[发明专利]一种太阳能电池板及其制备方法

说明书

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种太阳能电池板及其制备方法，包括依次层叠设置的金属电极、减反射层、稀土上转换层、硅片和背电极；硅片包括P‑Si层和N‑Si层且在P‑Si层和N‑Si层之间形成PN结；稀土上转换层是由以下方法制得：S1、将氟化钠、稀土氟化物和上转换稀土元素源混合配置成混合粉体，经真空热压烧结，制得稀土掺杂层，然后利用导电胶将稀土掺杂层与背板层贴合制得靶材；S2、将靶材和硅片分别置于溅射室的相应位置，对靶材通过预溅射进行表面除杂，然后调节功率进行起辉溅射；S3、将S2得到的样品退火得到稀土上转换层。本发明通过在硅板的表面增加一层稀土上转换层，大幅提高了其对自然光的利用率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种太阳能电池板及其制备方法。

背景技术

太阳能作为一种清洁、无污染、可再生的清洁能源，不会产生任何的环境污染问题，因此，太阳能光电利用成为了近年来发展快速，且具有活力的研究项目之一。

太阳能电池是直接将光能转化为电能的一种光电转换器件。其中，单晶硅太阳能电池主要包括正面梳状电极、减反射膜、N型层、PN结、P型层、背面电极等。当太阳辐射出不同的光射线，并照射在硅表面时，光子与硅的自由电子发生作用而产生电流。但是由于硅表面非常光亮，很容易反射掉大量的太阳光，使大量的太阳能不能被利用，因此，为了减小反射损失，在硅的表面涂上了一层反射系数非常小的减反射膜层，可以将反射损失降低到5%以下。

据估计，若在全球0.4％的陆地面积上覆盖光电转换效率为10％的太阳能电池板，其产生的电量能够满足全球能源需求。因此，大力发展太阳能电池发电技术对于整个人类社会和经济的发展、减少环境污染等具有重要的意义。

目前，太阳能电池的转换效率较低，其中只有部分波长光能转换为电能。以单晶硅太阳能电池为例，能进行光电转换的波长范围在400~800nm之间。这部分波段的光只占自然光光谱的42%左右，约52%红外光波段能量得不到利用。并且太阳能电池板会吸收红外光并转化为热能，太阳能电池板温度升高会降低可见光谱段的光电转换效率。因此亟需开发一种能利用红外波段的自然光的太阳能电池板，用以提高太阳能电池的效率。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种太阳能电池板及其制备方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种太阳能电池板，包括依次层叠设置的金属电极、减反射层、稀土上转换层、硅片和背电极；所述硅片包括P-Si层和N-Si层，且在P-Si层和N-Si层之间形成PN结；

所述稀土上转换层是由以下方法制得：

S1、靶材制备

将氟化钠、稀土氟化物和上转换稀土元素源混合配置成混合粉体，经真空热压烧结，制得稀土掺杂层，然后利用导电胶将稀土掺杂层与背板层贴合，制得靶材；

S2、将靶材和硅片分别置于溅射室的相应位置，并将溅射室抽真空至5×10^-5Pa～6.0×10^-4Pa，对靶材通过预溅射进行表面除杂，然后将硅片置于辉光中，调节功率进行起辉溅射；

S3、将S2得到的样品在200～350℃下退火1-2小时，使硅片靠近其P-Si层的一侧沉积一层稀土上转换层。

进一步，S1中，所述上转换稀土元素源为PrF₃、NdF₃、HoF₃、EuF₃、ErF₃、TmF₃、YbF₃中的任意一种或者多种的组合；

所述稀土氟化物为GdF₃、YF₃、LuF₃中的任意一种。

更进一步，S1中，氟化钠、稀土氟化物与上转换稀土元素源的摩尔比为：76～80：4～20：0.1～0.4。