多层扩展pn结薄膜太阳能电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能电池，尤其涉及一种多层扩展PN结薄膜太阳能电池。
【背景技术】
[0002]开发利用太阳能是人类解决能源危机、环境危机的最主要途径之一，而绿色高效太阳能电池开发是广泛应用太阳能的关键技术与环节。当前硅基电池包括薄膜电池与硅片电池的光电转换效率不高，使用价值有限，而稳定效率达到23%以上的太阳能电池，如叠层砷化镓或铜铟镓硒或锗基等薄膜电池，都存在材料稀缺或有毒等问题，而且工艺复杂，没有社会广泛应用潜力。
【发明内容】
[0003]本发明的目的，就是为了解决上述问题，提供一种多层扩展PN结薄膜太阳能电池。
[0004]为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案:一种多层扩展PN结薄膜太阳能电池，包括正电极层和负电极层，在正电极层与负电极层之间设有多个P-1-N结复合层，各P-1-N结复合层之间设有连接层。
[0005]所述多个P-1-N结复合层各P-1-N结的P区与N区次序相同，即所有P_I_N结的方向一致。
[0006]所述P-1-N结复合层由P型薄膜层、I本征层和N型薄膜层顺序层叠构成，每个P-1-N结复合层中的P型薄膜层和N型薄膜层为硅基掺杂的非晶或微晶P型半导体或N半导体的I本征层同质材料，或是由与I本征层不同质的N型或P型掺杂的非晶或微晶半导体构成；其中的I本征层的厚度为1-1200纳米，P型薄膜层和N型薄膜层的厚度小于I本征层的厚度。
[0007]所述P-1-N结复合层的厚度在5?2000纳米之间。
[0008]所述连接层为半导体材料、透明导电材料、氧化物或金属，厚度为O?1000纳米但不为零。
[0009]所述半导体材料包括本征硅或碳化硅；所述透明导电材料包括TCO或ITO ;所述氧化物包括氧化铝或氧化硅；所述金属包括铜或铝。
[0010]本发明是基于硅等普通绿色材料的、高光电转换效率的太阳能薄膜叠层电池，应用前景无限。
【附图说明】
[0011]图1是本发明多层扩展PN结薄膜太阳能电池的基本结构示意图；
[0012]图2是本发明中的P-1-N结复合层的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]参见图1，本发明多层扩展PN结薄膜太阳能电池，包括正电极层I和负电极层2，在正电极层I与负电极层2之间设有多个P-1-N结复合层3，各P-1-N结复合层之间设有连接层4。
[0014]多个P-1-N结复合层各P-1-N结的P区与N区次序相同，即所有P_I_N结的方向—致。
[0015]参见图2，本发明中的P-1-N结复合层3由P型薄膜层31、I本征层32和N型薄膜层33顺序层叠构成，厚度在5?2000纳米之间。每个P-1-N结复合层中的P型薄膜层和N型薄膜层为硅基掺杂的非晶或微晶P型半导体或N半导体的I本征层同质材料，或是由与I本征层不同质的N型或P型掺杂的非晶或微晶半导体构成；其中的I本征层的厚度为1-1200纳米，P型薄膜层和N型薄膜层的厚度小于I本征层的厚度。
[0016]本发明中的连接层4为半导体材料、透明导电材料、氧化物或金属，厚度为O?1000纳米但不为零。半导体材料包括本征硅或碳化硅；所述透明导电材料包括TCO或ITO ；所述氧化物包括氧化铝或氧化硅；所述金属包括铜或铝。
[0017]本发明中的多个P-1-N结薄膜层主要由高真空条件下的电磁控物理蒸镀、溅射及化学气相沉积工艺制成。
【主权项】
1.一种多层扩展PN结薄膜太阳能电池，包括正电极层和负电极层，其特征在于，在正电极层与负电极层之间设有多个P-1-N结复合层，各P-1-N结复合层之间设有连接层。
2.如权利要求1所述的多层扩展PN结薄膜太阳能电池，其特征在于:所述多个P-1-N结复合层各P-1-N结的P区与N区次序相同，即所有P-1-N结的方向一致。
3.如权利要求1所述的多层扩展PN结薄膜太阳能电池，其特征在于:所述P-1-N结复合层由P型薄膜层、I本征层和N型薄膜层顺序层叠构成，每个P-1-N结复合层中的P型薄膜层和N型薄膜层为硅基掺杂的非晶或微晶P型半导体或N半导体的I本征层同质材料，或是由与I本征层不同质的N型或P型掺杂的非晶或微晶半导体构成；其中的I本征层的厚度为I?1200纳米，P型薄膜层和N型薄膜层的厚度小于I本征层的厚度。
4.如权利要求1所述的多层扩展PN结薄膜太阳能电池，其特征在于:所述P-1-N结复合层的厚度在5?2000纳米之间。
5.如权利要求1所述的多层扩展PN结薄膜太阳能电池，其特征在于:所述连接层为半导体材料、透明导电材料、氧化物或金属，厚度为O?1000纳米但不为零。
6.如权利要求1所述的多层扩展PN结薄膜太阳能电池，其特征在于:所述半导体材料包括本征硅或碳化硅；所述透明导电材料包括TCO或ITO ;所述氧化物包括氧化铝或氧化硅；所述金属包括铜或铝。
【专利摘要】一种多层扩展PN结薄膜太阳能电池，包括正电极层和负电极层，在正电极层与负电极层之间设有多个P-I-N结复合层，各P-I-N结复合层之间设有连接层。其中的P-I-N结复合层由P型薄膜层、I本征层和N型薄膜层顺序层叠构成。本发明是基于硅等普通绿色材料的、高光电转换效率的太阳能薄膜叠层电池，应用前景无限。
【IPC分类】H01L31-076
【公开号】CN104733559
【申请号】CN201310698423
【发明人】宋太伟
【申请人】宋太伟
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年12月18日