[发明专利]太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池，特别是一种高效率新型HIT(Heterostructure withintrinsic Thin film)太阳能电池。

背景技术

随着经济发展以及人口增长，能源的需求越来越巨大，而作为传统能源的石油、煤炭以及水电等资源都是有限的，而且对环境的破坏性很大，CO2含量的增高已经威胁到人类的生存，因此必须大力开发各种新能源以替代传统能源，新能源的种类很多，有核能、风能、生物质能、太阳能等，其中太阳能被认为是最有发展前途的一种新能源。这是一方面太阳能无所不在，只要有太阳照到的地方就有太阳能，而不像风能那样必须在风力较强的地方才能使用。其次是太阳能的取之不尽用之不竭，可利用的资源最为丰富，是唯一能够满足人类发展需要的能源，其他能源的资源都是有限的。

将太阳光转换成为电能的太阳能电池的方法在最近几年发展非常迅速，产生了各种各样的太阳能电池。在各种太阳能电池中，异质节太阳能电池的转换效率比较高，成本适中，被认为是一种有发展前途的太阳能电池，详细说明参考美国专利US2006/0065297，其结构参考附图1，中间层1为N型单晶硅基板，在N型单晶硅基板上用等离子体化学气相沉积法(以下简称PECVD方法)生长一层厚度在3-250m的本征非晶硅薄膜2，然后在上面再生长一层厚度为5nm左右的P型氢化非晶硅薄膜(a-Si:H)材料3，之上再生长一层厚度约100nm的ITO(Indium Tin Oxides，纳米铟锡金属氧化物)材料4，最上面是集电极5，为梳形电极。1的下面也是按照PECVD的方法生长一层厚度5--20m左右的本征非晶硅材料6，之后再生长一层厚度在20nm左右的N型a-Si:H材料，形成BSF(back surface field)结构。然后在N型a-Si:H薄膜层7上再生长ITO薄膜8和梳形电极9，厚度与ITO材料4、集电极5类似。这样就形成了HIT(Heterostructure with intrinsic Thin film)太阳能电池。HIT太阳能电池由于具有单晶硅高电子迁移率和非晶硅的高吸收系数的综合优点，所以转换效率较高。这种电池的转换效率，根据三洋资料，实验室中最高达到23％，模组转换效率达到19％，比普通的多晶硅太阳能电池的15％高不少，而且由于HIT太阳能电池的温度劣化系数只有多晶硅电池的一半，而且双面均可发电，因此在相同面积条件下，每年的发电量可以比多晶硅太阳能电池高35％，因此具有很大市场潜力。但为了进一步的获得更高转换效率，有必要对材料进行稍许变化以增加对太阳光的吸收。中国专利两面光照的HIT太阳能电池(申请号CN200720067732.8)为一种改进型的HIT太阳能电池，详细结构参考图2，其中21为Al金属栅线正电极，22为正面ITO，23为P型a-SiC:H，24为正面i型a-Si，25为N型单晶硅片(Nc-Si)，26为背面的i型a-Si，27为N型a-SiC:H，28为背面ITO层，29为Al金属栅线背电极。该专利的不同点在于采用非晶SiC代替非晶硅层，以获得更高的光吸收。但是非晶SiC属于宽带隙材料，只能吸收非常短波长的光，不能吸收红外光，所以这种改进的效果应该很差。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种具有高转化效率的太阳能电池。

技术方案：本发明公开了一种太阳能电池，包括N型单晶硅材料为基底，在基底一侧依次生长本征非晶硅薄膜、P型氢化非晶硅a-Si:H薄膜以及第一ITO薄膜，在第一ITO薄膜上设置有第一集电极，在基底另一侧依次生长i型GeSi薄膜、N型a-Si:H薄膜以及第二ITO薄膜，在第二ITO薄膜上设置有第二集电极。

本发明中，优选地，所述i型GeSi薄膜为i型非晶GeSi薄膜或者i型的微晶GeSi薄膜。

本发明中，优选地，所述N型单晶硅材料的基底为厚度为150～300μm，电阻率为1Ω·cm，取向为100的晶体硅C-Si。

本发明中，优选地，所述N型a-Si:H薄膜的厚度为3～250nm。

本发明中，优选地，所述P型a-Si:H薄膜厚度为5nm。

本发明中，优选地，所述第一ITO薄膜和第二ITO薄膜厚度为100nm。

本发明中，优选地，所述第一集电极和第二集电极为梳形电极。