[实用新型]一种太阳能电池叠层结构

说明书

本实用新型涉及一种太阳能电池叠层结构，包括依次设置的基底电池层、缓冲层、和叠加层；基底电池层包括朝向叠加层的第一表面，第一表面的部分区域能够与叠加层接触并与叠加层电连接；缓冲层包括与叠加层直接配合的第二表面，第二表面的表面粗糙度小于第一表面的表面粗糙度。太阳能电池叠层结构在保持基底电池层的原有表面结构的基础上，不仅能够保证基底电池层与叠加层之间的电学连接关系，而且降低了太阳能电池叠层结构中与叠加层相配合的表面的粗糙度，从而减小了叠加层的制备难度，改善了叠加层的质量。

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种太阳能电池叠层结构。

背景技术

太阳能电池是一种将光能快速转化为电能的装置，具有结构简单，成本低廉等优点。衡量太阳能电池是否能够大规模商业化的一个重要指标是度电成本，即太阳能电池系统搭建的成本除以太阳能电池有效期内的总发电量，度电成本越低，则越有利于太阳能电池的推广应用。以基于硅的太阳能电池系统为例，其搭建成本包括硅原料成本、拉晶成本、电池制造成本，以及相关的逆变器、边框、接线盒、玻璃和设备折旧等，上述各项成本的下降空间有限，从降低制造成本的方面降低硅电池的度电成本的难度较大。目前，大量的研究课题致力于提高太阳能电池的发电效率，以期增大阳能电池有效期内的总发电量，从而降低太阳能电池系统度电成本，使太阳能电池在目前能源结构中更具有竞争力。然而，目前量产的单结硅电池的光电转换效率(约24％)已经接近理论极限效率(约28％)，很难再有较大的突破。

因此，在原有硅电池的基础上叠加第二片或者第三片宽带隙的太阳能电池就成了大大提升组件效率的重要途径。叠层电池的基本原理是通过组合窄带隙和宽带隙的两片或者多片电池，来减少光电转化过程中的热化损耗，保持高的太阳光利用率，提高电池的开路电压(在没有特殊指明的情况下，两片电池叠加的电池称为双结叠层电池，三片以上叠加的电池称为多结叠层电池)。

通常，在叠层电池中，具有相对较宽的带隙的半导体位于电池的受光面或者顶部，而具有较窄带隙的半导体位于上述宽带隙半导体的下方。在叠层电池中，宽带隙的电池吸收短波长的光，窄带隙的电池依次吸收长波长的光以及透过宽带隙电池的短波长的光。这样，整个电池的热损耗得到了降低，同时光利用率也没有受到任何减损。通过适当的材料组合，双结叠层电池理论上可以实现高达47％的光电转化效率。而且更重要的是，应用叠层太阳能电池可以直接利用现有太阳能电池系统的搭建结构，不产生过多的额外建设成本，有利于大大降低太阳能电池系统的度电成本。

在叠层太阳能电池中，根据相叠加的各个电池间的连接方式，可以将叠层太阳能电池分为两端叠层电池和四端叠层电池。具体讲，两端叠层电池是将不同电池通过隧穿结串联耦合起来，最终只有顶部和底部两套电极；而四端叠层电池则是将不同电池机械的叠在一起，并且分别引出各自的顶电极和底电极。相比于四端叠层电池，两端叠层电池由于拥有较小的光学和电阻损耗，以及简单的线路布置，而成为主流的叠层结构。

但是，两端叠层电池通常具有较大的制备难度。以目前已经进入较大规模应用的硅太阳能电池为例，由于硅是间接带隙半导体，通常需要在硅片表面制作微米级别的粗糙结构(绒面结构)来增强硅对波长800纳米以上的光的吸收，而对于目前多种适合与硅电池叠加的宽带隙电池，其电池本身的厚度也仅为微米级别。硅电池表面粗糙的绒面结构使得在其上耦合加工第二片电池变得十分困难，对于材料生长方法以及可选用的材料种类均产生较多的限制，导致加工制备成本增高，难度增大。而且，硅电池表面的绒面结构上存在大量的凸点和凹点，在材料生长过程中，这些地方很容易出现较大的应力，从而降低生成薄膜的质量，最终降低叠层电池的效率和稳定性。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种太阳能电池叠层结构，目的在于，通过减小配合表面的表面粗糙度，降低在基底电池层上叠加其它电池的难度。

本实用新型所采用的技术方案为：

根据本实用新型的一个方面，提供了一种太阳能电池叠层结构，包括依次设置的基底电池层、缓冲层、和叠加层；