶体硅层上设有条形分布的铝背场，相邻铝背场之间设有背面银电极；且在所述铝背场上附着有紫外激发发光材料层。该结构扩展或增强晶体硅太阳能电池吸收太阳光中紫外及红外光，不仅可以提升电池的光电转换效率、充分利用太阳能，还可以减弱由于红外热辐射导致的性能衰减，延长电池的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新能源领域，具体是一种新型晶体硅太阳能电池结构。
技术介绍
目前，晶体硅太阳能电池占据了太阳能电池市场的主要份额，获得了广泛的应用， 这类电池主要包括单晶硅和多晶硅太阳能电池。由于现有技术中晶体硅太阳能电池的光谱响应范围基本在400nm至IOOOnm内，含可见光，所以太阳光中紫外及红外光没有被电池充分吸收和转换为电能而浪费，并且红外光所含热能比例大，是一种热辐射、具有热效应，会导致被照射电池的温度显著上升，恶化电池性能。因此，扩展或增强晶体硅太阳能电池吸收太阳光中紫外及红外光，延长电池使用寿命，成为本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型晶体硅太阳能电池结构，该结构扩展或增强晶体硅太阳能电池吸收太阳光中紫外及红外光，不仅可以提升电池的光电转换效率、充分利用太阳能，还可以减弱由于红外热辐射导致的性能衰减，延长电池的使用寿命。本专利技术的目的是通过下述技术方案来实现的一种晶体硅太阳能电池结构，其特征在于包括依次自下而上相互叠加的P型晶体硅层、N型晶体硅层、减反射膜和透明纳米晶上转换发光材料层，在透明纳米晶上转换发光材料层上设有条形正面银电极，在P型晶体硅层上设有条形分布的铝背场，相邻铝背场之间设有背面银电极；且在所述铝背场上附着有紫外激发发光材料层。本专利技术结构的进一步特征在于所述条形正面银电极厚度为15 20微米，宽度为80 100微米。所述透明纳米晶上转换发光材料层的激发光波长高于lOOOnm，且发射光波长在的可见光波段范围内。其中，透明纳米晶上转换发光材料层的材料为NaYF4:Yb,Re (Re为Er或 Tm) J2O3 Er，Yb、Y2O2S Yb，Er、BaYF5 Yb，Er、Gd2O3 Yb，Re 或 CaS Eu，Sm。所述减反射膜采取二氧化钛或氮化硅薄膜，其厚度为750 950埃。所述N型晶体硅层为掺杂磷或砷的单晶硅或多晶硅。所述P型晶体硅层为掺杂镓或硼的单晶硅或多晶硅。所述铝背场的厚度为20 25微米。所述紫外激发发光材料层的激发光波长低于400nm，且发射光波长在紫外激发发光材料层的可见光波段范围内。所述紫外激发发光材料层所采取的材料为=BaMgAlltlO17:Eu，Mn、BaMg2Al16O27IEu, Mn、Ba2Si3O8: Eu、Ba3Si5O13: Eu、Sr3MgSi2O8: Eu、Sr2SiO4: Sm、M2SiO4: Eu (M = Ba 或 Ca)、 Sr2MgSiO5:Eu> Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Ce, Eu, Mn、 Ba3Ca4Mg(SiO4)4:Eu, Mn、Ba3MgSi2O8:Eu, Mn、 M2Si5N8IEu (Μ = Ca 或 Sr 或 Ba)、MAlSiN3: Eu (M = Ca 或 Sr)、β -SiA10N:Eu, CdZnS Cu, Ba2ZnS3 Mn、ZnS Ag、BaGa2S4 Ce，Na、YBO3 Eu 或 Y2O3 Ln (Ln = Eu 或 Tb)所述背面银电极为条形，其厚度为15 20微米，宽度为2 4毫米。本专利技术涉及新能源领域，具体是一种新型晶体硅太阳能电池结构。本专利技术提供了新颖的晶体硅太阳能电池结构，该结构基于传统的晶体硅太阳能电池PN结结构，增加了透明纳米晶上转换发光材料层和紫外激发发光材料层，将太阳光中的紫外及红外光转换成晶体硅太阳能电池可吸收波段范围的光，间接地增强了晶体硅太阳能电池对于太阳光中的紫外及红外光的吸收。附图说明图1是本专利技术新型晶体硅太阳能电池结构的示意图。图中1为P型晶体硅层；2为N型晶体硅层；3为减反射膜；4为透明纳米晶上转换发光材料层；5为正面银电极；6为铝背场；7为背面银电极；8为紫外激发发光材料层。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述如图1所示，该晶体硅太阳能电池结构，包括依次自下而上相互叠加的P型晶体硅层1、N型晶体硅层2、减反射膜3和透明纳米晶上转换发光材料层4，在透明纳米晶上转换发光材料层4上设有条形正面银电极5，在P型晶体硅层1上设有条形分布的铝背场6，相邻铝背场6之间设有背面银电极7 ；且在所述铝背场6上附着有紫外激发发光材料层8。其中，P型晶体硅层1为掺杂镓或硼的单晶硅或多晶硅。N型晶体硅层2为掺杂磷或砷的单晶硅或多晶硅。减反射膜3采取二氧化钛或氮化硅薄膜，其厚度为750 950埃。 透明纳米晶上转换发光材料层4的激发光波长高于lOOOnm，且发射光波长在透明纳米晶上转换发光材料层4的可见光波段范围内。透明纳米晶上转换发光材料层4为NaYF4Ib，Re、 Y2O3Er, Yb^Y2O2S: Yb, Er,BaYF5 Yb，Er、Gd2O3 Yb，Re 或 CaSEu，Sm，其中，Re 为 Er 或 iTm。条形正面银电极5的厚度为15 20微米，宽度为80 100微米。铝背场6的厚度为20 25微米。背面银电极7为条形，其厚度为15 20微米，宽度为2 4毫米。紫外激发发光材料层8的激发光波长低于400nm，且发射光波长在紫外激发发光材料层8的可见光波段范围内。紫外激发发光材料层8 为 BaMgAlltlO17:Eu，Mn、BaMg2Al16O27 = Eu, Mn、Ba2Si3O8:Eu, Ba3Si5013:Eu> Sr3MgSi2O8Eu> Sr2SiO4: Sm> M2Si04:Eu(M = Ba ^； Ca) > Sr2MgSiO5:Eu> Ca8Mg(SiO4) 4Cl2:Ce, Eu, Mn> Ba3Ca4Mg (Si04)4: Eu, Mn> Ba3MgSi2O8: Eu, Mn> M2Si5N8: Eu (M = Ca 或 Sr 或 Ba)、MAlSiN3: Eu (Μ = Ca 或 Sr)、β -SiA10N:Eu，或 CdSiS: Cu、B￡i2aiS3:Mn、SiS: Ag， ^BaGa2S4:Ce, Na、TOO3: Eu 或 Ln (Ln = Eu 或 Tb)下面给出一个具体的实施例来说明本专利技术结构的制备工艺过程。采用掺杂镓或硼的P型单晶硅或多晶硅层1为基板，在其上表面掺杂磷或砷，制成 N型晶体硅层2。在掺杂磷或砷的N型晶体硅层2上沉积二氧化钛或氮化硅减反射膜3，厚度为800埃。在减反射膜3上涂覆透明纳米晶上转换发光材料层4，该材料为NaYF4Ib，Re (Re =Er 或 iTm)，或 Er，￥比或1仏5:￥13，Er，或 BaYF5: Yb，Er，或 Gd2O3: Yb，Re (Re = Er 或Tm),或 CaS: Eu, Sm。在透明上转换发光材料层4上丝印条形正面银电极5，厚度18微米，宽度90微米。在掺杂镓或硼的P型单晶硅或多晶硅层1下表面丝印铝背场6和条形背面银电极 7，铝背场6厚度为22微米，背面银电极7厚度为18微米，背面银电极7宽度为3微米。在铝背场6上涂覆紫外激发发光材料层8，该材料为BaMgAliciO17 = Eu, Mn,或 BaMg2Al16027:Eu, Mn, Ba2Si3O8:Eu,或 Ba3Si5O13:Eu,或 Sr3MgSi2O8 = Eu,或 Sr2SiO4:Sm,本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种晶体硅太阳能电池结构，其特征在于：包括依次自下而上相互叠加的Ｐ型晶体硅层、Ｎ型晶体硅层、减反射膜和透明纳米晶上转换发光材料层，在透明纳米晶上转换发光材料层上设有条形正面银电极，在Ｐ型晶体硅层上设有条形分布的铝背场，相邻铝背场之间设有背面银电极；且在所述铝背场上附着有紫外激发发光材料层。

【技术特征摘要】
1.一种晶体硅太阳能电池结构，其特征在于包括依次自下而上相互叠加的P型晶体硅层、N型晶体硅层、减反射膜和透明纳米晶上转换发光材料层，在透明纳米晶上转换发光材料层上设有条形正面银电极，在P型晶体硅层上设有条形分布的铝背场，相邻铝背场之间设有背面银电极；且在所述铝背场上附着有紫外激发发光材料层。2.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池结构，其特征在于所述条形正面银电极厚度为15 20微米，宽度为80 100微米。3.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池结构，其特征在于所述透明纳米晶上转换发光材料层的激发光波长高于lOOOnm，且发射光波长在的可见光波段范围内；所述透明纳米晶上转换发光材料层的材料为NaYF4: Yb，Re, Y2O3IEr, Yb、Y2O2S: Yb，Er、BaYF5: Yb， Er, Gd203:Yb, Re 或 CaS:Eu，Sm，其中，所述 Re 为 Er 或 Tm。4.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池结构，其特征在于所述减反射膜采取二氧化钛或氮化硅薄膜，其厚度为750 950埃。5.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池结构，其特征在于所述N型晶体硅层为掺杂磷或砷的单晶硅或多晶硅。6.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池结构，其特征在于所述P型晶体硅层为掺杂镓或硼的单晶硅或多晶硅。7.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：余可，
申请(专利权)人：彩虹集团公司，
类型：发明
国别省市：61