[实用新型]一种PERC太阳能电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种PERC太阳能电池，属于太阳能电池技术领域。

背景技术

常规的化石燃料日益消耗殆尽，在现有的可持续能源中，太阳能无疑是一种最清洁、最普遍和最有潜力的替代能源。太阳能发电装置又称为太阳能电池或光伏电池，可以将太阳能直接转换成电能，其发电原理是基于半导体PN结的光生伏特效应。随着科技的发展，出现了局部接触背钝化（PERC）太阳能电池，这是新开发出来的一种高效太阳能电池，得到了业界的广泛关注。其核心是在硅片的背光面用氧化铝或者氧化硅薄膜(5~100纳米)覆盖，以起到钝化表面，提高长波响应的作用，从而提升电池的转换效率。但是，氧化铝或者氧化硅不导电，因此需要对该薄膜局部开口，以便于铝金属与硅片背表面接触，收集电流。另外，铝金属(通常是铝浆)，在高温烧结过程中，会破坏氧化铝或者氧化硅的钝化作用，因此通常要在氧化铝或者氧化硅薄膜上再覆盖氮化硅薄膜，起到保护作用。现有的PERC太阳能电池的制备方法主要包括如下步骤：制绒、扩散、背抛光、刻蚀和去杂质玻璃、背面沉积氧化铝或氧化硅薄膜、沉积氮化硅保护膜、正面沉积氮化硅减反射层、背面局部开口、丝网印刷正背面金属浆料、烧结，即可得到太阳能电池。

另一方面，众所周知的，作为太阳能电池基本材料的硅，其对光的吸收有两个特性：1) 波长越短，光吸收系数越高，被全部吸收所需要的深度越浅；波长越长，光吸收系数越高，被全部吸收所需的深度越深。所以要尽可能地吸收长波光，必须要使得光在硅中的行走路程尽可能地长；2) 硅的本征吸收截止波长为1140纳米，也就是说，在此波长以上不能被吸收转换成电。因此，为了尽可能地利用长波的光，局部接触背钝化电池(PERC)技术应运而生。其特点有两个：1) 在硅片的背光面用氧化铝或者氧化硅薄膜(5~100纳米)覆盖，以起到钝化表面，提升太阳电池开路电压的作用；2) 背光面做成反射率更高的光面，这样在硅片内没有来得及吸收的长波光被反射回体内再次吸收，从而提高了长波(波长900~1140纳米)响应的作用，提升电池的短路电流。

然而，现有的PERC太阳能电池都是采用硅材料，因此现有的PERC太阳能电池只能在硅的截止波长以内提升光的吸收率，对截止波长以外的部分无能为力。

发明内容

本实用新型的发明目的是提供一种PERC太阳能电池。

为达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：一种PERC太阳能电池，包括具有PN结的硅片层，以及依次设于硅片层背面的钝化层、氮化硅薄膜层和铝金属层；所述硅片层和钝化层之间设有锗硅合金层；所述锗硅合金层的厚度为1~50微米。

上文中，所述锗硅合金层是现有技术。锗是与硅同属第四主族的半导体材料，其特点是：1) 结构与性质和硅相近；2) 禁带宽度为0.66eV，小于硅的1.12eV，锗的截止波长达到1870纳米，远远超过硅的1140纳米，因而可吸收更宽范围的光波；3) 在同样的光波长条件下，锗的吸收系数比硅高约10倍。也就是要吸收同样的光，锗的厚度更薄。锗与硅可按照一定比例互溶，形成锗硅合金。锗硅合金的截止波长介于纯硅与纯锗之间，与两者的比例直接相关。在上述锗硅合金层中，锗的百分比为0.1~99.9%。

优选的，所述硅片层和锗硅合金层的厚度比为2~50：1。

上述技术方案中，所述钝化层为氧化铝薄膜层或氧化硅薄膜层。

上述技术方案中，所述钝化层的厚度为5~100纳米。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1、本实用新型开发了一种新结构的PERC太阳能电池，通过在硅片层和钝化层之间设有锗硅合金层，拓宽了局部背钝化电池的光吸收波长范围，进一步提高局部背钝化电池的转换效率；

2、本实用新型采用的锗硅合金层性质稳定，且性能与纯硅接近，不会带来杂质或界面复合，因而不会影响电池转换效率的提升。

3、本实用新型的结构简单，成本较低，适于推广应用。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的结构示意图。

其中：1、硅片层；2、钝化层；3、氮化硅薄膜层；4、铝金属层；5、锗硅合金层。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型进一步描述。

实施例一：

参见图1所示，一种PERC太阳能电池，包括具有PN结的硅片层1，以及依次设于硅片层背面的钝化层2、氮化硅薄膜层3和铝金属层4；所述硅片层和钝化层之间设有锗硅合金层5；所述锗硅合金层的厚度为10微米。

所述硅片层的厚度为300微米。

所述钝化层为氧化铝薄膜层。所述钝化层的厚度为50纳米。