专利名称：太阳能电池的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能电池的制备方法，尤其涉及硅太阳能电池的制备方法。
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的制备方法。一种太阳能电池的制备方法，其包括以下步骤:步骤a，提供P-N结单元预制体，其包括层叠且接触设置的一第一硅层及一第二硅层，所述P-N结单元预制体具有相对的一第一表面和一第四表面；步骤b，所述P-N结单元预制体的，所述第一表面形成一第一电极层及所述第四表面形成一第二电极层，以形成电池单元预制体；步骤c，沿上述各层的层叠方向切割所述电池单元预制体，得到至少一矩形第一电池单元和多个第二电池单元，每一所述第二电池单元具有一连续的曲面。相较于现有技术，本发明太阳能电池的制备方法有效利用了圆柱形或圆片状的硅原材料，不仅可以制造矩形的太阳能电池，利用圆柱形或圆片状的硅原材料制造了矩形的太阳能电池之后剩余的材料不必废弃掉，也可用作太阳能电池利用，并且用剩余材料制成的太阳能电池中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，进一步提闻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
1.一种太阳能电池的制备方法，其包括以下步骤: 步骤a，提供P-N结单元预制体，其包括层叠且接触设置的一第一硅层及一第二硅层，所述P-N结单元预制体具有相对的一第一表面和一第四表面，所述第一表面为第一硅层远离第二娃层的一表面，所述第四表面为第二娃层远离第一娃层的一表面； 步骤b，所述P-N结单元预制体的，所述第一表面形成一第一电极层及所述第四表面形成一第二电极层，以形成电池单元预制体； 步骤C，沿上述各层的层叠方向切割所述电池单元预制体，得到至少一矩形第一电池单元和多个第二电池单元，每一所述第二电池单元具有一连续的曲面。
2.如权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述每一第二电池单元的曲面与所述每一第二电池单元的所述P-N结的第一表面和第四表面相交，且作为该每一第二电池单元的直接接受外界光线的受光端面。
3.如权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤a中，提供P-N结单元预制体的方法包括:步骤al，提供一圆柱状硅基材；步骤a2，切割所述圆柱状硅基材，形成多个圆片状的娃片；步骤Sa3,对每一娃片进行掺杂形成P-N结预制体单元。
4.如权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤b中，该第一电极层和第二电极层通过导电粘结剂粘结在该第一硅层和第二硅层的表面。
5.如权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤b中，该第一电极层和第二电极层通过真空蒸镀法或磁控溅射法形成于所述第一硅层和第二硅层的表面。
6.如权利要求3所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤c中，圆柱状的所述电池单元预制体中切割出在所述第一表面或第四表面上有最大面积的方形体为矩形第一电池单元，其余的为四个 第二电池单元。
7.如权利要求6所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述第二电池单元包括第一表面、第四表面及连接该第一表面和第四表面的相连接的二侧面，其中一侧面为所述的一个连续的曲面，另一侧面为切割面，所述曲面与切割面相交形成两个间隔的交叉线。
8.如权利要求7所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述切割面为所述第二电池单元的放置面。
9.如权利要求8所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，进一步包括一步骤e，将多个第二电池单元结合在一起形成一太阳能电池。
10.如权利要求9所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤e中，将多个第二电池单元排列于多行多列，且使每一行中的多个第二电池单元串联连接，使每一列中的多个边第二池单元并联连接。
11.如权利要求10所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤e中，使所述每一行中的每个第二电池单元的第二电极层与相邻的第二电池单元的第一电极层接触设置。
12.如权利要求11所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤e中，使所述每一列中的每个第二电池单元的第一电极层与相邻的第二电池单元的第一电极层接触，所述每个第二电池单元的第二电极层与相邻的第二电池单元的第二电极层接触设置。
13.如权利要求12所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤e中，使所述每一列中的相邻两个第二电池单元通过交叉线连接在一起。
14.如权利要求9所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤e中，使每个第二电池单元的连续的曲面拼接在一起构成太阳能电池的受光端面。
15.如权利要求14所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述太阳能电池的受光端面上形成一层减反射层。
16.如权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述每一第二电池单元用作一太阳能电池，所述第一电池单元用作一太阳能电池。
17.如权利要求6所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，进一步包括:步骤f，将多个第一电池单元沿一个方向层叠设置，使每个第一电池单元中的第一电极层与相邻的第一电池单元中的第二电极层相接触；以及，步骤h沿层叠的方向切割所述多个第一电池单元，形成至少一平面结 构，该平面结构的表面平行于该切割方向。
全文摘要
本发明涉及一种太阳能电池的制备方法，其包括以下步骤步骤a，提供P-N结单元预制体，其包括层叠且接触设置的一第一硅层及一第二硅层，所述P-N结单元预制体具有相对的一第一表面和一第四表面；步骤b，所述P-N结单元预制体的，所述第一表面形成一第一电极层及所述第四表面形成一第二电极层，以形成电池单元预制体；步骤c，沿上述各层的层叠方向切割所述电池单元预制体，得到至少一矩形第一电池单元和多个第二电池单元，每一所述第二电池单元具有一连续的曲面。本发明太阳能电池的制备方法有效利用原材料，并且制备得到的太阳能电池的光电转换效率高。
文档编号H01L31/18GK103187476SQ20111045013
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