[发明专利]一种多带隙双面透光太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池，特别是涉及一种多带隙双面透光太阳能电池，属于太阳能电池制造技术领域。

背景技术

目前，太阳能电池的普遍问题是电池制造成本较高而光电转化效率较低。异质结是指由两种不同的材料构成的结，一个良好的异质结要求有小的界面态密度，高的界面态密度会使得异质结的电学性质劣化，由于不同材料的带隙宽度的差异会使界面上产生许多悬挂键，形成电子的定域能级，界面态密度增加，从而影响异质结的载流子输运、光电特性及发光性能等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多带隙双面透光太阳能电池，增加光吸收同时也减小了界面缺陷态密度，从而提高电池性能。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样的，一种多带隙双面透光太阳能电池，其特征在于，该电池包括单晶硅衬底，在所述单晶硅衬底正反两面由内向外依次设有带隙为1.12～1.6eV的第一中间层、带隙为1.6～2.0eV的第二中间层、带隙为2.0～3.0eV的第一透明导电层、带隙>3.0eV的第二透明导电层、栅线电极，所述第一中间层材料为uc-Si:H或者a-Si:H，所述第二中间层材料为非晶硅，非晶硅碳、非晶硅锗中的一种，所述第一透明导电层材料为氧化锌或者硒化锌，所述第二透明导电层材料为氮化镓、碳化硅、氧化锌中的一种。

优选的，所述单晶硅衬底厚度为180～250μm。

优选的，所述单晶硅衬底带隙为1.1～1.12eV。

优选的，所述第一中间层厚度为10cm。

优选的，所述第二中间层厚度为8nm。

优选的，所述栅线电极材料为Ag或者Cu。

优选的，所述栅线电极厚度10～15um。

本发明所提供的技术方案的优点在于，从光入射方向来看，各层带隙依次减小，这样既可以保证有足够多的光进入电池内部，并且增加了光吸收同时，带隙连续变化的各层减小了界面缺陷态密度，从而提高了电池的光电转换效率。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

本发明的电池结构如图1所示，带隙为1.1eV，厚度为180μm的单晶硅衬底1正反两面由内向外依次是带隙为1.12eV，厚度为10cm的第一中间层2，其材料是uc-Si:H、带隙为1.6eV，厚度为8nm的第二中间层3，其材料是非晶硅、带隙为2.0eV的第一透明导电层4，其材料是氧化锌、带隙>3.0eV的第二透明导电层5，其材料是氮化镓、材料为Ag的栅线电极6。

另一个实施例的电池结构是，带隙为1.11eV，厚度为200μm的单晶硅衬底1正反两面由内向外依次是带隙为1.42eV，厚度为10cm的第一中间层2，其材料是uc-Si:H、带隙为1.8eV，厚度为8nm的第二中间层3，其材料是非晶硅碳、带隙为2.6eV的第一透明导电层4，其材料是氧化锌、带隙>3.0eV的第二透明导电层5，其材料是碳化硅、材料为Cu的栅线电极6。

还有一个实施例的电池结构使，带隙为1.12eV，厚度为250μm的单晶硅衬底1正反两面由内向外依次是带隙为1.6eV，厚度为10cm的第一中间层2，其材料是a-Si:H、带隙为2.0eV，厚度为8nm的第二中间层3，其材料是非晶硅锗、带隙为3.0eV的第一透明导电层4，其材料是硒化锌、带隙>3.0eV的第二透明导电层5，其材料是氧化锌、材料为Ag的栅线电极6。

上述实施例的制备过程如下，用1%的HF溶液清洗双面抛光单晶硅衬底1，2分钟内迅速将其装入真空室内；真空室内真空达到10^-5Pa，用原子氢处理单晶硅衬底1约10～20s；以氢气、硅烷为反应气体用PECVD法沉积厚度约10cm的uc-Si:H或者a-Si:H的第一中间层2；以氢气、硅烷、磷烷、甲烷或锗烷为反应气体用PECVD或HWCVD按照沉积非晶硅或非晶硅碳或非晶硅锗薄膜的条件沉积厚度约8nm的第二中间层3；以Zn或ZnSn合金为蒸发源，氧气作为反应气体，向真空室通入8～10sccm的高纯氧气用真空蒸发技术制备符合带隙要求的氧化锌或者硒化锌层为第一透明导电层4；以氢气、硅烷、甲烷为反应气体用PECVD法制备符合要求的碳化硅或以Zn为蒸发源，氧气作为反应气体，向真空室通入约10～20sccm的高纯氧气用真空蒸发技术制备符合带隙要求的氧化锌作为第二透明导电层5；以金属Ag或Cu为蒸发源，采用结合掩膜板的热蒸发技术制备约10～15um厚度的Ag或者Cu栅线电极6。