[发明专利]一种太阳能电池及其芯片和该芯片的制备方法

说明书

本发明公开了一种太阳能电池及其芯片和该芯片的制备方法，属于太阳能电池技术领域。本发明的太阳能电池芯片包括导热基板以及集成于导热基板上的多个不同禁带宽度的太阳能电池芯片，所述的太阳能电池芯片包括非导电散热陶瓷基板及固定于非导电散热陶瓷基板上的源区结构。其制备方法为：在衬底表面向上外延源区结构，在源区结构表面依次制备透明电极、增透膜、光刻胶和金属片，利用激光剥离工艺剥离出衬底，将芯片焊接到非导电陶瓷基板上，然后去除光刻胶和金属片，并将不同禁带宽度的芯片集成至同一导热基板上。采用本发明的方法制备所得太阳能电池芯片可以对多段太阳能光谱进行吸收，从而能够有效提高太阳光的利用率及太阳能电池的光电转换效率。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，更具体地说，涉及一种太阳能电池及其芯片和该芯片的制备方法。

背景技术

当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。欧洲一些高水平的核研究机构也开始转向可再生能源。在国际光伏市场巨大潜力的推动下，各国的太阳能电池制造业争相投入巨资，扩大生产，以争一席之地。

太阳能电池是一种将太阳光转换为电能的半导体光电器件，其基本原理是利用半导体技术制造出PN结，大于半导体禁带宽度的太阳光被电池吸收，激发光生载流子，在PN结的内建势场作用下，光生电子和空穴分离，向相反方向分别运动到N型侧及P型侧，形成光生电压，经过电极引出后在负载电路上形成光生电流。

目前，在太阳能电池领域主要是以硅基太阳能电池、薄膜太阳能电池、有机材料太阳能电池等为主。但目前硅基太阳能电池的光电效率普遍较低(20％左右)，薄膜太阳能电池的光电效率虽然较高(＞30％)，但是其在实现产业化方面还存在一定的距离。特别是量子点的太阳能电池，虽然大大增加了光电效率，但其在寿命以及稳定性方面还存在一定的问题。另外，由于直接带隙半导体的禁带宽度可调节范围很少，因此一种材料系的太阳能电池仅能吸收太阳光光谱中很少的一部分，从而导致太阳光的利用率较低。

中国专利申请号为：200810226677.1，申请日为：2008年11月19日的申请案公开了一种半导体p-i-n结太阳能电池外延片及其制备方法，该申请案的半导体p-i-n结太阳能电池外延片，包括：一衬底，该衬底用于在其上进行InxGa1-xN材料外延生长；一InxGa1-xN材料模板，该InxGa1-xN材料模板外延生长在衬底上；一纳米柱阵列，该纳米柱阵列加工形成于InxGa1-xN材料模板上；一半导体太阳能电池p-i-n结构，该p-i-n结构外延生长在纳米柱阵列的侧壁、顶部及纳米柱之间的材料模板表面。该申请案通过将太阳能电池结构引入到纳米柱阵列中，在纳米柱阵列表面外延生长太阳能电池结构，即用纳米加工技术先制作纳米柱阵列，然后在纳米柱的侧面、顶部及纳米柱之间的材料模板表面上外延生长太阳能电池的p-i-n结构，从而在一定程度可以增加单位芯片上光电转换区的面积，提高太阳能电池的光电转换效率。但采用该申请案的方法制备所得太阳能电池仍然受可吸收太阳光波段的限制，从而导致其光电转换效率仍有待进一步提高。

综上所述，研究制备出一种可吸收不同波段太阳光，光电效率高，且可进行产业化应用的太阳能电池芯片具有重要的意义，也是太阳能电池制备中的一个重要难点。

发明内容

1.发明要解决的技术问题