[实用新型]一种下转换减反膜晶体硅太阳能电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种下转换减反膜晶体硅太阳能电池。

背景技术

太阳能电池是一种将太阳能转换为电能的半导体器件，其转换效率的高低直接影响到太阳能电池的制造成本和档次。影响太阳能电池转换效率的因素很多，如载流子的收集能力、太阳光子的利用率、载流子的复合速率等，其中太阳光子的利用率是一个重要因素。太阳光子从外界照射到太阳能电池表面，一部分被反射，一部分发热消耗，一部分被太阳能电池吸收转换为载流子，而转换为载流子的这部分太阳光子才是和转换效率直接相关的。因此，通过降低电池片表面反射率、改变太阳能电池衬底材料的禁带宽度等措施可以提升太阳光子的利用率。

由于反射率的降低幅度有限，加上反射率下降可能伴随载流子复合速率的提高，对转换效率的提升空间不够；衬底材料以Si材料为主，开发新衬底材料的难度很大。因此，如何设计一种新的太阳能电池，使得太阳光子的利用率和电池的转换效率均大大提升成为研究者关注的重点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种能提高钝化效果、降低表面复合，提高太阳光子的利用率和电池的转换效率的下转换减反膜晶体硅太阳能电池。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种下转换减反膜晶体硅太阳能电池，所述晶体硅太阳能电池从下往上依次包括Ag背电极、Al背场、P型硅、N+层、下转换减反膜和Ag正电极，Al背场、P型硅、N+层和下转换减反膜为层叠式设置，Ag正电极穿过下转换减反膜与N+层相接触；下转换减反膜包括上层的下转换SiNx层、下层的二氧化硅层或高折射率SiNx层；下层的二氧化硅层或高折射率SiNx层位于下转换SiNx层与N+层之间，下转换SiNx层中均匀分布下转换材料。

作为上述方案的改进，所述下转换材料为铕或铽材料。

作为上述方案的改进，所述下转换SiNx层中下转换材料的质量分数为0.01-0.1％。

作为上述方案的改进，所述二氧化硅层的厚度为5-15nm，折射率1.4-1.6。

作为上述方案的改进，所述下转换SiNx层的厚度为60-75nm，折射率2.0-2.15。

作为上述方案的改进，所述高折射率SiNx层的折射率为2.25-2.35，厚度为10-20nm。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：将下转换减反膜设计为两层，下层的二氧化硅层或高折射率SiNx层和硅材料的N+层接触，具有提高钝化效果，降低表面复合的优点；上层下转换SiNx层可以降低反射率，将不可用的紫外线等短波光子转换为可利用的长波光子，大大提高太阳光子的利用率；下转换减反膜的设计提高了太阳光子的利用率和电池的转换效率。

附图说明

图1是本实用新型的一种下转换减反膜晶体硅太阳能电池示意图1；

图2是本实用新型的一种下转换减反膜晶体硅太阳能电池示意图2。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

如图1和图2所示，本实用新型的一种下转换减反膜晶体硅太阳能电池，所述晶体硅太阳能电池从下往上依次包括Ag背电极1、Al背场2、P型硅3、N+层4、下转换减反膜5和Ag正电极6，Al背场2、P型硅3、N+层4和下转换减反膜5为层叠式设置，Ag正电极6穿过下转换减反膜7与N+层4相接触；下转换减反膜5包括上层的下转换SiNx层51、下层的二氧化硅层52或高折射率SiNx层53；下层的二氧化硅层52或高折射率SiNx层53位于下转换SiNx层51与N+层4之间，下转换SiNx层51中均匀分布下转换材料。

下转换材料为铕或铽材料，铕或铽材料为优异的稀土下转换光致发光材料，其光致发光性能差异不大，可以将小于400nm的太阳光子转换为长波的绿光或蓝光。

下转换SiNx层51中下转换材料的质量分数为0.01-0.1％。下转换材料的质量分数不宜过高，过高一方面很难分散均匀，另外会影响SiNx的折射率，降低其钝化和降低反射率的效果。

二氧化硅层52的厚度为5-15nm，折射率1.4-1.6；下转换SiNx层51的厚度为60-75nm，折射率2.0-2.15；高折射率SiNx层53的折射率为2.25-2.35，厚度为10-20nm。