[发明专利]用于异质结太阳电池的透明导电层及异质结太阳电池

说明书

本发明提供一种用于异质结太阳电池的透明导电层及异质结太阳电池，所述透明导电层包括：导电聚合物层，所述导电聚合物层包括相对的第一表面及第二表面；一维导电材料，位于所述导电聚合物层相对两表面的至少一表面，或包覆于所述导电聚合物层内部。本发明减少甚至避免了稀有价高的铟元素的使用，可以显著降低生产成本；工艺简单，不需要价高的真空设备，无需高温过程，更适合于异质结电池；同时，本发明的透明导电层的光透过率与现有的氧化铟基薄膜相当，且具有较高的电导率，可以降低金属电极浆料的消耗；相较于现有的氧化铟基薄膜成本更加低廉，机械性能更好，可以广泛应用到柔性器件当中。

技术领域

本发明涉及太阳能电池光伏技术领域，特别是涉及一种用于异质结太阳电池的透明导电层及异质结太阳电池。

背景技术

HIT(Heterojunction with Intrinsic Thin-Layer)电池是一种高效异质结硅基太阳电池，具有超薄本征氢化非晶硅层的异质结晶硅太阳电池，其具备转换效率高，生产成本低等优点。近年来通过对新材料的不断探索以及器件制作工艺的不断优化，HIT电池的转换效率与生产成本进一步降低，已经实现了从实验室走向大规模商业化应用的变迁。传统的HIT电池制备在经过表面织构化后的n型单晶Si片上，从前表面(第一表面)到背表面(第二表面)依次为：金属栅电极、透明氧化物导电薄膜(TCO)、p型非晶硅薄膜层、本征非晶硅薄膜层，表面织构化的n型单晶Si衬底、本征非晶硅薄膜层、n型非晶硅薄膜层、透明氧化物导电薄膜(TCO)，金属栅电极。

TCO薄膜对于电池内部载流子的收集与电池的光电性能起到了极其重要的作用，它既不能透过率过低，直接遮挡入射光，导致电池可以接收到的光子数目大量降低，也不能导电能力太差以至于无法收集到充分的光生载流子，同时又需要保障对电池表面非晶硅薄膜实现有效的钝化以降低表面复合。因此TCO的光学特性、电学特性、稳定性以及与非晶硅薄膜基底的兼容性是影响HIT电池成本与效率的关键因素。目前，HIT电池中最常用的TCO是掺Sn的氧化铟基薄膜(ITO)，另外掺杂其他不同元素形成的氧化铟基透明导电薄膜也被证实可以作为HIT电池中TCO膜层，如：掺Zn的氧化铟基薄膜(IZO)、掺F的氧化铟基薄膜(IFO)、掺H的氧化铟基薄膜(IOH)、掺W的氧化铟基薄膜(IWO)、掺Mo的氧化铟基薄膜(IMO)。但是，作为TCO中关键的铟元素，其储量低，价格昂贵；为了获得高质量的氧化铟基薄膜以实现更高的转换效率，昂贵的反应溅射沉积设备也是必不可少的条件之一，且沉积工艺温度较高。以上因素均使得制备氧化铟基薄膜的成本较高，进一步提升了电池的生产成本。因此，寻找可以替代氧化铟基薄膜的透明电极薄膜材料一直是研究的热点。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于异质结太阳电池的透明导电层及异质结太阳电池，用于解决现有技术中异质结太阳电池中的透明导电层使用铟元素而存在的铟元素价格昂贵、反应溅射沉积设备昂贵、工艺温度高及生产成本高的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于异质结太阳电池的透明导电层，所述透明导电层包括：

导电聚合物层，所述导电聚合物层包括相对的第一表面及第二表面；

一维导电材料，位于所述导电聚合物层相对两表面的至少一表面，或包覆于所述导电聚合物层内部。

优选地，所述导电聚合物层的材料包括聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚苯撑、聚苯撑乙烯、聚双炔及上述任一材料的衍生物中的至少一种。。

优选地，所述导电聚合物层中还掺杂有二甲基亚砜或醇类有机物，以改良所述导电聚合物层的电学性能。

优选地，所述聚合物层中还掺杂有表面活性剂，以改良所述导电聚合物层的表面活性。

优选地，所述一维导电材料包括金属纳米线及金属纳米点中的至少一种。

优选地，至少部分所述一维导电材料之间相互交叠。