[实用新型]一种叠层太阳能电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种叠层太阳能电池。

背景技术

随着经济社会的发展，人们对能源的需求也与日俱增。由于常规化石能源储量有限，污染环境，因此，发展利用新的清洁能源就成为解决常规能源匮乏、环境污染的唯一途径。由于太阳能取之不尽用之不竭，清洁无污染，是未来最理想最可持续的可再生能源。太阳能电池直接将光能转变为电能，是太阳能利用的一种重要方式。

现代真正意义上的太阳能电池起始于1954年美国贝尔实验室，从发现单晶硅PN结光伏效应，到单晶硅太阳能电池的效率达到6％，只用了不到一年的时间，开创了太阳能电池的新纪元。经历了半个世纪的发展，目前单晶硅电池的转换效率已经达到25％，多晶硅电池的转换效率为20.4％，并且技术成熟，已开始大规模量产，如晶体硅太阳能电池占据了光伏市场的80％以上。铜铟镓硒薄膜太阳能电池具有高光吸收系数、高转化效率、可调的禁带宽度、高稳定性、较强的抗辐射能力等优点，目前转换效率已经超过多晶硅电池，达到21.7％，并仍在不断获得新突破，是一种非常有发展潜力的薄膜太阳能电池。

围绕提高太阳能电池的光电转化率，中国专利文献CN 102142484公开了一种多晶硅/铜铟镓硒叠层电池，上电池为铜铟镓硒电池，下电池为多晶硅电池，结合多晶硅电池和铜铟镓硒(Cu(In，Ga)Se₂简称CIGS)电池的特点，对二者进行了叠层，但是采用多晶硅与铜铟镓硒进行叠层存在如下问题：

(1)由于多晶硅内部存在较多的晶界缺陷，减小了少数载流子寿命，影响载流子输运和收集，使得多晶硅电池本身的转换效率没有单晶硅电池高。

(2)CN 102142484中采用ZnO作为多晶硅电池和铜铟镓硒电池的键合层，由于ZnO在高温状态下不稳定，在后续制备铜铟镓硒吸收层时，需要高温环境，会促使ZnO分解及Zn原子向铜铟镓硒层扩散，形成杂质缺陷，影响电池性能。

实用新型内容

为此，本实用新型为了进一步优化太阳能电池组成，提高电池的光电转换效率，本实用新型提供了一种采用单晶硅电池与铜铟镓硒电池进行叠层的电池。

所采用技术方案如下所述：

一种叠层太阳能电池，依次包括底电池、金属键合层、顶电池和设置于所述底电池和顶电池上的电极，所述底电池为单晶硅电池，所述顶电池为铜铟镓硒电池，所述单晶硅电池与所述铜铟镓硒电池之间通过所述金属键合层实现金属键合。

所述的金属键合层为金属Mo膜层。

所述的金属Mo膜层的厚度为0.1～20nm。

所述的金属Mo膜层的厚度为10nm。

所述的铜铟镓硒电池包括CIGS吸收层、CdS缓冲层和窗口层，所述单晶硅电池包括P型层和N+型层，所述金属Mo膜层与所述N+型层及CIG S吸收层进行金属键合。

所述CIGS吸收层的厚度为500-3000nm；所述CdS缓冲层的厚度为30～100nm。

所述窗口层包括本征窗口层和导电窗口层，所述本征窗口层厚度为30～100nm，所述导电窗口层厚度为200～1500nm。

所述的电极为Ni/Al电极，其设置于所述单晶硅电池和导电窗口层上，所述电极的厚度为500～4000nm。

本实用新型相对于现有技术具有如下有益效果：

本实用新型所提供的叠层太阳能电池是由单晶硅电池与铜铟镓硒电池进行叠层而成，单晶硅电池的禁带宽度为1.1eV，而铜铟镓硒电池的禁带宽度可以在1.04eV-1.67eV范围内改变，将单晶硅电池作为底电池，大带隙的铜铟镓硒电池作为顶电池，在底电池和顶电池之间设有使二者实现金属键合的金属Mo膜层，所制备的叠层电池可大大拓宽这两种电池对太阳光的吸收波长范围，提高电池转换效率；同时，单晶硅电池作为底电池，长波光生载流子的收集将会更好，叠层电池的效率会更高，本实用新型的光电转换率可比单晶硅单结电池提高5％-20％，且制备工艺简单，有利于生产成本的降低。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为单晶硅太阳能电池结构示意图，图中：1-单晶硅电池，101-P型层，102-N+型层。

图2为单晶硅/CIGS叠层太阳能电池结构示意图。

图中：2-铜铟镓硒电池，201-CIGS吸收层，202-CdS缓冲层，203-本征窗口层，204-导电窗口层，3-金属Mo膜层；4-电极。

具体实施方式