[发明专利]一种宽光谱高效太阳能光伏电池

摘要

本发明公开了一种宽光谱高效太阳能光伏电池，包括基材、透明玻璃、钝化层、减反射层、导电膜、正电极、铝背场和背电极，其中正电极及背电极分别直接烧结在基材的迎光面及背面，基材的迎光面上由上至下依次设置透明玻璃、导电膜、减反射层及钝化层，基材的背面上设置铝背场，基材为黑硅，钝化层为三氧化二铝薄膜，减反射层为氮化硅薄膜，导电膜为石墨烯膜；本发明的太阳能光伏电池结构简单，能有效解决了太阳能电池效率的瓶颈问题，提高了光电转换效率，制备方法简单易行，制造成本低廉。

主权项

一种宽光谱太阳能光伏电池，包括基材(1)、透明玻璃(2)、钝化层(3)、减反射层(4)、导电膜(5)、正电极(6)、铝背场(7)和背电极(8)，其中：所述正电极(6)及背电极(8)分别直接烧结在基材(1)的迎光面及背面，所述基材(1)的迎光面上由上至下依次设置所述的透明玻璃(2)、导电膜(5)、减反射层(4)及钝化层(3)，所述基材(1)的背面上设置所述的铝背场(7)；所述的基材(1)为黑硅，所述的钝化层(3)为三氧化二铝薄膜，所述的减反射层(4)为氮化硅薄膜，所述的导电膜(5)为石墨烯膜，其特征在于：该宽光谱太阳能光伏电池的制备方法，具体包括以下步骤：(1)将硅片清洗、制绒和扩散；(2)在700‑800℃下，用液态的Pocl3作为P源，在扩散炉中对基材进行磷扩散，经扩磷后，基材表面形成200‑400nm深度的发射极；采用等离子刻蚀技术对扩磷后的基材边缘进行刻蚀以去除边缘寄生结，扩磷过程中形成的磷硅玻璃用稀HF去除；(3)通过原子层沉积在基材的迎光面发射极沉积一层三氧化二铝薄膜作为钝化层；(4)通过等离子增强化学气相沉积的方法在基材迎光面的三氧化二铝钝化层的表面制备减反射层；(5)印刷、烧结电池电极的正面和背面，正电极和背电极畸形退火处理，具体为：先对正电极和背电极降温至700‑780℃，并在此过程正通入氮气保护，氮气流量为10‑15L/min；然后关闭氮气，静置5‑8min，然后通入氮气流量为15‑18L/min，降温至600‑680℃；退火后对正电极及背电极进行电性能测试，在导电膜上覆盖透明玻璃，即可得到该太阳能光伏电池；所述铝背场的制备，具体如下：(1)使用丝网印刷机在基材背面印刷铝浆，并在20‑40℃下烘干；(2)在超过铝硅共晶温度的高温烧结炉中烧结，温度控制到600‑700℃，铝逐渐开始融化；(3)将温度降低至铝硅共晶温度以下，融化的液态铝开始固化，在背场形成一层致密的铝硅层，形成铝背场，所述的铝背场中硅的含量为10‑13％；所述基材黑硅的制备方法，具体如下：选用硅片，然后用乙醇‑丙酮‑乙醇依次擦拭硅片的表面，然后用去离子水冲洗并烘干，然后依次放入三氯乙烯、丙酮和甲醇中分别超声清洗10‑15min，最后用甲醇冲洗干净并干燥；采用飞秒脉冲激光对硅片进行处理制备黑硅，将硅片放入密封腔处采用六氟化硫气体和氮气混合，混合气体的摩尔比例为1:1，气体总压强控制在0.08‑0.1MPa，在氩气的保护下退火时长为20‑30min，退火温度为550‑600℃，脉冲数为200，激光能量密度分别为4‑6kJ/m2，制得黑硅。