高效非微叠层太阳能电池制造技术

本实用新型专利技术涉及一种高效非微叠层太阳能电池，具有背电极、底电池、顶电池、透明导电层和基板；所述背电极、底电池、顶电池、透明导电层依次层叠；所述底电池为微晶硅电池，底电池具有依次层叠的底电池n层、底电池吸收层和底电池p层；所述顶电池为非晶硅电池，顶电池具有依次层叠的顶电池n层、顶电池吸收层和顶电池p层。本实用新型专利技术提供了一种新的太阳能电池制造方法，可以通过增加光的吸收来提高电池的转化效率，降低微晶层厚度以缩短微晶硅层的沉积时间；同时较薄的微晶硅层还有利于获得纵向具有相近晶化率和晶粒尺寸的薄膜，从而进一步提高效率。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及太阳能电池
，特别涉及一种高效非微叠层太阳能电池。
技术介绍
目前，叠层电池成为硅基薄膜太阳能电池发展的必然趋势，其中非微叠层电池是其中最有潜力的薄膜电池之一。然而此结构的太阳能电池与晶硅太阳能电池的转化效率仍有差距，还需进一步提高；此外，在非微叠层电池中，微晶硅薄膜的厚度一般在1.5-2Mm，而沉积速率只有0.2nm左右，耗时很长；且微晶硅薄膜随着沉积厚度的增加晶化率增加、晶粒尺寸增大，从而引入较多的缺陷，不利于电池效率的提高。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种可以通过增加光的吸收来提高电池的转化效率，降低微晶层厚度以缩短微晶硅层的沉积时间的高效非微叠层太阳能电池。实现本技术目的的技术方案是:一种高效非微叠层太阳能电池，具有背电极、底电池、顶电池、透明导电层和基板；所述背电极、底电池、顶电池、透明导电层依次层叠；所述底电池为微晶硅电池，底电池具有依次层叠的底电池η层、底电池吸收层和底电池P层；所述顶电池为非晶硅电池，顶电池具有依次层叠的顶电池η层、顶电池吸收层和顶电池P层。上述技术方案所述基板为透明基板或不透明基板。上述技术方案所述透明基板为向光面，透明基板上具有依次沉积的透明导电层、顶电池P层和顶电池吸收层；所述顶电池吸收层上具有刻蚀形成的圆柱形空洞；所述顶电池η层、底电池P层、底电池吸收层、底电池η层和背电极依次沉积在顶电池吸收层上。上述技术方案所述不透明基板为背光面，不透明基板上具有依次沉积的背电极、底电池η层和底电池吸收层；所述底电池吸收层上具有刻蚀形成的柱状突起；所述底电池P层、顶电池η层、顶电池吸收层、顶电池P层和透明导电层依次沉积在底电池吸收层上。上述技术方案所述顶电池η层由磷掺杂的纳米晶Si0x:H或SiNx:H组成。上述技术方案所述透明导电层可以是FTO或ITO或BZO或AZO或石墨烯。上述技术方案所述不透明基板可以为不锈钢衬底。 上述技术方案所述透明基板可以为普通玻璃或钢化玻璃或超白玻璃或柔性透明基板。本技术具有积极的效果:(I)本技术提供了一种新的太阳能电池制造方法，可以通过增加光的吸收来提高电池的转化效率，降低微晶层厚度以缩短微晶硅层的沉积时间；同时较薄的微晶硅层还有利于获得纵向具有相近晶化率和晶粒尺寸的薄I吴，从而进一步提闻效率。(2)本技术可有效增加顶电池即非晶硅电池(a-Si)对蓝光波段的吸收，从而提高顶电池的短路电流密度，进而提高电池的转化效率.(3)本技术可有效增加底电池即微晶硅电池(Pc-Si)对红光波段的吸收，从而提高底电池的短路电流密度，进而提高电池的转化效率。。(4)本技术因吸收能力的增强，可有效降低Pc-Si薄膜的厚度，从而缩短制程时间。(5)本技术较薄的Pc-Si薄膜更易于纵向晶化率和晶粒尺寸均匀性的控制，从而降低薄膜中的缺陷，有利于转化效率的提高。(6)本技术的顶电池η层由磷掺杂的纳米晶SiOx = H或SiNx = H组成；该材料即可作为η层形成顶电池的p-1-n结，又可以作为反射层增加顶电池的光吸收。附图说明为了使本技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本技术作进一步详细的说明，其中图1为本技术用于透明基板时电池结构的示意图；图2为本技术用于透明基板时电池结构的顶电池的吸收层的俯视图；图3为本技术用于透明基板时电池结构的顶电池的吸收层的主视图；图4为本技术用于不透明基板时电池结构的示意图；图5为本技术用于不透明基板时电池结构的顶电池的吸收层的俯视图；图6为本技术用于不透明基板时电池结构的顶电池的吸收层的主视图；图中1.背电极，2.底电池，21.底电池η层，22.底电池吸收层，23.底电池P层，24.突起，3.顶电池，31.顶电池η层，32.顶电池吸收层，33.顶电池ρ层，34.空洞，4.透明导电层，5.不透明基板，6.透明基板。具体实施方式(实施例1)见图1至图3，本技术具有背电极1、底电池2、顶电池3、透明导电层4和透明基板6 ;背电极1、底电池2、顶电池3、透明导电层4依次层叠；透明导电层4可以是FTO或ITO或BZO或AZO或石墨烯，底电池2为微晶硅电池，底电池2具有依次层叠的底电池η层21、底电池吸收层22和底电池ρ层23 ;顶电池3为非晶硅电池，顶电池3具有依次层叠的顶电池η层31、顶电池吸收层32和顶电池ρ层33，顶电池η层31由磷掺杂的纳米晶SiOx:H或SiNx: H组成。透明基板6为向光面，透明基板6上具有依次沉积的透明导电层4、顶电池ρ层33和顶电池吸收层32 ;顶电池吸收层32上具有刻蚀形成的圆柱形空洞34 ;顶电池η层31、底电池P层23、底电池吸收层22、底电池η层21和背电极I依次沉积在顶电池吸收层32上。本技术的制作方法:基板为透明基板6，膜层沉积由透明导电层4开始，在透明基板6上依次沉积透明导电层4、顶电池ρ层33和顶电池吸收层32 ;然后，在顶电池吸收层32上刻蚀形成若干圆柱形孔洞34 ;最后，再在顶电池吸收层32上依次沉积顶电池η层31、底电池ρ层23、底电池吸收层22、底电池η层21和背电极I，形成基板为透明基板6的高效非微叠层太阳能电池。(实施例2)见图4至图6，本技术具有背电极1、底电池2、顶电池3、透明导电层4和不透明基板5 ;背电极1、底电池2、顶电池3、透明导电层4依次层叠；透明导电层4可以是FTO或ITO或BZO或AZO或石墨烯，底电池2为微晶硅电池，底电池2具有依次层叠的底电池η层21、底电池吸收层22和底电池ρ层23 ;顶电池3为非晶硅电池，顶电池3具有依次层叠的顶电池η层31、顶电池吸收层32和顶电池ρ层33，顶电池η层31由磷掺杂的纳米晶SiOx: H 或 SiNx: H 组成。不透明基板5为背光面，不透明基板5上具有依次沉积的背电极1、底电池η层21和底电池吸收层22 ;所述底电池吸收层22上具有刻蚀形成的柱状突起24 ;所述底电池ρ层23、顶电池η层31、顶电池吸收层32、顶电池ρ层33和透明导电层4依次沉积在底电池吸收层22上。不透明基板5可以为不锈钢衬底。本技术的制作方法:基板为不透明基板5，膜层沉积由背电极I开始，在不锈钢衬底上依次沉积背电极1、底电池η层21和底电池吸收层22 ;然后，在底电池吸收层22上刻蚀形成柱状突起24 ;最后，再在底电池吸收层22上依次沉积底电池ρ层23、顶电池η层31、顶电池吸收层32、顶电池ρ层33和透明导电层4。以上所述的具体实施例，对本技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本技术的具体实施例而已，并不用于限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效非微叠层太阳能电池，其特征在于：具有背电极（1）、底电池（2）、顶电池（3）、透明导电层（4）和基板；所述背电极（1）、底电池（2）、顶电池（3）、透明导电层（4）依次层叠；所述底电池（2）为微晶硅电池，底电池（2）具有依次层叠的底电池n层（21）、底电池吸收层（22）和底电池p层（23）；所述顶电池（3）为非晶硅电池，顶电池（3）具有依次层叠的顶电池n层（31）、顶电池吸收层（32）和顶电池p层（33）。

【技术特征摘要】
1.一种高效非微叠层太阳能电池，其特征在于:具有背电极(I)、底电池(2)、顶电池(3)、透明导电层(4)和基板；所述背电极(I)、底电池(2)、顶电池(3)、透明导电层(4)依次层叠；所述底电池(2)为微晶硅电池，底电池(2)具有依次层叠的底电池η层(21)、底电池吸收层(22)和底电池P层(23);所述顶电池(3)为非晶硅电池，顶电池(3)具有依次层叠的顶电池η层(31)、顶电池吸收层(32 )和顶电池P层(33 )。2.根据权利要求1所述的高效非微叠层太阳能电池，其特征在于:所述基板为透明基板(6)或不透明基板(5)。3.根据权利要求2所述的高效非微叠层太阳能电池，其特征在于:所述透明基板(6)为向光面，透明基板(6)上具有依次沉积的透明导电层(4)、顶电池P层(33)和顶电池吸收层(32);所述顶电池吸收层(32)上具有刻蚀形成的圆柱形孔洞(34);所述顶电池η层(31)、底电池P层(23 )、底电池吸收层(22 )、底电池η层(21)和背电极(I)依次沉积在顶电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华磊，邱骏，胡居涛，
申请(专利权)人：江苏武进汉能光伏有限公司，
类型：实用新型
国别省市：