[发明专利]基于纳米孔周期阵列的非晶硅/微晶硅叠层太阳能电池

摘要

本发明公开了一种基于纳米孔周期阵列的非晶硅/微晶硅叠层太阳能电池，顶部透明电极均匀覆盖在非晶硅顶电池上，微晶硅底电池位于非晶硅顶电池下方并与之构成串联结构；底部透明导电氧化物位于微晶硅底电池和金属背反射电极之间；低折射率纳米孔周期阵列起始于顶部透明电极并深入非晶硅顶电池和微晶硅底电池中。本发明通过对纳米孔周期阵列的材料和结构尺寸进行优化，调控子电池光吸收特性，达到子电池光电流的匹配和增强的光电流；选择不同的顶部透明电极和底部透明导电氧化物，可进一步提高光吸收效率和光电流；纳米孔周期阵列的引入可减小非晶硅顶电池的体积，大大消弱非晶硅材料固有的光致衰退效应，稳定高。

主权项

一种基于纳米孔周期阵列的非晶硅/微晶硅叠层太阳能电池，其特征在于，包括顶部透明电极（1）、非晶硅顶电池（2）、微晶硅底电池（3）、低折射率纳米孔周期阵列（4）、底部透明导电氧化物（5）、金属背反射电极（6）；顶部透明电极（1）均匀覆盖在非晶硅顶电池（2）上，微晶硅底电池（3）位于非晶硅顶电池（2）下方并与之构成串联结构；底部透明导电氧化物（5）位于微晶硅底电池（3）和金属背反射电极（6）之间；低折射率纳米孔周期阵列（4）贯穿顶部透明电极（1）并深入非晶硅顶电池（2）和微晶硅底电池（3）中；所述的非晶硅顶电池（2）厚度小于等于300 nm，微晶硅底电池（3）厚度小于等于2 μm，且两电池均为n‑i‑p结；所述的低折射率纳米孔周期阵列（4）的折射率低于非晶硅和微晶硅的折射率；所述的低折射率纳米孔周期阵列（4）贯穿顶部透明电极（1）并深入非晶硅顶电池（2）和微晶硅底电池（3）中，基于低折射率纳米孔周期阵列（4）增强的光散射和光局域特性调控非晶硅顶电池（2）和微晶硅底电池（3）的光吸收效率 ，进而协调两电池的光电流分配，实现光电流匹配；同时纳米孔周期阵列的引入可减小非晶硅顶电池体积，进而消弱非晶硅材料固有的光致衰退效应，器件稳定性高。