异质结太阳能电池的制作方法

本技术涉及太阳能电池制造，尤其涉及一种异质结太阳能电池。

背景技术：

1、对于晶硅电池来说，光电转换效率在电池生产和应用的过程中受到了多种因素的制约，其中光子利用率是影响光电转换效率的主要因素之一。光子照射在电池表面时，一部分被电池基体有效吸收，还有很大一部分被反射、透射和热化损失。效率损失主要来自于高于带隙能量光子的热化损失，以及低于带隙能量光子不能被吸收利用的损失。其中，部分紫外短波光子因所带能量高于硅太阳能电池的禁带宽度，而导致多出的部分能量会以热的形式损失，这不仅造成了短波光子能量损失，产生的热也会对电池的输出功率造成不利影响。这种短波光子的损失效应在异质结电池结构中尤为明显，这是因为标准异质结电池结构中的非晶硅膜层较常规扩散层厚，掺杂非晶硅层和本征非晶硅层的厚度约8-15nm，这导致非晶硅膜层在短波区对的光子吸收率增加，从而到达基体的光子减少，进一步降低光子的有效利用率，影响了电池的最终转换效率。

2、针对以上问题，需要一种有效的解决方案，来提高紫外光区的光子利用率，同时提高异质结太阳能电池的转换效率。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本实用新型提供一种异质结太阳能电池。本实用新型的技术方案如下：

2、一种异质结太阳能电池，其包括晶硅衬底，所述晶硅衬底正面依次沉积有正面本征非晶硅层、n型掺杂层、正面tco层和正面金属电极；所述晶硅衬底背面依次沉积有背面本征非晶硅层、p型掺杂层、背面tco层和背面金属电极，所述正面金属电极中的细栅电极和未被正面金属电极遮挡的正面tco层上面覆盖有复合光学增强膜，所述复合光学增强膜由从下至上依次沉积的含有下转换荧光材料的功能性薄膜、第一减反射和第二减反射层组成。

3、可选地，所述正面本征非晶硅层和背面本征非晶硅层的厚度均为3-15nm，为非晶硅、微晶硅、纳米晶硅、非晶/微晶硅碳、非晶/微晶硅氧材料中的一种或者至少两种的复合膜层。

4、可选地，所述n型掺杂层和p型掺杂层的厚度均为5-25nm，为掺杂型的非晶硅、微晶硅、纳米晶硅、非晶/微晶硅碳、非晶/微晶硅氧材料中的一种或者至少两种的复合膜层；或者为非晶硅、微晶硅、纳米晶硅、非晶/微晶硅碳、非晶/微晶硅氧材料中的一种与非掺杂材料的混合膜层。

5、可选地，所述正面tco层和背面tco层为包含tco薄膜的混合膜层，所述tco薄膜为掺杂的氧化锌、掺杂的氧化铟、fto中的一种或者至少两种的复合膜层。

6、可选地，所述正面金属电极和背面金属电极为银电极、铜电极、银铜电极或铝电极；正面金属电极位于异质结太阳能电池的入光面上，包括细栅电极和主栅电极，或细栅电极和细栅连接点。

7、可选地，所述第一减反射的折射率大于第二减反射层的折射率。

8、可选地，所述第一减反射中含有柱状结构。

9、上述所有可选地技术方案均可任意组合，本实用新型不对一一组合后的结构进行详细说明。

10、借由上述方案，本实用新型通过在异质结太阳能电池中引入复合光学增强膜，并设置复合光学增强膜由从下至上依次沉积的含有下转换荧光材料的功能性薄膜、第一减反射和第二减反射层组成，由于减反射层能有效增强陷光作用，提升光学电流，而含有下转换荧光材料的功能性薄膜，可以将太阳能电池不能利用的短波区的光子转换为与其光谱响应相匹配的光子能量，即吸收400nm以下的光子，转换为400-1100nm的低能光子，促进了电池对太阳光照的吸收利用，提升了异质结太阳能电池的转换效率。此外，还能通过对短波区光子的转换功能，来削弱紫外光对异质结太阳能电池的损伤作用。

11、上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

技术特征：

1.一种异质结太阳能电池，其特征在于，包括晶硅衬底(1)，所述晶硅衬底(1)正面依次沉积有正面本征非晶硅层(2)、n型掺杂层(3)、正面tco层(4)和正面金属电极(5)；所述晶硅衬底(1)背面依次沉积有背面本征非晶硅层(6)、p型掺杂层(7)、背面tco层(8)和背面金属电极(9)，所述正面金属电极(5)中的细栅电极和未被正面金属电极(5)遮挡的正面tco层(4)上面覆盖有复合光学增强膜(10)，所述复合光学增强膜(10)由从下至上依次沉积的含有下转换荧光材料的功能性薄膜(110)、第一减反射(120)和第二减反射层(130)组成。

2.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于，所述正面本征非晶硅层(2)和背面本征非晶硅层(6)的厚度均为3-15nm。

3.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于，所述n型掺杂层(3)和p型掺杂层(7)的厚度均为5-25nm。

4.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于，所述正面tco层(4)和背面tco层(8)为包含tco薄膜的混合膜层。

5.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于，所述正面金属电极(5)和背面金属电极(9)为银电极、铜电极、银铜电极或铝电极；正面金属电极(5)位于异质结太阳能电池的入光面上，包括细栅电极和主栅电极，或细栅电极和细栅连接点。

6.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一减反射(120)的折射率大于第二减反射层(130)的折射率。

7.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一减反射(120)中含有柱状结构。

技术总结
本技术涉及一种异质结太阳能电池，属于太阳能电池制造技术领域。包括晶硅衬底，晶硅衬底正面依次沉积有正面本征非晶硅层、N型掺杂层、正面TCO层和正面金属电极；晶硅衬底背面依次沉积有背面本征非晶硅层、P型掺杂层、背面TCO层和背面金属电极，正面金属电极中的细栅电极和未被金属电极遮挡的正面TCO层上面覆盖有复合光学增强膜，复合光学增强膜由从下至上依次沉积的含有下转换荧光材料的功能性薄膜、第一减反射和第二减反射层组成。通过减反射层的设置能有效增强陷光作用，提升光学电流；又通过含有下转换荧光材料的功能性薄膜，促进了电池对太阳光照的吸收利用，提升了异质结太阳能电池的转换效率。

技术研发人员：鲍少娟,王继磊,杨立友,黄金,任法渊,杨骥,杨文亮,孔青青,李文敏
受保护的技术使用者：晋能光伏技术有限责任公司
技术研发日：20221024
技术公布日：2024/1/11