[发明专利]一种高光电转换效率太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种高光电转换效率太阳能电池，其特征在于，包括：

一P型掺杂半导体衬底，所述P型掺杂半导体衬底具有一第一表面以及与该第一表面相对的一第二表面；

一背电极，所述背电极设置于第一表面，并与该第一表面欧姆接触；

一第一凸锥型结构，所述第一凸锥型结构通过图形化处理在所述第二表面形成；所述第一凸锥型结构包括均匀分布的多个凸锥；

一N型扩散层，所述N型扩散层通过在所述第一凸锥型结构表面进行磷扩散形成；

一透明栅电极，所述透明栅电极由导电透明材料制成，设置于N型扩散层上方，并与N型扩散层欧姆接触；

一透明减反层，由透明材料制成；所述透明减反层上刻蚀有正电极窗口区，所述正电极窗口区底部与透明栅电极上表层连通，所述正电极窗口区设置有正电极，所述正电极与透明栅电极欧姆接触；所述透明减反层上表面刻蚀有微纳聚光透镜，所述微纳聚光透镜为第二凸锥型结构。

2.根据权利要求1所述的高光电转换效率太阳能电池，其特征在于，所述透明栅电极为铟锡氧化物、氟锡氧化物或石墨烯的一种或多种合成材料，厚度为120～240纳米。

3.根据权利要求1所述的高光电转换效率太阳能电池，其特征在于，所述透明减反层的材质为氮化硅、二氧化硅或三氧化二铝，厚度为15～20微米。

4.根据权利要求2-3任一项所述的高光电转换效率太阳能电池，其特征在于，所述第二凸锥型结构包括均匀分布的多个凸锥，所述凸锥底面宽为2～3微米，高度为1～2微米，凸锥与凸锥的间距为0.2～0.5微米。

5.根据权利要求4所述的高光电转换效率太阳能电池，其特征在于，所述微纳聚光透镜的凸锥的上表面为一个近似球面，所述近似球面的弧度为2.5～3.5rad。

6.根据权利要求1所述的高光电转换效率太阳能电池，其特征在于，所述P型掺杂半导体衬底为单晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化镓、铝铟磷、硫化镉或锑化镉材料中的一种。

7.一种高光电转换效率太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）用光刻、干法或湿法刻蚀工艺对P型掺杂半导体衬底进行一次图形化处理，形成第一凸锥型结构，所述第一凸锥型结构包括均匀分布的多个凸锥，所述凸锥底面宽为2～3微米，高度为1～2微米，凸锥与凸锥的间距为0.2～0.5微米；

（2）用扩散工艺对第一凸锥型结构表面进行磷扩散，形成一定厚度的N型扩散层，从而形成PN结；

（3）利用物理气相沉积（PVD）的方法在N型扩散层上方制作透明栅电极，在透明栅电极上方制作透明减反层；在透明减反层上利用光刻、干法或湿法刻蚀工艺进行二次图形化处理，形成微纳聚光透镜，所述微纳聚光透镜为第二凸锥型结构；

（4）利用光刻、干法或湿法刻蚀工艺在透明减反层上刻蚀出正电极窗口区，所述正电极窗口区底部与透明栅电极上表层连通；

（5）通过丝网印刷工艺在正电极窗口区内填充印刷正电极，在P型掺杂半导体衬底背面印刷背电极，通过烧结合金工艺使背电极与衬底的P型区域、透明栅电极与与衬底的N型区域以及正电极与透明栅电极形成欧姆接触。

8.根据权利要求7所述的高光电转换效率太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述第二凸锥型结构包括均匀分布的多个凸锥，所述凸锥底面宽为2～3微米，高度为1～2微米，凸锥与凸锥的间距为0.2～0.5微米，所述微纳聚光透镜的凸锥的上表面为一个近似球面，所述近似球面的弧度为2.5～3.5rad。