[实用新型]单晶硅太阳能电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池领域，特别涉及一种单晶硅太阳能电池。

背景技术

太阳能电池利用光电效应将光转换成电能。基本的太阳能电池结构，包括单P-N结、P-I-N/N-I-P结、以及多结结构。典型的单P-N结结构包括：P型掺杂层和N型掺杂层。单P-N结太阳能电池有同质结和异质结两种结构：同质结结构的P型掺杂层和N型掺杂层都由相似材料（材料的能带隙相等）构成，异质结结构包括至少两层具有不同带隙的材料。P-I-N/N-I-P结构包括P型掺杂层、N型掺杂层和夹于P层和N层之间的本征半导体层（未掺杂I层）。多结结构包括具有不同带隙的多个半导体层，所述多个半导体层互相堆叠。

在太阳能电池中，光在P-N结附近被吸收，产生光生电子和光生空穴，所述光生电子和光生空穴扩散进入P-N结并被内建电场分开，光生电子被推进N区，空穴被推进P区。在PN结两侧形成正、负电荷积累，产生光生电动势从而生成穿过所述器件和外部电路系统的电流。

目前，单晶硅太阳能电池由于其较大的光电转换效率得到广泛的生产和应用，单晶硅太阳能电池一般是在P型单晶硅片上掺杂N型离子形成PN结。单晶硅太阳能电池的转换效率受到很多因素的影响，有待进一步的提高。

更多关于单晶硅太阳能电池的制作方法请参考公开号为CN102315327A的中国专利。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是提供一种单晶硅太阳能电池，提高单晶硅太阳能电池的转换效率。

为解决上述问题，本实用新型的技术方案提出了一种单晶硅太阳能电池，包括：基片，所述基片为第一类型单晶片；位于所述基片的上表面的SiGe虚拟衬底；位于所述SiGe虚拟衬底表面的第二类型掺杂层；位于所述第二类型掺杂层表面的抗反射层；位于所述抗反射层表面的第一电极；位于所述基片下表面的第二电极。

可选的，所述基片为N型单晶硅片，则所述第二类型掺杂层为P型层。

可选的，所述基片为P型单晶硅片，则所述第二类型掺杂层为N型层。

可选的，所述SiGe虚拟衬底包括基片表面的Ge含量随厚度逐渐增加的Si_1-xGe_x缓冲层和位于Si_1-xGe_x缓冲层表面的Ge含量稳定的弛豫Si_1-xGe_x层。

可选的，还包括位于SiGe虚拟衬底和第二类型掺杂层之间的本征层。

可选的，所述本征层厚度范围为

可选的，所述第二类型掺杂层中掺杂离子的浓度范围为1E10/cm³~1E20/cm³。

可选的，所述第二类型掺杂层的厚度范围为

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型包括基片上表面的SiGe虚拟衬底、位于所述SiGe虚拟衬底上的第二类型掺杂层，所述第二类型掺杂层为与基片掺杂类型不相同的掺杂层。由于SiGe虚拟衬底及其表面形成的第二类型掺杂层之间晶格失配，在所述第二类型掺杂层内会产生双轴应力，第二类型掺杂层在生长平面内按照SiGe虚拟衬底的晶格外延生长，由于Si的晶格常数小于SiGe，因此，所述第二类型掺杂层在生长平面内受到张应力，而在垂直生长平面的方向上受到压应力，所述第二类型掺杂层内的载流子在第二类型掺杂层内，向第一电极流动的过程中在三维方向内作立体运动，所述双轴应力可以同时提高第二类型掺杂层内电子和空穴的迁移率。从而提高单晶硅太阳能电池中载流子的迁移率，降低载流子的复合率，提高太阳能电池的总的电流密度，提高太阳能电池的转换效率。

进一步的，所述SiGe虚拟衬底包括基片表面的Ge含量随厚度逐渐增加的Si_1-xGe_x缓冲层和位于Si_1-xGe_x缓冲层表面的Ge含量稳定的弛豫Si_1-xGe_x层。所述Ge含量随厚度逐渐增加的Si_1-xGe_x缓冲层能够有效控制位错向上延伸，从而形成位错缺陷较少的弛豫Si_1-xGe_x层，从而在所述SiGe虚拟衬底表面获得高质量的第二类型掺杂层。