[发明专利]一种太阳能电池

说明书

一种太阳能电池，透明顶电极的下表面制有与其材质相同的若干条状凸棱，使顶电极局部形成T型结构，凸棱下方的P型非晶硅薄膜、本征非晶硅薄膜、N型非晶硅薄膜、透明导电过渡薄膜下表面向下凸起形成条状鼓包，对应位置的底电极与透明导电过渡薄膜的接触面具有与凸棱一一对应的条状弧形反射面。本发明顶电极深入薄膜内，提高电极对电流的收集能力；电极上后续淀积的薄膜材料形成弧形鼓包，增加了薄膜电池的面积，增加了电池的受光面；金属底电极具有凹面镜结构的背反射面，增加了电池对反射光的利用，从而提高了电池对光的吸收和利用，进一步提高电池的转换效率。

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池，属于太阳能电池技术领域。

背景技术

光子、电子和声子都是能量的载体。太阳能电池作为光电能量转换器件，主要是光子和电子之间相互交换能量，同时有声子参与这个交换过程。这种能量的相互作用主要发生在太阳电池材料表面数微米的范围内，这为制造薄膜太阳电池提供了物理基础。

非晶硅薄膜太阳电池因其可以显著降低硅的使用量，制备工艺温度低等优点，成为了降低太阳电池成本最有吸引力的硅基太阳电池之一。但是，与其它硅基太阳电池相比，非晶硅薄膜太阳电池的转换效率偏低。

一般来说，提高电池性能的方法主要有：采用多结结构，提高电池对不同波长光的吸收；采用不同的电池材料构成异质结电池；采用特形基板，提高电池对光的吸收等。但这些方法对于电池的制备成本的降低和电池性能的提高有限。因此，研发新型薄膜太阳电池对降低电池成本，提高电池性能有重要的意义。

通常薄膜太阳电池的电极都是采用与薄膜平行的方式。该方式制备的薄膜电极，制备方法简单，性能稳定，但是，该方式的电极对电池性能的提高有限。因此，研究新型薄膜太阳电池电极，提高电池对光的吸收和增加电池受光面积有重要的意义。

现在人们生产的主流薄膜太阳能电池的结构如图1 所示，从上而下分别为：绝缘衬底5、透明顶电极1、P 型非晶硅薄膜2 、本征非晶硅薄膜6、N 型非晶硅薄膜3、底电极4。P型非晶硅薄膜2 和本征非晶硅薄膜6叠合连接，本征非晶硅薄膜6和N 型非晶硅薄膜3再叠合连接，构成一个P-i-N 结，顶电极1 和底电极4 分别置于P 型非晶硅薄膜2上端面和N 型非晶硅薄膜3下端面，最终形成一单结非晶硅薄膜太阳能电池。

发明内容

本发明的目的在于：克服上述现有技术的缺陷，提出一种太阳能电池，电池具有更高的光电转换效率，其生产工艺简单易行。

为了达到上述目的，本发明提出的一种太阳能电池，从上至下包括依次连接的透明顶电极、P型非晶硅薄膜、本征非晶硅薄膜、N型非晶硅薄膜、透明导电过渡薄膜、底电极，其特征在于：所述透明顶电极的下表面制有与若干条状透明导电凸棱，使顶电极局部形成T型结构，所述凸棱下方的P型非晶硅薄膜、本征非晶硅薄膜、N型非晶硅薄膜、透明导电过渡薄膜下表面向下凸起形成条状鼓包，对应位置的底电极与透明导电过渡薄膜的接触面具有与凸棱一一对应的条状弧形反射面。

本发明太阳能电池，进一步的改进在于：

1、所述P型非晶硅薄膜、本征非晶硅薄膜、N型非晶硅薄膜、透明导电过渡薄膜的厚度均匀。

2、所述透明顶电极为TCO玻璃，透明顶电极的导电薄膜和透明导电过渡薄膜为掺氟氧化锌或氧化铟硒的薄膜，所述底电极为铝或银材料制成的面状金属电极。

3、所述凸棱的高宽比为1：3～1：2，凸棱之间互相平行，凸棱的间距范围为：1-2um，高度范围为：100-300nm。