[实用新型]一种基于硅纳米线结构的太阳能电池

说明书

本实用新型公开了一种基于硅纳米线结构的太阳能电池，其自上而下包括正面电极（1）、ITO氧化铟锡透明导电薄膜（2）、P型非晶硅层（3）、正面本征非晶硅层（4）、硅纳米线绒面层（5）、N型硅衬底（6）、背面本征非晶硅层（7）、背面电极（8）。其中硅纳米线绒面层（5）由相互交叉堆叠的硅纳米线构成，通过酒精溶液转移至N型硅衬底（6）上形成的相互交叉堆叠的硅纳米线层，其每根硅纳米线直径为40‑80nm，长度为10‑40um，该硅纳米线层具有强烈的陷光特性，能够有效降低硅衬底表面的光反射率。本实用新型通过采用硅纳米线层，有效降低了电池表面的光反射率，增强了太阳能电池的陷光性能，提高了太阳能电池光电转换效率，可用于光伏发电。

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池的技术领域，特别是涉及一种基于硅纳米线结构的太阳能电池，可用于光伏发电。

背景技术

异质结太阳能电池不同于传统的太阳能电池，其PN结不是通过在硅衬底上掺入Ⅲ、Ⅴ族元素而形成的，而是在硅衬底上直接形成一层厚度为几十到几百纳米不同材料的N型或者P型薄膜而形成。由于PN结两侧的材料有着质的差别，因此，采用上述结构形成的太阳能电池称为异质结太阳能电池。异质结太阳能电池具有高转化效率，工艺简单及光稳定性好等优点，在光伏领域具有很大的前景。

现有的异质结太阳能电池表面的陷光结构通常采用金字塔型结构，剖面如图2所示。其结构自上而下分别为：栅线电极1、ITO氧化铟锡透明导电薄膜 2、P型非晶硅层3、正面本征非晶硅层4、N型硅衬底5、背面本征非晶硅层6、N型非晶硅层7、AZO 氧化锌透明导电膜8、背电极9。衬底表面通过湿法刻蚀，形成拥有金字塔型重复单元的表面，再在其上等离子体化学气相淀积PECVD本征非晶硅层和P型非晶硅层，形成具有金字塔陷光结构的能量转换机构。当光入射电池表面光线会在其表面连续反射，增加光在电池表面陷光结构中的有效运动长度和反射次数，从而增大能量转换机构对光的吸收效率。但是这种结构由于绒面尺寸不均匀且分布较广，使得衬底表面缺陷密度大大增加，在正表面难以获得高质量的绒面陷光，不易降低衬底对光的反射系数。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，给出了一种基于硅纳米线结构的太阳能电池，以提高异质结太阳能电池对光子的吸收和利用，降低硅衬底表面的光反射率。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种基于硅纳米线结构的太阳能电池自上而下包括正面电极（1）、ITO氧化铟锡透明导电薄膜（2）、P型非晶硅层（3）、正面本征非晶硅层（4）、硅纳米线绒面层（5）、N型硅衬底（6）、背面本征非晶硅层（7）、背面电极（8）其特征在于：所述的正面本征非晶硅层（4）与N型硅衬底（6）之间增设有硅纳米线绒面层（5）。

作为优选，所述的所述的正面电极（1）与背面电极（8）均采用厚度40-80nm的金属银材料。

作为优选，所述的P型非晶硅层（3）、正面本征非晶硅层（4）与背面本征非晶硅层（7）均采用厚度为10-20nm 的平整平面结构。

作为优选，所述的硅纳米线绒面层（5）由相互交叉堆叠的硅纳米线构成，通过酒精溶液转移至N型硅衬底（6）上形成的相互交叉堆叠的硅纳米线层，其每根硅纳米线直径为40-80nm，长度为 10-40um。

作为优选，所述的N型硅衬底（6）的厚度为200-300um。

本实用新型通过增加具有高表面积和高陷光特性的硅纳米线绒面层，能够有效降低硅衬底对光反射，提高了异质结太阳能电池对光子的吸收和利用，改善了太阳能电池的转换效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是现有拥有金字塔型陷光结构的异质结太阳能电池结构图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型给出如下两个实施例：