[发明专利]太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池，尤其涉及一种基于碳纳米管的太阳能电 池。

背景技术

太阳能是当今最清洁的能源之一，取之不尽、用之不竭。太阳能的利用 方式包括光能-热能转换、光能-电能转换和光能-化学能转换。太阳能电池是 光能-电能转换的典型例子，是利用半导体材料的光生伏特原理制成的。根 据半导体光电转换材料种类不同，太阳能电池可以分为硅基太阳能电池(请 参见太阳能电池及多晶硅的生产，材料与冶金学报，张明杰等，vol6，p33-38 (2007))、砷化镓太阳能电池、有机薄膜太阳能电池等。

目前，太阳能电池以硅基太阳能电池为主。请参阅图1，为现有技术中 的硅基太阳能电池30包含一背电极32、一硅片衬底34、一掺杂硅层36和 一上电极38。在硅基太阳能电池中，作为光电转换的材料的硅片衬底通常 采用单晶硅制成。因此，要获得高转换效率的硅基太阳能电池，就需要制备 出高纯度的单晶硅。所述背电极32设置于所述硅片衬底34的下表面341， 且与该硅片衬底34的下表面341欧姆接触。所述硅片衬底34的上表面343 形成有多个间隔设置的凹孔342。所述掺杂硅层36形成于所述凹孔342的 内表面344，作为光电转换的材料。所述上电极38设置于所述硅片衬底34 的上表面343。为了增加太阳光的透过率，一般采用导电金属网格作为上电 极38。而导电金属都是不透明的材料。为了进一步提高太阳能电池的光电 转换效率，故采用透明的铟锡氧化物层作为上电极38，但由于铟锡氧化物 层的机械和化学耐用性不够好及铟锡氧化物层作上电极38存在电阻阻值分 布不均匀等缺点，导致了现有的太阳能电池的耐用性低，光电转换效率性能 不高。

因此，确有必要提供一种太阳能电池，所得到的太阳能电池具有较高的 光电转换效率、耐用性高、成本低、阻值分布均匀及透光性好。

发明内容

一种太阳能电池包括一背电极、一硅片衬底、一掺杂硅层和一上电极。 所述背电极设置于所述硅片衬底的下表面，且与该硅片衬底表面欧姆接触。 所述硅片衬底的上表面形成有多个间隔设置的凹孔。所述掺杂硅层形成于所 述凹孔的内表面。所述上电极设置于所述硅片衬底的上表面。该上电极包括 一碳纳米管结构。

与现有技术相比较，所述太阳能电池具有以下优点：其一，碳纳米管结 构具有良好的吸收太阳光能力，所得到的太阳能电池具有较高的光电转换效 率；其二，碳纳米管结构具有很好的韧性和机械强度，故，采用碳纳米管结 构作上电极，可以相应的提高太阳能电池的耐用性；其三，由于碳纳米管结 构是采用从碳纳米管阵列中直接拉取获得而制成，易于操作，故所制得的太 阳能电池成本低；其四，由于碳纳米管结构具有较均匀的结构，故，采用碳 纳米管结构作上电极，可使得上电极具有均匀的电阻，从而提高太阳能电池 的性能；其五，碳纳米管结构中相邻的碳纳米管之间具有均匀分布的空隙， 故，采用碳纳米管结构作上电极，可使得上电极对太阳光具有很好的透光性。

附图说明

图1是现有技术中太阳能电池的结构示意图。

图2是本技术方案实施例的太阳能电池的侧视结构示意图。

图3是是图2中的部分有序碳纳米管层III的放大示意图。

图4是本技术方案实施例的太阳能电池的俯视结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图详细说明本技术方案太阳能电池。

请参阅图2及图4，本技术方案实施例提供一种太阳能电池10包括一 背电极12、一硅片衬底14、一掺杂硅层16和一上电极18。所述背电极12 设置于所述硅片衬底14的下表面141，且与其表面欧姆接触。所述硅片衬底 14的上表面143形成有多个间隔设置的凹孔142。所述掺杂硅层16形成于 所述凹孔142的内表面144。所述上电极18设置于所述硅片衬底14的上表 面143。该上电极18包括一碳纳米管结构。

所述太阳能电池10进一步包括多个金属层20，该多个金属层20的材 料为铝或者银。所述多个金属层20分别设置于所述硅片衬底14的上表面143 且与所述上电极18之间形成多个异质结，用以提高所述上电极18与硅片衬 底14的电连接，进而提高所述太阳能电池10的光电转换效率。