[发明专利]背电极、背电极吸收层复合结构及太阳能电池

说明书

技术领域

本申请涉及光电转换材料领域，特别是涉及一种背电极，含有该背电极的背电极吸收层复合结构和太阳能电池。

背景技术

人类进入二十一世纪，环境污染和能源短缺已愈来愈制约着社会的可持续发展。太阳能等可再生能源技术代表了清洁能源的发展方向，作为最具可持续发展理想特征的太阳能光伏发电将进入人类能源结构并成为基础能源的重要组成部分。我国也已经将其作为构建和谐可持续发展的新型社会的重要基础条件列入国家中长期科技发展规划中。

目前，薄膜太阳能电池的研究主要集中在如何提高薄膜电池的转换效率，根据转换效率的定义，薄膜太阳能电池的转换效率等于其能够输出的电能除以输入的光能，即其取决于电池材料对光子的吸收效率、载流子的分离效率和载流子的输运收集效率。

也就是说，要想提高薄膜太阳能的光电转换效率，就需要从这三方面下手，提高三个效率值。对于同一种材料才说，载流子的分离效率基本是不变的，故提高电池组件对光子的吸收效率和载流子的输运收集效率是提高太阳能薄膜电池转换效率的关键。研究者们对薄膜太阳能电池的研究也主要集中在这两个方面，尤其是对于前者，研究者提出很多方法来提高电池组件对光子的吸收，比如：电池表面增加减反膜，减少光的反射^[1]；电池表面制备聚光结构^[2,3]；在减反膜表面制备各种“陷光结构”，进一步增加光子的吸收^[4-6]；制备多禁带叠层太阳能电池结构吸收更大波长范围的光^[7]等等，也取得了较好的效果。

但是对于载流子的收集效率的研究并不是太多，仅仅局限于不同电导率的电极材料选择和晶格取向的研究^[8]，因此对整体太阳能电池的贡献不大。

参考文献

[1]Pankove J.I.Optical Processes in Semiconductors[M].Englewood Cliffs:Prentice Hall,1971.

[2]Vernon S.M.Tobin S.P.,Haven V.E.,et al.High-efficiency concentrator cells from GaAs on Si[C].Conference Record of the 22th IEEE Photovoltaic Specialists Conference,Las Vegas,1991:353-357.

[3]Verlinden P.J.Swanson R.M.,Crane R.A.,et al.A 26.8% efficient concentrator point-contact solar cell[C].Proceeding of the 13th European Photovoltaic Solar Energy Conference,Nice,1995:1582-1585.

[4]Zhou H.,Colli A.,Ahnood A.,et al.Arrays of Parallel Connected Coaxial Multiwall Carbon Nanotube Amorphous Silicon Solar Cells[J].Adv.Mater.,2009,21:3919-3923.

[5]Yannopapas V.,Vitanov N.V.,Ultra-subwavelength focusing of light by a monolayer of metallic nanoshells with an adsorbed defect[J].Phys.Stat.Sol.,2008,2:287-289.

[6]Inns D.,Shi L.,Aberle A.G.Silica Nanospheres as Back Surface Reflectors for Crystalline Silicon Thin-film Solar Cells[J].Prog.Photovolt:Res.Appl.,2008,16,187-194.

[7]Green M.A.Third generation photovoltaics:Ultra-high conversion efficiency at low cost[J].Progress in Photovoltaics:Research and Applications,2001,9(2):123-135.