一种硅基太阳能电池的制作方法

本实用新型属于光伏技术领域，尤其是涉及一种太阳能电池的改进。

背景技术：

太阳能电池是一种利用光伏效应直接将太阳光能转换成电能的半导体光电子器件。太阳能与其它常用能源相比污染非常小，是一种理想的纯洁、可再生能源。其中硅基太阳能电池使用最为广泛，硅基太阳能电池的原理是将高纯度的半导体材料(硅)加入掺质物使其呈现不同的性质，以形成p型半导体及n型半导体，并将p-n两型半导体相接合，如此即可形成p-n结面。当P型及N型半导体层互相接触时，N型半导体层内的电子会涌入P型半导体层中，以填补其内的空穴。在P-N接触面附近，因电子-空穴的接合形成一个载子空乏区，而P型及N型半导体层中也因分别带有负、正电荷而形成一个内建电场。当太阳光照射到此P-N结构时，P型和N型半导体层因吸收太阳光而产生电子-空穴对。由于空乏区所提供的内建电场，可以让半导体内所产生的电子在电流内流动，因此若经由电极把电子引出，就可以形成一个完整的太阳能电池。此外太阳能电池也常被设计成p-i-n型结构的光电转换单元。

为了传导足够的电子流量，前电极与基板之间必须有足够大的传导面积，然而，为降低外部电极对于太阳入射光的遮蔽率，前电极覆盖于基板上的表面积又必须尽可能的小。因此，在对于前电极结构的设计而言，必须兼顾电流传导量和低光遮蔽率的特性。目前前电极结构主要可分为汇流电极和指状电极，所述汇流电极直径大于指状电极，相当于汇流电极为树木的主干，指状电极为树木的枝干，指状电极均布在基板表面。

另外，太阳光中小于带隙 Eg 1.2eV(1100nm) 的近红外光 (1200～2500nm) 不仅无法利用，而且还会提高硅基太阳能电池的工作结点温度，从而降低太阳能电池的光转化率及使用寿命。

此外，太阳能电池在恶劣环境下使用容易出现损坏，尤其是大风环境对太阳能电池的损坏非常严重，因此在复杂环境对太阳能电池的保护尤为重要。

技术实现要素：

本实用新型就是针对上述问题，提供一种转换效率高且安全稳定的硅基太阳能电池。

为实现本实用新型的上述目的，本实用新型采用如下技术方案，一种硅基太阳能电池，包括前电极、光电转换单元和背电极，其特征在于：在前电极表面设有玻璃前板，所述玻璃前板为波纹状玻璃前板；所述的光电转换单元包括N型半导体层和P型半导体层，在N型半导体层与P型半导体层之间为本征i层；在本征i层与P型半导体层之间设置有宽带隙的硅基薄膜缓冲层，所述宽带隙的硅基薄膜缓冲层的带隙宽度在1.7-1.85eV内；在背电极底部设有散热涂层，散热涂层下部设有保护板，所述的保护板由与背电极底部散热涂层相接的接触面和接触面下部的加强面构成，所述的加强面为两侧低中部高的弧形结构；所述弧形的加强面的弧部顶端与接触面底部中心处固接，弧形的加强面两端通过加强杆连接接触面两端下部；构成保护板的所述接触面和弧形的加强面均为钢化玻璃板，所述钢化玻璃板的厚度在5-20mm之间。

作为一种优选方案，所述的前电极为透明导电极，所述的透明导电极由透明导电氧化物构成，所述的透明导电极通过激光划线将光电转换单元的电流引出，在透明导电极表面设有绒毛层；设置绒毛层有助于改变光线方向，减少反射，增加阳光利用率。

作为另一种优选方案，所述的前电极由数个汇流电极和数个指状电极构成，所述汇流电极均布于光电转换单元表面，所述指状电极连接于汇流电极两侧，指状电极的头端较末端粗，指状电极的头端连接汇流电极；指状电极较细的末端其输送电流量即为其周围产生的电流，其电流量较小，贴近汇流电极的头端其输送电流量为头端附近产生的电流量加上尾端输送过来的电流量，因此头端的输送电流量大于末端输送电流量。因此本实用新型将指状电极设置为头端宽尾端窄的方式，可在不增大前电极面积的情况下，保持电流的输送效率。

作为另一种优选方案，所述的宽带隙的硅基薄膜缓冲层包括非晶硅、非晶硅碳和非晶硅合金。

本实用新型的有益效果:波纹状玻璃前板；波纹状玻璃前板可增加太阳光照射面积，同时改变阳光照射方向，降低发散率，提高总体利用率。另外针对太阳能电池无法利用的1200-2000nm的近红外光，这部分光能不仅仅电池无法利用，而且还会导致p区工作结点温度升高，降低太阳能电池的光转化效率的问题。本实用新型采用在背电极底部设置散热涂层的方式解决，散热涂层可降低硅基太阳能电池的p区工作温度，从而提高硅基太阳能电池光转化率及使用寿命。本实用新型保护板采用由接触面和接触面下部的弧形的加强面结合的方式，接触面可有效的增加太阳能电池的机械强度，而弧形的加强面不但增加强度且增加太阳能电池板的稳定性。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型前电极结构示意图。

图中，1为玻璃前板、2为前电极、3为N型半导体层、4为本征i层、5为硅基薄膜缓冲层、6为P型半导体层、7为背电极、8为散热涂层、9为接触面、10为加强面、11为加强杆、12为汇流电极、13为指状电极。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1：

如图1所示，一种硅基太阳能电池，包括前电极2、光电转换单元和背电极7，所述的前电极2为透明导电极，所述的透明导电极由透明导电氧化物构成，通常为氟掺杂的氧化锡；所述的透明导电极通过激光划线将光电转换单元的电流引出，在透明导电极表面设有绒毛层；设置绒毛层有助于改变光线方向，减少反射，增加阳光利用率。在前电极2表面设有玻璃前板1，所述玻璃前板1为波纹状玻璃前板；所述的光电转换单元包括N型半导体层3和P型半导体层6，在N型半导体层3与P型半导体层6之间为本征i层4；在本征i层4与P型半导体层6之间设置有宽带隙的硅基薄膜缓冲层5，所述的宽带隙的硅基薄膜缓冲层5包括非晶硅、非晶硅碳和非晶硅合金，所述宽带隙的硅基薄膜缓冲层5的带隙宽度在1.7-1.85eV内；在背电极7底部设有散热涂层8，散热涂层8下部设有保护板，所述的保护板由与背电极7底部散热涂层8相接的接触面9和接触面9下部的加强面10构成，所述的加强面10为两侧低中部高的弧形结构；所述弧形的加强面10的弧部顶端与接触面底部中心处固接，弧形的加强面10两端通过加强杆11连接接触面9两端下部；构成保护板的所述接触面9和弧形的加强面10均为钢化玻璃板，所述钢化玻璃板的厚度在5-20mm之间。

所述的P型半导体层6一般为硼掺杂的宽带隙非晶硅合金或纳米晶硅。所述的非掺杂的本征i层4一般为非晶硅。所述的N型半导体层3为磷掺杂的非晶硅和纳米晶硅。

P型半导体层6和N型半导体层3在本征i层4内建立电场，在光线照射下电子-空穴分离，产生的电子流向N型半导体侧，空穴流向P型半导体侧，形成的电流由前电极2和背电极7收集。

实施例2：

一种硅基太阳能电池，包括前电极2、光电转换单元和背电极7，所述的前电极2由数个汇流电极12和数个指状电极13构成，所述汇流电极12均布于光电转换单元表面，所述指状电极13连接于汇流电极12两侧，指状电极13的头端较末端粗，指状电极的头端连接汇流电极；指状电极较细的末端其输送电流量即为其周围产生的电流，其电流量较小，贴近汇流电极的头端其输送电流量为头端附近产生的电流量加上尾端输送过来的电流量，因此头端的输送电流量大于末端输送电流量。因此本实用新型将指状电极设置为头端宽尾端窄的方式，可在不增大前电极面积的情况下，保持电流的输送效率。在前电极2表面设有玻璃前板1，所述玻璃前板1为波纹状玻璃前板；所述的光电转换单元包括N型半导体层3和P型半导体层6，在N型半导体层3与P型半导体层6之间为本征i层4；在本征i层4与P型半导体层6之间设置有宽带隙的硅基薄膜缓冲层5，所述的宽带隙的硅基薄膜缓冲层5包括非晶硅、非晶硅碳和非晶硅合金，所述宽带隙的硅基薄膜缓冲层5的带隙宽度在1.7-1.85eV内；在背电极7底部设有散热涂层8，散热涂层8下部设有保护板，所述的保护板由与背电极7底部散热涂层8相接的接触面9和接触面9下部的加强面10构成，所述的加强面10为两侧低中部高的弧形结构；所述弧形的加强面10的弧部顶端与接触面底部中心处固接，弧形的加强面10两端通过加强杆11连接接触面9两端下部；构成保护板的所述接触面9和弧形的加强面10均为钢化玻璃板，所述钢化玻璃板的厚度在5-20mm之间。

所述的P型半导体层6一般为硼掺杂的宽带隙非晶硅合金或纳米晶硅。所述的非掺杂的本征i层4一般为非晶硅。所述的N型半导体层3为磷掺杂的非晶硅和纳米晶硅。

P型半导体层6和N型半导体层3在本征i层4内建立电场，在光线照射下电子-空穴分离，产生的电子流向N型半导体侧，空穴流向P型半导体侧，形成的电流由前电极2和背电极7收集。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。