[发明专利]一种晶体硅太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明涉及太阳能电池领域，具体公开了一种晶体硅太阳能电池及其制备方法，该方法包括：(1)在晶体硅衬底正面形成晶体硅发射结、然后依次沉积含第一硅量子点的硅化物层与硅化物层形成的交替结构、透明导电薄膜以及金属正电极；(2)在晶体硅衬底反面形成晶体硅背场、然后依次沉积含第二硅量子点的硅化物层与硅化物层形成的交替结构、透明导电薄膜以及金属背电极。本发明提供的方法有效提高了晶体硅太阳能电池的光生电流和开路电压且制备工艺简单易行。

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，具体地，涉及一种晶体硅太阳能电池和一种晶体硅太阳能电池的制备方法。

背景技术

随着光伏产业的迅猛发展，晶体硅太阳能电池在当前大规模产业化应用上占据了绝对主导地位，约占应用市场总体的90％以上份额，其余则是非晶硅薄膜电池、铜铟镓硒(CIGS)、碲化镉(CdTe)等薄膜电池。

然而，晶体硅太阳能电池在产业化应用上的转换效率虽然在过去十多年取得了很大的进步和提高，但总体来说，其转化效率离当前所能达到的25％左右的实验室转换效率还有很大差距，更是无法突破Shockle和Queisser曾于1961年通过理论计算得出的单一带隙太阳电池31％的最大热力学极限效率。为此，研究人员通过理论研究和科学实验努力寻找解决晶体硅太阳能电池转换效率较低的问题，经过近几十年的研究和摸索发现量子点在太阳电池中的应用有助于提高其转换效率，存在着广阔的发展空间和应用前景。

量子点太阳电池，被称为第三代太阳能光伏电池，也是目前光伏电池研发领域最新、最前沿的太阳电池之一。量子点太阳能电池一般是将量子点镶嵌在太阳能电池片的半导体薄膜中，利用量子点的光电特性能够大幅提高光伏电池的光电转换效率。

CN202384349U公开了一种硅基异质结太阳能电池，其公开的太阳能电池的结构为：所述N型衬底的正面设有量子点结构层(21)，量子点结构层上设有绒面结构层(31)，绒面结构层上设有本征非晶硅层(41)，本征非晶硅层上设有P型非晶硅层(5)，P型非晶硅层上设有透明导电薄膜层(61)，透明导电薄膜层上设有金属正电极(7)；所述N型衬底的背面设有量子点结构层(22)，量子点结构层上设有绒面结构层(32)，绒面结构层上设有本征非晶硅层(42)，本征非晶硅层上设有N型非晶硅层(8)，N型非晶硅层上设有透明导电薄膜层(62)，透明导电薄膜层上设有金属背电极(9)。其公开的量子点结构相对比较单一，不能有效吸收各个波段不同能量的光子，而且由于存在非晶硅薄膜作为异质结和背场，难免会存在光致衰减效应的影响。同时非晶硅由于硅原子的不定形无序排列存在大量的缺陷，不利于电子的有效传输，从而严重影响电池的光电转换性能。

因此，亟需开发一种新的晶体硅太阳能电池，以提高晶体硅太阳能电池的光电转换性能。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术提供的晶体硅太阳能电池光电转换性能较低的缺陷，提供一种光电转换性能好的晶体硅太阳能电池，并且提供一种光电转换性能好的晶体硅太阳能电池的制备方法。

基于上述目的，本发明提供了一种晶体硅太阳能电池，其中，该太阳能电池正面由晶体硅衬底至表面依次包括：晶体硅发射结、含第一硅量子点的硅化物层与硅化物层形成的交替结构、透明导电薄膜以及金属正电极；

该太阳能电池反面由晶体硅衬底至表面依次包括：晶体硅背场、含第二硅量子点的硅化物层与硅化物层形成的交替结构、透明导电薄膜以及金属背电极。

本发明提供了一种晶体硅太阳能电池的制备方法，其中，该方法包括：

(1)在晶体硅衬底正面形成晶体硅发射结、然后依次沉积含第一硅量子点的硅化物层与硅化物层形成的交替结构、透明导电薄膜以及金属正电极；

(2)在晶体硅衬底反面形成晶体硅背场、然后依次沉积含第二硅量子点的硅化物层与硅化物层形成的交替结构、透明导电薄膜以及金属背电极。

本发明还提供了上述方法制得的晶体硅太阳能电池。