专利名称：太阳能电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能电池，尤其涉及硅太阳能电池。
背景技术：
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。
发明内容
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。一种太阳能电池，其包括:至少一电池单元，每一电池单元包括依次层叠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型硅层接触并在接触区域形成一 P-N结区，其中，所述每一电池单元的与P型硅层与N型硅层相接触的界面相交的表面为受光端面，且所述受光端面为曲面。一种太阳能电池，其包括:至少一电池单元，每一电池单元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、一第二表面及连接该第一表面和该第二表面的一侧面，所述第一表面为所述第一电极层远离P型硅层的表面，所述第二表面为所述第二电极层远离N型硅层的表面，所述侧面的至少一部分为曲面，且该曲面为该太阳能电池直接接受光线入射的受光端面。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，受光端面为曲面，因此接受太阳光的面积更大了，相对于平面的受光端面可以更广泛的接受不同方向的光，进一步提高太阳能电池的光电转换效率。
图1为现有技术中的太阳能电池的结构示意图。图2为本发明第一实施例提供的太阳能电池的制备方法的流程图。图3为图2所示流程图的子流程图。图4为图2所示流程图的一个步骤的示意图。图5为本发明第一实施例提供的一种太阳能电池的结构示意图。图6为本发明第一实施例提供的另一种太阳能电池的结构示意图。图7为本发明第一实施例提供的又一种太阳能电池的结构示意图。图8为本发明第一实施例提供的又一种太阳能电池的结构示意图。图9为本发明第二实施例提供的太阳能电池的制备方法的部分示意图。图10为本发明第二实施例提供的太阳能电池的结构示意图。图11为本发明第二实施例提供的太阳能电池组的结构示意图。图12为本发明第三实施例提供的太阳能电池的制备方法的流程图。图13为本发明第三实施例提供的太阳能电池组的结构示意图。图14为本发明第四实施例提供的太阳能电池的制备方法的流程图。图15为本发明第四实施例提供的太阳能电池组的结构示意图。主要元件符号说明
权利要求
1.一种太阳能电池，其包括:至少一电池单元，每一电池单元包括依次层叠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型硅层接触并在接触区域形成一 P-N结区，其特征在于，所述每一电池单元具有一表面与所述P型硅层与N型硅层的接触面相交作为受光端面，且所述受光端面为曲面。
2.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述至少一电池单元的个数为一。
3.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述每一电池单元中所述P型硅层具有相对的一第一表面和一第二表面，该N型娃层具有相对的一第三表面和一第四表面,该第一电极层设置在该P型娃层的第一表面，并与该P型娃层电接触，该第二电极层设置在该N型硅层的第四表面，并与该N型硅层电接触，该P型硅层的第二表面与该N型硅层的第三表面相接触形成所述P-N结区。
4.如权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于，该P型硅层进一步具有连接整个所述第一表面和第二表面的一侧面，该P型硅层侧面的至少一部分为曲面，该N型硅层进一步具有连接整个所述第三表面和第四表面的一侧面，该N型硅层侧面的至少一部分为曲面，所述P型硅层侧面的曲面部分与所述N型硅层侧面的曲面部分相对应结合在一起共同构成所述受光端面。
5.如权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于，该P型硅层进一步具有连接整个所述第一表面和第二表面的相连接的一第一侧面和一第二侧面，该第一侧面为曲面，该N型硅层进一步具有连接整个所述第三表面和第四表面的相连接的一第三侧面和一第四侧面，该第三侧面为曲面，所述第一侧面和第三侧面并接在一起构成所述受光端面。
6.如权利要求5所述的太阳能电池，其特征在于，所述第二侧面和所述第四侧面均为一平面，该第二侧面和第四侧面并接在一起构成一所述电池单元的放置面。
7.如权利要求5所述的太阳能电池，其特征在于，所述受光端面为圆弧面。
8.如权利要求3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型硅层的第四表面的金属材料层，该`第一电极层为整体覆盖该P型娃层的第一表面的金属材料层。
9.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。
10.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述每一电池单元通过所述受光端面暴露出所述P型硅层和所述N型硅层。
11.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述至少一电池单元的个数为多个，所述多个电池单元分布于至少一行构成至少一电池组，且在每一行中的多个电池单元串联设置形成一电池组。
12.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述至少一电池组为多个，所述多个电池单元分布于至少一列构成至少一电池组，且在每一列中的多个电池单元并联设置形成一电池组。
13.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述至少一电池单元的个数为多个，所述多个电池单元分布于多行多列，且在每一行中的多个电池单元串联设置，在每一列中的多个电池单元并联设置。
14.如权利要求12所述的太阳能电池，其特征在于，所述多个电池单元排列成多列时，共同构成一个太阳能电池的曲面的受光端面。
15.如权利要求11或13所述的太阳能电池，其特征在于，所述每一行中，所述每个太阳能电池单元的第二电极层与相邻的太阳能电池单元的第一电极层接触。
16.如权利要求12或13所述的太阳能电池，其特征在于，所述每一列中，所述每个太阳能电池单元的第一电极层与相邻的太阳能电池单元的第一电极层接触，所述每个太阳能电池单元的第二电极层与相邻的太阳能电池单元的第二电极层接触。
17.如权利要求12或13所述的太阳能电池，其特征在于，每一电池单元中所述P型娃层具有相对的一第一表面和一第二表面，该N型娃层具有相对的一第三表面和一第四表面，该第一电极层设置在该P型娃层的第一表面，并与该P型娃层电接触，该第二电极层设置在该N型硅层的第四表面，并与该N型硅层电接触，该P型硅层的第二表面与该N型硅层的第三表面相接触形成所述P-N结区。
18.如权利要求17所述的太阳能电池，其特征在于，该P型硅层进一步具有连接整个所述第一表面和第二表面的相连接的一第一侧面和一第二侧面，该第一侧面为曲面，该N型硅层进一步具有连接整个所述第三表面和第四表面的相连接的一第三侧面和一第四侧面，该第三侧面为曲面，所述第一侧面和第三侧面并接在一起构成所述受光端面。
19.如权利要求18所述的太阳能电池，其特征在于，所述第二侧面和所述第四侧面均为一平面，该第二侧面和第四侧面并接在一起构成一所述电池单元的放置面。
20.如权利要求18所述的太阳能电池，其特征在于，所述受光端面为圆弧面。
21.如权利要求18所述的太阳能电池，其特征在于，该P型硅层的第一侧面和第二侧面相交叉形成两交叉线，该N型硅层的第三侧面和第四侧面相交叉形成两交叉线，所述每一列中所述每个太阳能电池单元 与相邻的太阳能电池单元通过交叉线连接在一起。
22.如权利要求11至13项中的任意一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述每个太阳能电池单元的受光端面共同构成该太阳能电池直接接受光线入射的受光端面。
23.—种太阳能电池，其包括:至少一电池单元，每一电池单元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、一第二表面及连接该第一表面和该第二表面的一侧面，所述第一表面为所述第一电极层远离P型硅层的表面，所述第二表面为所述第二电极层远离N型硅层的表面，所述侧面的至少一部分为曲面，且该曲面为该太阳能电池直接接受光线入射的受光端面。
全文摘要
本发明涉及一种太阳能电池，其包括至少一电池单元，每一电池单元包括依次层叠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型硅层接触并在接触区域形成一P-N结区，其中，所述每一电池单元的与P型硅层与N型硅层相接触的界面相交的表面为受光端面，且所述受光端面为曲面。本发明太阳能电池的光电转换效率高。
文档编号H01L31/0236GK103187456SQ20111045009
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者金元浩, 李群庆, 范守善 申请人:清华大学, 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司