低成本高效石墨烯硅太阳电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及太阳能电池领域，特别是涉及一种低成本高效石墨烯硅太阳电池。
【背景技术】
[0002]目前商业化单晶硅太阳电池在19%、多晶硅太阳电池在17.6%左右。由于传统晶体硅太阳电池发射区和发射区电极均位于电池正面，栅线阻挡了部分阳光(约为8%)，电池的转换效率相应会损失。目前提出的减少正面遮光面积提高效率的技术如美国sunpower等公司的全背接触晶硅太阳能电池技术(IBC电池)、荷兰能源研宄院(ECN)的金属穿孔背接触技术(MWT)分别可使电池转换效率突破24%和18%，但是前者是N型单晶硅电池技术，成本昂贵，后者虽为P型多晶硅电池技术，但依旧还有约5%的遮光，同时该两种技术均工艺复杂、设备昂贵，目前国内仍旧无法得到大面积推广。
[0003]石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面片状结构的新材料，具有优异的载流子迀移率(常温下电子迀移率超过15000 cm2/V*s,远远超过电子在一般导体中的运动速度)且厚度很薄，在理论上有望避开高透明性与高导电性是互为相反的性质，成为最优的透明导电膜，被认为是目前商业广泛应用的ITO薄膜的替代材料。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低成本高效石墨烯硅太阳电池，采用石墨烯透明导电膜为电池正面电极的太阳电池，有效受光面积可达到100%。
[0005]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:低成本高效石墨烯硅太阳电池，它由上而下依次包括:柔性前面板、第一防护薄膜、太阳电池组件、第二防护薄膜和太阳能电池背板膜。
[0006]所述的太阳电池组件由上而下依次包括:作为正面电极的石墨烯透明导电薄膜、氮化硅薄层、N型硅薄层、P型硅基体和背面电极。
[0007]所述的背面电极为Al电极。
[0008]所述的氮化硅薄层为Si3N4薄膜。
[0009]它还包括合金层，在P型硅基体和背面电极之间形成有合金层。
[0010]所述的第一防护薄膜为用于耐候、防雾滴和保温的透明EVA薄膜。
[0011]所述的第二防护薄膜为用于耐候、防雾滴和保温的透明EVA薄膜。
[0012]所述的太阳能电池背板膜为TPT薄膜。
[0013]本实用新型的有益效果是:本实用新型采用石墨烯透明导电膜为电池正面电极，有效受光面积可达到100%，可有效提尚光电转换效率。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型太阳能电池结构图；
[0015]图2为本实用新型太阳电池组件结构图；
[0016]图中，1-石墨稀透明导电薄膜，2-氮化娃薄层，3- N型娃薄层，301-浅结，302-浅结深，4- P型硅基体，5-合金层，6-背面电极，7-柔性前面板，8-第一防护薄膜，9-太阳电池组件，10-第二防护薄膜，11-太阳能电池背板膜，12-互联条，13-汇流条。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
[0018]如图1所示，低成本高效石墨烯硅太阳电池，它由上而下依次包括:柔性前面板7、第一防护薄膜8、太阳电池组件9、第二防护薄膜10和太阳能电池背板膜11。
[0019]太阳电池组件9上设置有互联条12，所述的互联条12可为多个浅结301串联形成的。太阳电池组件9上还设置有汇流条13。
[0020]柔性前面板7可采用柔性玻璃膜，也可采用聚甲基丙烯酸甲酯PMMA。
[0021]所述的第一防护薄膜8可采用用于耐候、防雾滴和保温的透明EVA薄膜。
[0022]所述的第二防护薄膜10可采用用于耐候、防雾滴和保温的透明EVA薄膜。
[0023]所述的太阳能电池背板膜11可采用TPT薄膜。TPT薄膜具有较高的水蒸气阻隔性、电气绝缘性、尺寸稳定性、耐湿热老化性及阻燃性等。
[0024]如图2所示，所述的太阳电池组件9由上而下依次包括:作为正面电极的石墨烯透明导电薄膜1、氮化硅薄层2、N型硅薄层3、P型硅基体4和背面电极6。
[0025]所述的背面电极6可采用Al电极。
[0026]所述的氮化硅薄层2可采用Si3N4薄膜，氮化硅薄层2为减反射膜，形成减反层，光在减反射膜上、下表面反射所产生的光程差，使得两束反射光干涉相消，从而减弱反射，增加透射，从而也提高了光电转换效率。常用的减反射膜材料有Ti02、Sn02、Si02、SiNx, ITO和MgF2等，其厚度一般在60?10nm之间。制备方法可采用化学气相沉积法、等离子化学气相沉积法、喷涂热解法、溅射法、蒸发法等多种。
[0027]N型硅薄层3的上端通过刻蚀形成多个浅结301和浅结深302，氮化硅薄层2设在浅结深302中。
[0028]它还包括合金层5，在P型硅基体4和背面电极6之间形成有合金层5，合金层5为S1-Al合金层。
[0029]太阳电池组件9的制备过程如下:首先，以商业化SCHMID选择性发射极(SE)产线为基础。
[0030]1、对P型硅基体4进行化学腐蚀清洗制绒。
[0031]2、采用？0(:13液态源对基体进行扩散处理，形成N型硅薄层3。
[0032]3、对基体的两边进行刻边处理，去除基体两侧的N型硅薄层3。
[0033]4、在基体的上方进行栅线掩膜。
[0034]5、在N型硅薄层3的上端通过刻蚀形成浅结301。
[0035]6、化学腐蚀去除磷硅玻璃PSG，对基体上下方进行刻边。
[0036]7、在基体的上方沉积氮化硅减反膜。
[0037]8、丝网印刷去除重掺上方氮化硅减反膜，形成氮化硅薄层2。
[0038]9、采用铝浆对基体的背面进行丝网印刷，形成背面电极6和背电场。
[0039]10、在基体的上方涂覆作为正面电极的石墨烯透明导电薄膜I。
[0040]11、烧结，在P型硅基体4和背面电极6之间形成S1-Al合金层5。
[0041]与通过正常选择性发射极(SE)工艺所制备的太阳电池相比，本实用新型的太阳电池，用丝网印刷腐蚀部分氮化硅薄膜替代了正电极的印刷，采用石墨烯透明导电膜为太阳电池的正面电极，不需额外增添设备，制备工艺简单，也便于产业化推广。
【主权项】
1.低成本高效石墨烯硅太阳电池，其特征在于:它由上而下依次包括:柔性前面板(7)、第一防护薄膜(8)、太阳电池组件(9)、第二防护薄膜(10)和太阳能电池背板膜(11); 所述的太阳电池组件(9)由上而下依次包括:作为正面电极的石墨烯透明导电薄膜(I)、氮化硅薄层(2)、N型硅薄层(3)、P型硅基体(4)和背面电极(6)。
2.根据权利要求1所述的低成本高效石墨烯硅太阳电池，其特征在于:所述的背面电极(6)为Al电极。
3.根据权利要求1所述的低成本高效石墨烯硅太阳电池，其特征在于:所述的氮化硅薄层(2)为Si3N4薄膜。
4.根据权利要求1所述的低成本高效石墨烯硅太阳电池，其特征在于:它还包括合金层(5 )，在P型硅基体(4)和背面电极(6 )之间形成有合金层(5 )。
5.根据权利要求1所述的低成本高效石墨烯硅太阳电池，其特征在于:所述的第一防护薄膜(8)为用于耐候、防雾滴和保温的透明EVA薄膜。
6.根据权利要求1所述的低成本高效石墨烯硅太阳电池，其特征在于:所述的第二防护薄膜(10)为用于耐候、防雾滴和保温的透明EVA薄膜。
7.根据权利要求1所述的低成本高效石墨烯硅太阳电池，其特征在于:所述的太阳能电池背板膜(11)为TPT薄膜。
【专利摘要】本实用新型公开了一种低成本高效石墨烯硅太阳电池，它由上而下依次包括：柔性前面板（7）、第一防护薄膜（8）、太阳电池组件（9）、第二防护薄膜（10）和太阳能电池背板膜（11）；所述的太阳电池组件（9）由上而下依次包括：作为正面电极的石墨烯透明导电薄膜（1）、氮化硅薄层（2）、N型硅薄层（3）、P型硅基体（4）和背面电极（6）。本实用新型采用石墨烯透明导电膜为电池正面电极，有效受光面积可达到100%，可有效提高光电转换效率。
【IPC分类】H01L31-0224, H01L31-048
【公开号】CN204375767
【申请号】CN201520100925
【发明人】刘兴翀, 魏欣, 魏泽忠
【申请人】成都格莱飞科技股份有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月12日