[实用新型]光面晶体硅-陷光膜复合太阳能电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池制造技术领域，特别是一种光面晶体硅-陷光膜复合太阳能电池。

背景技术

太阳光直接照射在光面晶体硅的表面有30%会发生反射而损失，为了实现晶体硅电池对太阳光的高效吸收，目前主要采用制绒技术获取绒面晶体硅，该绒面晶体硅表面为不规则的陷光结构，可增加太阳光的折射吸收次数，以减少其表面的反射损失（目前单晶硅的反射损失大于12%，多晶硅的反射损失大于20%）；然而制绒工艺会导致晶体硅高温扩散不一致、晶格位错缺陷、接触电阻增大等不利因素的凸显，从而限制了晶体硅电池光电转换效率的进一步提高。

除了采用制绒工艺减少晶体硅电池反射损失外，还可在晶体硅表面蒸镀减反射膜（厚0.01～0.3μm），该减反射膜通过光波的干涉原理,当膜层的光学厚度是某一波长的四分之一，相邻两束光的光程差恰好为π,即振动方向相反，叠加的结果使光学表面对该波长的反射光减少，使晶体硅电池的反射损失减少。由于太阳光的波长范围较大，采用单层减发膜很难达到理想的减反效果，为实现较宽光谱的减反效果，只能采用多层减反射膜，为了保证其厚度的均匀性，会导致其加工难度大，使得加工成本高。

实用新型内容

针对以上缺陷和不足，本实用新型提出了一种晶体硅对太阳光吸收率高、易于制造、成本较低的光面晶体硅-陷光膜复合太阳能电池。

本实用新型通过如下方案来实现：

本实用新型是一种光面晶体硅-陷光膜复合太阳能电池，它包括光面晶体硅、氧化膜钝化层、高透陷光膜;所述的高透陷光膜、氧化膜钝化层、光面晶体硅由上至下层叠，其折射率由上至下梯度增大；所述的氧化膜钝化层溅射于光面晶体硅的朝阳面上，所述的高透陷光膜复合在氧化膜钝化层上。

所述的高透陷光膜为添加微量元素的高透PVC或PU材料，高透陷光膜的膜表面微结构为球形、圆锥或金字塔形，陷光膜厚为100-200μm。

所述高透陷光膜的金字塔微结构谷底夹角α为36°-90°。

采用上述方案后，本实用新型具有以下优点：

1）由于本实用新型增加了一层陷光膜，使得晶体硅对太阳光高效吸收(反射损失降低到8%以下）；同时采用光面晶体硅不会产生晶体硅高温扩散不一致、晶格位错、接触电阻增大等缺陷。

2）本实用新型使用的陷光膜微结构尺寸约为50微米,所用材料为添加微量元素的高透PVC或PU材料，制造采用模具热压印工艺,所以制造简单、成本低。

综上所述，通过选取合适的高透陷光膜、氧化膜钝化层材质，优化高透陷光膜-氧化膜钝化层-光面晶体硅的折射率、膜表面陷光微结构，本实用新型可提高晶体硅对太阳光高效吸收，并获得高效光电转换效率，且制造成本低。

附图说明

图1是本实用新型的截面剖视图；

图2是本实用新型微观的截面剖视图；

图3A、图3B、图3C是本实用新型的陷光膜表面金字塔谷底夹角α为120°、60°、36°的微结构光路图；

图4A、图4B、图4C是本实用新型的陷光膜及原始模具表面三面锥体、四面锥体、六面锥体的微结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型是一种光面晶体硅-陷光膜复合太阳能电池，它包括光面晶体硅3、氧化膜钝化层2、高透陷光膜1。

所述的高透陷光膜1、氧化膜钝化层2、光面晶体硅3由上至下层叠，其折射率由上至下梯度增大，即：高透陷光膜1的折射率最小，氧化膜钝化层2的折射率最次之，光面晶体硅3的折射率最大。

所述的氧化膜钝化层2溅射于光面晶体硅3的朝阳面上，所述的高透陷光膜1复合在氧化膜钝化层2上。

所述的高透陷光膜1为高透PVC或PU材料，通过添加微量元素可调节其折射率，使陷光效果最佳。高透陷光膜1的膜表面微结构为球形、圆锥、金字塔形等多种形状，高透陷光膜1厚为100-200μm。其中，高透陷光膜1表面形貌为规则金字塔微结构时，金字塔底边尺寸为50-100μm。

本实用新型的工作原理：

由于硅的晶体结构在表面处中断而形成悬挂键，导致表面的能带弯曲，在禁带中产生达姆能级，使载流子通过禁带表面能级时，在硅表面产生复合使有效少子寿命降低，从而导致晶体硅电池的效率降低，而所述的氧化膜钝化层2溅射在光面晶体硅3上能够改善晶体硅的光生伏特效应。