[实用新型]一种三叠层非晶锗硅薄膜太阳能电池

说明书

技术领域

    本实用新型涉及太阳能电池领域，具体涉及一种三叠层非晶锗硅薄膜太阳能电池。

背景技术

近年来，随着能源的日益短缺，可再生绿色能源的开发和利用越来越引起人们的重视，特别是对太阳能的开发和利用。作为太阳能转换媒介的太阳能电池，特别是基于氢化非晶硅和纳米晶硅的薄膜太阳能电池以其大面积、低成本、易于铺设等优势受到世人的青睐。非晶硅薄膜太阳能电池的用硅量少，更容易降低成本，在硅原材料持续紧张的情况下，薄膜太阳能电池已成为太阳能电池发展的新趋势和新热点。

由于太阳光谱分布较宽，现有的半导体材料只能在一有效波段转换太阳能，所以单结太阳能电池不能充分利用太阳能。例如：申请号为201420184996.1所述的一种具有缓冲层的硅基薄膜太阳能电池，包括衬底层、在衬底层依次叠层设置TCO层、非晶硅P-I-N层和背电极层，所述背电极层包括缓冲层和AL层，所述缓冲层为GZO层和Ag层，其缺点在于该太阳能电池吸收的太阳光光谱范围窄、太阳能利用率较低、光致衰退严重。

实用新型内容

本实用新型目的之一是为了克服技术的不足，提供了一种能够提高电池的入射光量、拓宽电池对太阳光谱响应范围有效提高光电转换效率的三叠层非晶锗硅薄膜太阳能电池。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种三叠层非晶锗硅薄膜太阳能电池，包括基板，所述基板上依次设置TCO层、光电转换层和背电极层，所述光电转换层由三结叠层串联组成，包括P1-I1-N1层、P2-I2-N2层和P3-I3-N3层，所述P1-I1-N1层与TCO层连接，所述P3-I3-N3层与背电极层连接，所述P2-I2-N2层设置在P1-I1-N1层和P3-I3-N3层之间；所述P1-I1-N1层和P2-I2-N2层以及P2-I2-N2层和P3-I3-N3层之间均设有中间层；所述背电极层包括反射层和导电层。

本实用新型通过设置三结叠层电池，大大拓宽了电池对太阳光谱的响应范围，充分利用太阳能，提高光电转换效率，并在相邻两结叠层之间设置中间层，中间层能够将短波光线反射到上层电池，提高上层电池的输出电流，同时透过长波光线，保证下层电池光吸收；反射层能够将部分透过光电转换层的光反射到光电转换层进行再吸收，提高太阳光的利用率，增加电池转换效率。

作为优选，所述中间层为ZnO层，ZnO层为透明层，折射率与硅层材料折射率相差较大，能够将短波光线反射到上层电池，提高上层电池的输出电流，同时透过长波光线，保证下层电池光吸收。

作为优选，所述反射层为GZO层，GZO层能够将部分透过光电转换层的光反射到光电转换层进行再吸收，同时阻止光电转换层中的氢离子向ITO层扩散。

作为优选，所述导电层为ITO层，保证背电极具有较好的导电性，提高电池的短路电流密度。

作为优选，所述TCO层设有陷光结构，减少入射光的反射，增加太阳光在硅片内的有效运动长度。

作为优选，所述TCO层与光电转换层之间设有减反层，减少太阳光的反射，提高入射光量。

作为优选，所述减反层为氮化硅层。

本实用新型具有如下有益效果：本实用新型与现有技术相比，能吸收更宽的太阳光谱，减少了太阳光的反射，增加入射光的利用率和光电转换率。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图中，1-基板；2-TCO层；3-减反层；4-P1-I1-N1层；5-中间层；6-P2-I2-N2层；7-P3-I3-N3层；8-反射层；9-导电层。

具体实施方式

下面将结合附图，通过具体实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例：如图1所示，一种三叠层非晶锗硅薄膜太阳能电池，包括基板1，基板1为透明玻璃，基板1上依次设置TCO层2、光电转换层和背电极层。TCO层2采用掺杂氟的氧化锡或掺杂铝的氧化锌所制成的薄膜材料，在TCO层2设有陷光结构，即通过LPCVD法或MOCVD法在TCO层2表面设置绒面结构，可以减少入射光的反射，增加太阳光在硅片内的有效运动长度。TCO层2与光电转换层之间设有减反层3，减反层3为氮化硅层，能够减少太阳光的反射，提高入射光量。