[实用新型]硅基高效太阳能电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种硅基高效太阳能电池，属于太阳能电池技术领域。

背景技术

晶体硅太阳能电池因低廉的成本，成熟的制造工艺，未来一二十年仍是太阳能电池的主流产品。由于带隙原因，晶硅太阳电池只能吸收波长小于1.1μm太阳光，大部分长波长的光都会被浪费掉。

目前常规单晶硅电池量产效率普遍在20％-21％左右，电池的最高转换效率受到制约。但对于叠层电池来说，分段吸收太阳光，可以充分的利用太阳光。叠层电池可以看做串联在一起的电池，开路电压会明显提升，短路电流小于或等于叠层电池中子电池的最小电流。叠层电池通过提升电池的开路电压来提升太阳能电池的转换效率。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种硅基高效太阳能电池，可大大提升硅基太阳能电池的转换效率。

为了实现上述目的，本实用新型采用的一种硅基高效太阳能电池，包括单晶硅P型电池、键合层和GaInP薄膜电池，所述GaInP薄膜电池通过键合层键合到单晶硅P型电池的正面。

作为改进，所述单晶硅P型电池包括下电极、铝背场、P型层、N+层和钝化膜；

所述下电极设置在铝背场上，铝背场位于P型层的背面，所述N+层位于P型层的正面，所述钝化膜位于N+层表面。

作为改进，所述键合层采用点阵Au/Au键合。

进一步改进，所述键合层上开有若干圆形或方形空隙，所述空隙内填充有EVA。

作为改进，所述GaInP薄膜电池包括隧道结、GaInP子电池和上电极；

所述隧道结位于键合层和GaInP子电池之间，所述上电极位于GaInP子电池上表面；

所述GaInP子电池包括AlGaInP背场、GaInP基区、GaInP发射区和AlInP窗口层，所述AlGaInP背场、GaInP基区、GaInP发射区和AlInP窗口层从下至上依次布置。

作为改进，采用N型GaAs衬底或Ge衬底作为支撑基底，依次设有300-500nm GaAs缓冲层、10-15nm的AlAs牺牲层、300-500nm GaAs欧姆接触层、700-2500nm的所述GaInP子电池、及10-30nm的隧道结。

作为改进，采用325μm GaAs-N型衬底作为支撑基底。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1)常规晶硅电池只能吸收波长小于1.1μm的光，大部分长波长的光被浪费，从而转换效率较低，而通过点阵键合技术和隧道结技术可以实现多层电池的串联，从而通过提升电池开路电压来提升整个叠层电池的转换效率；且采用Si作为硅基电池的支撑基底大大提升了电池的机械性能。

2)本实用新型通过将叠层电池键合到单晶硅P型电池正面，然后把衬底剥离下来，GaInP 子电池吸收波长范围为小于680nm的光，单晶硅子电池吸收680nm-1100nm的光，两者配合有效实现了太阳光谱的充分利用。

3)单晶硅子电池和GaInP子电池通过隧道结串联在一起(如果没有隧道结子电池之间会形成反型层)；通过点阵键合层将子电池键合在一起(点阵键合主要因为金金键合层不透光，影响硅子电池光的吸收)，实现硅基高效太阳能电池。

4)本实用新型的太阳能电池实现了太阳光的分段吸收，可以有效的提升硅基太阳能电池光电转换效率。

附图说明

图1为本实用新型太阳能电池的结构示意图；

图2为本实用新型中一种键合层图形的结构示意图；

图3为本实用新型中另一种键合层图形的结构示意图；

图4为本实用新型叠层薄膜电池部分的结构示意图(不包括上电极)；

图中：1、下电极，2、铝背场，3、P型层，4、N+层，5、钝化膜，6、键合层，7、EVA， 8、隧道结，9、AlGaInP背场，10、GaInP基区，11、GaInP发射区，12、AlInP窗口层，13、上电极，14、GaAs欧姆接触层，15、AlAs牺牲层，16、GaAs缓冲层，17、GaAs衬底。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限制本实用新型的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。