[发明专利]一种新型晶体硅太阳能电池结构

说明书

技术领域

本发明涉及新能源领域，具体是一种新型晶体硅太阳能电池结构。

背景技术

目前，晶体硅太阳能电池占据了太阳能电池市场的主要份额，获得了广泛的应用，这类电池主要包括单晶硅和多晶硅太阳能电池。由于现有技术中晶体硅太阳能电池的光谱响应范围基本在400nm至1000nm内，含可见光，所以太阳光中紫外及红外光没有被电池充分吸收和转换为电能而浪费，并且红外光所含热能比例大，是一种热辐射、具有热效应，会导致被照射电池的温度显著上升，恶化电池性能。因此，扩展或增强晶体硅太阳能电池吸收太阳光中紫外及红外光，延长电池使用寿命，成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型晶体硅太阳能电池结构，该结构扩展或增强晶体硅太阳能电池吸收太阳光中紫外及红外光，不仅可以提升电池的光电转换效率、充分利用太阳能，还可以减弱由于红外热辐射导致的性能衰减，延长电池的使用寿命。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

一种晶体硅太阳能电池结构，其特征在于：包括依次自下而上相互叠加的P型晶体硅层、N型晶体硅层、减反射膜和透明纳米晶上转换发光材料层，在透明纳米晶上转换发光材料层上设有条形正面银电极，在P型晶体硅层上设有条形分布的铝背场，相邻铝背场之间设有背面银电极；且在所述铝背场上附着有紫外激发发光材料层。

本发明结构的进一步特征在于：

所述条形正面银电极厚度为15～20微米，宽度为80～100微米。

所述透明纳米晶上转换发光材料层的激发光波长高于1000nm，且发射光波长在的可见光波段范围内。其中，透明纳米晶上转换发光材料层的材料为NaYF₄:Yb，Re(Re为Er或Tm)、Y₂O₃:Er，Yb、Y₂O₂S:Yb，Er、BaYF₅:Yb，Er、Gd₂O₃:Yb，Re或CaS:Eu，Sm。

所述减反射膜采取二氧化钛或氮化硅薄膜，其厚度为750～950埃。

所述N型晶体硅层为掺杂磷或砷的单晶硅或多晶硅。

所述P型晶体硅层为掺杂镓或硼的单晶硅或多晶硅。

所述铝背场的厚度为20～25微米。

所述紫外激发发光材料层的激发光波长低于400nm，且发射光波长在紫外激发发光材料层的可见光波段范围内。

所述紫外激发发光材料层所采取的材料为：BaMgAl₁₀O₁₇:Eu，Mn、BaMg₂Al₁₆O₂₇:Eu，Mn、Ba₂Si₃O₈:Eu、Ba₃Si₅O₁₃:Eu、Sr₃MgSi₂O₈:Eu、Sr₂SiO₄:Sm、M₂SiO₄:Eu(M＝Ba或Ca)、Sr₂MgSiO₅:Eu、Ca₈Mg(SiO₄)₄Cl₂:Ce，Eu，Mn、Ba₃Ca₄Mg(SiO₄)₄:Eu，Mn、Ba₃MgSi₂O₈:Eu，Mn、M₂Si₅N₈:Eu(M＝Ca或Sr或Ba)、MAlSiN₃:Eu(M＝Ca或Sr)、β-SiAlON:Eu、CdZnS:Cu、Ba₂ZnS₃:Mn、ZnS:Ag、BaGa₂S₄:Ce，Na、YBO₃:Eu或Y₂O₃:Ln(Ln＝Eu或Tb)

所述背面银电极为条形，其厚度为15～20微米，宽度为2～4毫米。