一種引入駐極體結(jié)構(gòu)的高效太陽能電池及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種引入駐極體結(jié)構(gòu)的高效太陽能電池及制備方法，其特征在于在常規(guī)太陽能電池結(jié)構(gòu)中引入駐極體薄層，以增加太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率。引入的駐極體結(jié)構(gòu)為以下四種中任一種：①通過對太陽能電池的表面鈍化減反射薄膜進(jìn)行駐極體化處理，使其具有駐極體功能；②或在太陽能電池表面單獨(dú)沉積駐極體薄層；③或通過在組件封裝中引入具有駐極體性質(zhì)的封裝材料；④或是在太陽能電池或組件制備完成后，通過駐極體化手段處理，在電池或組件中誘導(dǎo)出駐極體薄層。本發(fā)明不僅適用于晶體硅電池，也適用非晶硅薄膜電池、碲化鎘電池、砷化鎵電池、銅銦鎵硒電池、染料敏化電池和有機(jī)電池等其他類型的太陽能電池。
【專利說明】一種引入駐極體結(jié)構(gòu)的高效太陽能電池及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種引入駐極體結(jié)構(gòu)的太陽能電池及其制備方法，屬于新能源領(lǐng)域?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]現(xiàn)今，由于支持人類文明發(fā)展的石化能源的持續(xù)短缺，且對于能源的需求與日俱增，因此如何提供綠色環(huán)保而且可再生的能源，支持人類的可持續(xù)發(fā)展，成為了目前最迫切的問題。在各種替代能源中，太陽光伏發(fā)電是最具有優(yōu)勢的。光伏市場近年來都以超過40%的速度增長，2011年光伏組件產(chǎn)量超過26吉瓦，產(chǎn)值超過3000億。太陽能電池就是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中最核心的部分。
[0003]隨著商業(yè)化太能電池轉(zhuǎn)換效率不斷提高。光生載流子復(fù)合已經(jīng)成為了制約電池光電轉(zhuǎn)換效率的瓶頸。其中表面復(fù)合是造成電池效率損失的主要原因。
[0004]從太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率公式(1-3)可以看出，
【權(quán)利要求】
1.一種弓I入駐極體結(jié)構(gòu)的太陽能電池，其特征在于在常規(guī)太陽能電池結(jié)構(gòu)中弓I入駐極體薄層，以增加太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，其特征在于引入的駐極體薄層為以下四種中任一種: ①通過對太陽能電池的表面鈍化減反射薄膜進(jìn)行駐極體化處理，使其具有駐極體功倉泛; ②或在太陽能電池表面單獨(dú)沉積駐極體薄層； ③或通過在組件封裝中引入具有駐極體性質(zhì)的封裝材料； ④或是在太陽能電池或組件制備完成后，通過駐極體化手段處理，在太陽能電池或組件中誘導(dǎo)出駐極體薄層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池，其特征在于對太陽能電池表面鈍化減反射薄膜進(jìn)行駐極體化處理時(shí)的鈍化減反射材料，是單一的氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化鋁、碳化硅、氧化鉭或氧化鈦介電質(zhì)薄膜，或?yàn)槎鄬颖∧さ膹?fù)合體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池，其特征在于所述薄膜的厚度為2-200納米。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池，其特征在于在組件封裝中引入的駐極體功能封裝材料，是對EVA、PVB, EBA、聚氨酯或硅酮經(jīng)過駐極體化處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池，其特征在于在組件中引入的駐極體薄膜厚度0.1?10毫米。
7.制備如權(quán)利要求1或2所述的電池的方法，其特征在于所述的方法步驟至少包括: ⑴在清洗、擴(kuò)散后的硅片沉積一層或多層薄膜； ⑵硅片表面沉積的薄膜，通過電暈充電、離子注入、粒子束輻照、接觸充電、熱極化方法、光極化方法或非穿透性電子束輻照方法實(shí)施駐極體化結(jié)構(gòu)過程； ⑶進(jìn)行退火處理； 對于組件封裝，采用駐極體封裝材料是對制備好的電池或組件進(jìn)行電暈充電駐極體誘導(dǎo)方法，使介電質(zhì)進(jìn)行駐極體化。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于: a)步驟2所述的實(shí)施駐極體化結(jié)構(gòu)的過程為一種方法單獨(dú)處理或多種方法進(jìn)行駐極體化處理； b)駐極體化處理步驟shi在鈍化層薄膜沉積后的任一道工藝，或在鈍化薄膜沉積后、金屬化電極制作后、邊緣刻蝕后、燒結(jié)后、電池制作完成后或封裝成組件后進(jìn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池的應(yīng)用，其特征在于適用于單晶硅和多晶硅在內(nèi)的晶體硅電池以及非晶硅電池、碲化鎘電池、銅銦鎵硒電池染料敏化電池和有機(jī)太陽能電池。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池的應(yīng)用，其特征在于提高晶體硅電池的開路電壓在5mV以上，提高效率絕對值0.3%以上。
【文檔編號】H01L31/068GK103681889SQ201310732585
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】劉金寧, 劉正新, 孟凡英 申請人:中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所