一种硅基太阳能电池的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及光伏太阳能电池技术领域，尤其涉及一种硅基太阳能电池。
【背景技术】
[0002]太阳能具有可再生、无污染等优点，是一种极具竞争力的绿色新能源，硅基太阳能电池光伏发电技术被认为是当今最具发展前景的新能源技术。
[0003]硅基太阳能电池为业界常见的一种太阳能电池。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型半导体及及η型半导体，并将P-η两型半导体相接合，如此即可形成ρ-η结面。当太阳光照射到一个ρ-η结构的半导体时，光子所提供的能量可能会把半导体中的电子激发出来产生电子-空穴对。光生空穴流向P区，光生电子流向η区，接通电路后就产生电流，即可构成太阳能电池。
[0004]Si基太阳能电池能带隙Eg为1.12eV(1100nm),理论光转化效率上限为30%左右，而工业化Si基太阳能电池能效仅为15?18%，远远低于理论能效值。其次，太阳光中小于带隙Eg 1.2eV (IlOOnm)的近红外光(1200?2500nm)不仅无法利用，而且还会提高娃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。
[0005]因此，如何更充分、更合理的吸收太阳光，提高硅基太阳能电池的光电转换效率及降低太阳能电池的工作结点温度，是当前硅基太阳能电池研宄领域中的热点问题。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的在于更充分、更合理的吸收太阳光，提高硅基太阳能电池的光电转换效率及降低太阳能电池的工作结点温度提出一种硅基太阳能电池。
[0007]为达此目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0008]一种硅基太阳能电池，其从上到下依次包括N半导体、P-N结合区和P半导体；所述N半导体上设置有电极，所述N半导体的顶部安装有光增益结构；所述光增益结构为半球形、圆锥形、反半球形和反圆锥形一种或两种混合的棱镜光增益结构；所述P半导体的下方有P半导体电极层。
[0009]优选的，所述P半导体电极层底部覆有散热涂层。
[0010]优选的，所述半球形光增益结构的弧度为40-55°。
[0011]进一步优选的，所述半球形光增益结构的弧度为48°。
[0012]优选的，所述圆锥形光增益结构的锥度为10-15°。
[0013]进一步优选的，所述圆锥形光增益结构的锥度为12°。
[0014]本实用新型通过使用半球形、圆锥形、反半球形和反圆锥形一种或两种混合的棱镜光增益结构代替原有的太阳能电池N电极顶部的MgF2玻璃面板，使其更充分、更合理的吸收太阳光，从而提高硅基太阳能电池的光电转换效率和降低太阳能电池的工作结点温度。
【附图说明】
[0015]图1本实用新型的具有半球形光增益结构层的太阳能电池结构示意图。
[0016]图2本实用新型的具有反半球形光增益结构层的太阳能电池结构示意图。
[0017]图3本实用新型的具有反半球形和反圆锥结构光增益结构层的太阳能电池结构示意图。
[0018]图4本实用新型的具有反圆锥形光增益结构层的太阳能电池结构示意图。
[0019]图5本实用新型的具有圆锥形光增益结构层的太阳能电池结构示意图。
[0020]其中:P半导体1、P半导体电极层2、N半导体3、电极4、P_N结合区层5、光增益结构层6、涂层7。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本实用新型的技术方案。
[0022]如图1、图2、图3、图4和图5所示，一种硅基太阳能电池，其从上到下依次包括N半导体3、P-N结合区5和P半导体I ;所述N半导体3上设置有电极4，所述N半导体3的顶部安装有光增益结构6 ;所述光增益结构6为半球形、圆锥形、反半球形和反圆锥形一种或两种混合的棱镜光增益结构；所述P半导体I的下方有P半导体电极层2。
[0023]以上不同的光学增益结构的主要功能有:(I)、增加太阳光照射面积，如球体表面积为4 31 r2，半球表面积为2 31 r2，平面面积π r2。如果圆锥其表面积π rl，I = 2r，同样圆锥表面积为平面面积的2倍。因此，通过上述理论分析设计，使得同样面积上接受太阳光能面积增加I倍；⑵、改变光方向，降低反射，提高光总体利用率。
[0024]优选的，所述P半导体电极层2底部覆有散热涂层7。
[0025]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，从而降低了太阳能电池的光转化效率。通过涂覆有散热涂层，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。
[0026]优选的，所述半球形光增益结构的弧度为40-55°。
[0027]弧度太小或太大，接受太阳光能面积不是很大；而且在改变光方向，降低反射和提高光总体利用率等的作用不是很大，弧度为40-55°的效果较好。
[0028]进一步优选的，所述半球形光增益结构的弧度为48°
[0029]弧度为48°不管是接受太阳光能面积，还是在改变光方向，降低反射和提高光总体利用率都是最好的。
[0030]优选的，所述圆锥形光增益结构的锥度为10-15°。
[0031]锥度太小或太大，接受太阳光能面积不是很大；而且在改变光方向，降低反射和提高光总体利用率等的作用不是很大，锥度为10-15°的效果较好。
[0032]进一步优选的，所述圆锥形光增益结构的锥度为12°。
[0033]锥度为12°的圆锥形光增益结构不管是接受太阳光能面积，还是在改变光方向，降低反射和提高光总体利用率都是最好的。
[0034]以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它【具体实施方式】，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种硅基太阳能电池，其特征在于:其从上到下依次包括N半导体、P-N结合区和P半导体；所述N半导体上设置有电极，所述N半导体的顶部安装有光增益结构；所述光增益结构为半球形、圆锥形、反半球形和反圆锥形一种或两种混合的棱镜光增益结构；所述P半导体的下方有P半导体电极层。2.根据权利要求1所述的硅基太阳能电池，其特征在于:所述P半导体电极层底部覆有散热涂层。3.根据权利要求2所述的硅基太阳能电池，其特征在于:所述半球形光增益结构的弧度为 40-55° ?4.根据权利要求3所述的硅基太阳能电池，其特征在于:所述半球形光增益结构的弧度为48° ?5.根据权利要求4所述的硅基太阳能电池，其特征在于:所述圆锥形光增益结构的锥度为 10-15° ?6.根据权利要求5所述的硅基太阳能电池，其特征在于:所述圆锥形光增益结构的锥度为12°。
【专利摘要】一种硅基太阳能电池，包括P半导体、P半导体电极层、N半导体、N半导体电极层和P-N结合区层；所述N半导体电极层的顶部安装有光增益结构层。本实用新型通过使用光增益结构代替原有的太阳能电池N电极顶部的MgF2玻璃面板，使其更充分、更合理的吸收太阳光，从而提高硅基太阳能电池的光电转换效率和降低太阳能电池的工作结点温度。
【IPC分类】H01L31/054, H01L31/052
【公开号】CN204651335
【申请号】CN201520406705
【发明人】张建生
【申请人】佛山市启正电气有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月12日