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太阳能电池、太阳能电池组及其制备方法技术

技术编号:8775211 阅读:163 留言:0更新日期:2013-06-08 18:57
本发明专利技术涉及一种太阳能电池,其包括:依次并排且接触设置的一第一电极层、一P型硅层、一N型硅层及一第二电极层,该P型硅层与该N型硅层接触并形成一P-N结区,其中,上述各层沿一直线连续设置成一排构成一整体结构,所述整体结构具有一第一表面平行于该直线以及一与该第一表面相对的第二表面,且该第一表面为该太阳能电池直接接受光线入射的受光端面,所述太阳能电池还包括一反射元件,所述反射元件设置于第二表面一侧。本发明专利技术也涉及一种太阳能电池组及其制备方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
太阳能电池是利用半导体材料的光生伏特原理制成的。根据半导体光电转换材料 种类不同,太阳能电池可以分为硅基太阳能电池(请参见太阳能电池及多晶硅的生产,材 料与冶金学报,张明杰等,vol6,p33-38 (2007))、砷化镓太阳能电池、有机薄膜太阳能电池坐 寸ο目前,太阳能电池以硅基太阳能电池为主。请参阅图1,现有技术中的硅基太阳能 电池10包括:一背电极12、一 P型娃层14、一 N型娃层16和一上电极18。所述P型娃层 14米用多晶娃或单晶娃制成,具有第一表面142以及与该第一表面142相对设置的第二表 面144,该第二表面144为一平面结构。所述背电极12设置于所述P型硅层14的第一表面 142,且与该P型硅层14的第一表面142欧姆接触。所述N型硅层16形成于所述P型硅层 14的第二表面144,作为光电转换的材料。该N型硅层16的表面为一平整的平面结构。所 述上电极18设置于所述N型硅层16的表面。所述太阳能电池10中P型硅层14和N型硅 层16形成P-N结区。当该太阳能电池10在工作时,光从上电极18 —侧直接入射至所述上 电极18,并经过所述上电极18和所述N型硅层16到达所述P-N结区,所述P-N结区在光 子激发下产生多个电子-空穴对(载流子),所述电子-空穴对在静电势能作用下分离并 分别向所述背电极12和上电极18移动。如果在所述太阳能电池10的背电极12与上电极 18两端接上负载,就会有电流通过外电路中的负载。然而,上述结构中所述光子需要通过所述上电极18和所述N型硅层16之后才到 达所述P-N结区,使得一部分入射光线被所述上电极18和N型硅层16吸收,使所述P-N结 区对光的吸收率较低,进而减少了 P-N结区激发出的载流子的量,降低了太阳能电池10的 光电转换效率。
技术实现思路
有鉴于此,确有必要提供一种具有较高光电转换效率的太阳能电池、太阳能电池 组及其制备方法。一种太阳能电池,其包括:依次并排且接触设置的一第一电极层、一 P型硅层、一 N 型硅层及一第二电极层,该P型硅层与该N型硅层接触并形成一 P-N结区,其中,上述各层 沿一直线连续设置成一排构成一整体结构,所述整体结构具有一第一表面平行于该直线以 及一与该第一表面相对的第二表面,且该第一表面为该太阳能电池直接接受光线入射的受 光端面,所述太阳能电池还包括一反射元件,所述反射元件设置于第二表面一侧。一种太阳能电池组,其包括:多个串联设置的太阳能电池,每个太阳能电池包括依 次并排且接触设置的一第一电极层、一 P型硅层、一 N型硅层及一第二电极层,该P型硅层 与该N型硅层接触并形成一 P-N结区,其中,上述每个太阳能电池中的各层沿一直线连续设置成一排构成一整体结构,所述整体结构具有一第一表面平行于该直线以及一与该第一表面相对的第二表面,且该第一表面为该太阳能电池直接接受光线入射的受光端面,所述太阳能电池还包括一反射元件,所述反射元件设置于第二表面一侧。一种太阳能电池组的制备方法,其包括以下步骤:提供多个电池预制体,每个电池预制体包括:依次层叠且接触设置的一第一电极层基材、一 P型娃层基材、一 N型娃层基材及一第二电极层基材;将上述多个电池预制体沿一个方向层叠设置,使每个电池预制体中的第一电极层基材与相邻的电池预制体中的第二电极层基材相接触;沿层叠的方向切割所述多个电池预制体,形成多个电池单元,该每个电池单元具有一第一剖面平行于该层叠方向以及与所述第一剖面相对的第二剖面;在每个电池单元的所述第一剖面设置一反射元件。相较于现有技术,所述太阳能电池工作时,光可直接入射至所述受光端面,由于该受光端面没有被电极覆盖,使得光子不必先经过电极、N型硅层后才到达P-N结区,从而减少了电极和N型硅层对光的吸收,提高了 P-N结区的光吸收率,相应地,使得P-N结区可激发出更多的电子-空穴对,提高了整个太阳能电池的光电转换效率。另外,在第二表面设置一反射元件,所述反射元件能够有效地将到达第二表面的光线反射,从而使经反射后的光子可以直接被所述P-N结区吸收,进一步提高了整个太阳能电池的光电转换效率。附图说明图1为现有技术中的太阳能电池的结构示意图。图2为本专利技术第一实施例提供的太阳能电池的剖视图。图3为本专利技术第一实施例提供的太阳能电池的组合示意图。图4为本专利技术第一实施例提供的太阳能电池组的剖视图。图5为本专利技术第二实施例提供的太阳能电池的剖视图。图6为本专利技术第二实施例提供的太阳能电池组的剖视图。图7为本专利技术第三实施例提供的太阳能电池的剖视图。图8为本专利技术第三实施例提供的太阳能电池组的剖视图。图9为本专利技术第二实施例提供的太阳能电池组的制备方法流程图。图10为本专利技术第二实施例提供的太阳能电池组的制备过程流程图。主要元件符号说明天阳能电池 |20,30,40 哀If 元件-21,31,41哀If层—201,301蛋一电极层 —22,32,42 竟二表面23,33,43型硅层—24,34,44第一侧面@342,443 —`第二侧面344,444 —透明绝缘层_35_卩型硅层26,36,46第三侧面 362,462 —第四侧面 Τ,364,464 —蛋一表面|27,37,4权利要求1.一种太阳能电池,其包括:依次并排且接触设置的一第一电极层、一 P型硅层、一 N 型硅层及一第二电极层,该P型硅层与该N型硅层接触并形成一 P-N结区,其特征在于,上述各层沿一直线连续设置成一排构成一整体结构,所述整体结构具有一第一表面平行于该直线以及一与该第一表面相对的第二表面,且该第一表面为该太阳能电池直接接受光线入射的受光端面,所述太阳能电池还包括一反射元件,所述反射元件设置于第二表面一侧。2.如权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,该P型硅层具有相对的一第一侧面和一第二侧面,该N型硅层具有相对的一第三侧面和一第四侧面,该第一电极层设置在该P 型硅层的第一侧面,并与该P型硅层电接触,该第二电极层设置在该N型硅层的第四侧面, 并与该N型硅层电接触,该P型硅层进一步具有一与所述第一侧面和第二侧面相连的第三表面,该N型硅层进一步具有一与所述第三侧面和第四侧面相连的第四表面,所述第三表面及第四表面共同构成所述受光端面。3.如权利要求2所述的太阳能电池,其特征在于,该第二电极层为整体覆盖该N型硅层的第四侧面的金属材料层,该第一电极层为整体覆盖该P型硅层的第一侧面的金属材料层。4.如权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述受光端面进一步覆盖有一厚度小于150纳米的减反射层,所述减反射层的材料为氮化硅或二氧化硅。5.如权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述P-N结区通过所述受光端面暴露出所述P型硅层和所述N型硅层。6.如权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述第一表面与所述第二表面之间的距离为50微米 300微米。7.如权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述反射元件包括一反射层,所述反射层的材料为铝、金、铜及银中的一种或上述任意组合的合金。8.如权利要求7所述的太阳能电池,其特征在于,所述反射层与所述第二表面接触设置且与所述第一电极层和第二电极层电绝缘。9.如权利要求7所述的太阳能电池,其特征在于,所述反射层与所述第二表面间隔设置。本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种太阳能电池,其包括:依次并排且接触设置的一第一电极层、一P型硅层、一N型硅层及一第二电极层,该P型硅层与该N型硅层接触并形成一P?N结区,其特征在于,上述各层沿一直线连续设置成一排构成一整体结构,所述整体结构具有一第一表面平行于该直线以及一与该第一表面相对的第二表面,且该第一表面为该太阳能电池直接接受光线入射的受光端面,所述太阳能电池还包括一反射元件,所述反射元件设置于第二表面一侧。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:金元浩李群庆范守善
申请(专利权)人:清华大学鸿富锦精密工业深圳有限公司
类型:发明
国别省市:

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