[发明专利]一种基于硅纳米线的薄膜硅晶体硅叠层太阳能光伏电池在审

申请号：	201611167903.4	申请日：	2016-12-16
公开（公告）号：	CN106784114A	公开（公告）日：	2017-05-31
发明（设计）人：	王珺;郭群超;朱红英;丁云飞;朱晨烜	申请（专利权）人：	上海电机学院
主分类号：	H01L31/076	分类号：	H01L31/076;H01L31/077;H01L31/028;H01L31/0352
代理公司：	上海伯瑞杰知识产权代理有限公司31227	代理人：	俞晨波
地址：	200240 ***	国省代码：	上海;31
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摘要：	本发明公开了一种基于硅纳米线的薄膜硅晶体硅叠层太阳能光伏电池，包括位于上层的NIP非晶硅叠层电池、以及位于下层的PIN异质结硅电池，所述NIP非晶硅叠层电池和PIN异质结硅电池通过非晶硅隧道结串联，在所述PIN异质结硅电池的吸收层晶体硅的上表面设有硅纳米线阵列。本发明通过将硅纳米线阵列引入叠层电池，使电池兼具纳米线阵列的陷光优势和叠层电池的较高的开路电压和短路电流。
搜索关键词：	一种基于纳米薄膜晶体硅叠层太阳能电池
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【主权项】：

一种基于硅纳米线的薄膜硅晶体硅叠层太阳能光伏电池，其特征在于：包括位于上层的NIP非晶硅叠层电池、以及位于下层的PIN异质结硅电池，所述NIP非晶硅叠层电池和PIN异质结硅电池通过非晶硅隧道结串联，在所述PIN异质结硅电池的吸收层晶体硅的上表面设有硅纳米线阵列。

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摘要：本发明公开了一种基于硅纳米线的薄膜硅晶体硅叠层太阳能光伏电池，包括位于上层的NIP非晶硅叠层电池、以及位于下层的PIN异质结硅电池，所述NIP非晶硅叠层电池和PIN异质结硅电池通过非晶硅隧道结串联，在所述PIN异质结硅电池的吸收层晶体硅的上表面设有硅纳米线阵列。本发明通过将硅纳米线阵列引入叠层电池，使电池兼具纳米线阵列的陷光优势和叠层电池的较高的开路电压和短路电流。

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摘要：本发明涉及含有非晶质锗光电转换层（53）的薄膜光电转换装置。本发明的薄膜光电转换装置包含非晶质锗光电转换单元（5），其在p型半导体层（51）和n型半导体层（54）之间具有实质上本征的、且实质上不含硅原子的非晶质锗光电转换层（53）。在一种实施方式所涉及的本发明的薄膜光电转换装置中，在比非晶质锗光电转换单元（5）更接近光入射侧，配置了具有晶质硅光电转换层（43）的晶质硅光电转换单元（4）。在一种实施方式中，优选非晶质锗光电转换单元（5）在波长900nm的量子效率为30%以上。

一种非晶硅微晶硅复合型太阳能电池-201620366899.3
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摘要：本实用新型公开了一种非晶硅微晶硅复合型太阳能电池，涉及太阳能电池领域，包括由上而下层叠设置的透明导电玻璃基板、透明导电膜、非晶硅顶电池、微晶硅底电池和背板，所述非晶硅顶电池包括P型掺杂层一、非晶硅缓冲层、非晶硅本征层和N型掺杂层一，所述微晶硅底电池包括P型掺杂层二、微晶硅缓冲层、微晶硅本征层和N型掺杂层二，所述透明导电玻璃基板内设有非晶硅纳米线阵列，所述P型掺杂层一和P型掺杂层二均由有氢沉积层和无氢沉积层组成，所述背板包括背电极层和封装层，该种非晶硅微晶硅复合型太阳能电池可以在调整原有生产工艺后，提高太阳能电池的稳定性，提高了光电转换效率且降低成本，值得推广。

一种微晶硅非晶硅径向双结纳米线太阳能电池-201410242634.8
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摘要：本发明公开了一种微晶硅非晶硅径向双结纳米线太阳能电池，包括内核、外壳和导电电极，其特征在于：内核包括p型微晶硅纳米线型核，和由内向外依次沉积在p型微晶硅纳米线型核外的微晶硅本征层和重掺杂n⁺型微晶硅层，外壳包括由内向外沉积在重掺杂n⁺型微晶硅层外的重掺杂p⁺型非晶硅层，非晶硅本征层和n型非晶硅层，重掺杂n⁺型微晶硅层和重掺杂p⁺型非晶硅层之间形成隧穿结，而n型非晶硅层和p型微晶硅纳米线型核的伸出端外均沉积作为导电电极用且相互隔断的透明氧化物导电层。该电池通过将微晶硅/非晶硅构筑成叠层结构，实现了对更宽太阳能波段(300～1100nm)更加充分地吸收，从而有效提高了纳米线太阳能电池的光电转换效率。

新型双结非晶硅薄膜太阳能电池-201620355556.7
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摘要：本实用新型涉及光伏装置技术领域，尤其是一种新型双结非晶硅薄膜太阳能电池。这种新型双结非晶硅薄膜太阳能电池，包括接收太阳光照射的玻璃层，玻璃层下方依次设置有透明导电层、双PIN结和背接触层和反光层，双PIN结包括上下分布的非晶硅PIN结和微晶硅PIN结；所述透明导电层上表面设有栅线，栅线位于玻璃层下方；所述非晶硅PIN结的上表面为锯齿状，透明导电层的下表面与非晶硅PIN结上表面紧密配合；所述非晶硅PIN结的下表面为梯形状，微晶硅PIN结的上表面与非晶硅PIN结下表面紧密配合。本实用新型结构简单，设计合理，设有双PIN结，弱光性能优良，提高转换效率；可实现大面积化及连续的生产；可以采用玻璃或不锈钢等材料作为衬底，因而容易降低成本。

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发明人：卢建娅;陈曦;郑新和;王乃明 -专利权人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所
申请日： 2014-11-19 - 公布日： 2016-06-15 - 主分类号： H01L31/076
摘要：本发明涉及一种基于量子点超晶格结构的太阳能电池，包括有源区，该有源区包括第一i-GaAs层、第一GaNAs/InGaAs超晶格结构、第二InGaAs超晶格结构、第二i-GaAs层，其中第二InGaAs超晶格结构设于第一GaNAs/InGaAs超晶格结构表面。第一i-GaAs层与第二i-GaAs层厚度相同，第一GaNAs/InGaAs超晶格结构与第二InGaAs超晶格结构中的InGaAs层厚度不同，第二InGaAs超晶格结构中掺入量子点，且其InGaAs层中掺杂其他元素。本发明提供上述电池制备方法，利用MOCVD或MBE技术依次制备电池的各层结构。本发明技术能够优化太阳能电池性能、提高转换效率。

一种纳米硅薄膜多结太阳能电池-201410386632.6
发明人：宋太伟;高伟波;方祥;杨光;余文凤;张长华 -专利权人：上海建冶环保科技股份有限公司
申请日： 2014-08-08 - 公布日： 2016-04-06 - 主分类号： H01L31/076
摘要：本发明公布了一种纳米硅薄膜多结太阳能电池，包括正电极层和负电极层，在正电极层与负电极层之间设有多个P-I-N结作为光电转换层，每个P-I-N结由P型硅薄膜层、本征硅薄膜吸收层和N型硅薄膜层依次层叠组成，相邻P-I-N结之间设有耦合连接层。从顶电池到底电池，本征吸收层的厚度、折射率呈几何梯度递增，诱导光子前行，减少表面反射损失，带隙宽度依次递减，扩展对太阳光谱的吸收，降低光致衰退效应，实现电池转换效率的有效提升。

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发明人：沈一清;李帅锋;赵振国;屈良钱;王飞 -专利权人：浙江长兴汉能光伏有限公司
申请日： 2015-03-25 - 公布日： 2015-07-22 - 主分类号： H01L31/076
摘要：本实用新型涉及太阳能电池领域，具体涉及一种非晶硅薄膜太阳能低压组件，基板上依次设置前电极层、光电转换层和背电极层，光电转换层由三结叠层串联组成，包括P1-I1-N1层、P2-I2-N2层和P3-I3-N3层，所述P1-I1-N1层和P2-I2-N2层以及P2-I2-N2层和P3-I3-N3层之间均设有中间层；分别在前电极层、光电转换层和背电极层进行激光刻线形成多个串联的子电池以及分布在相邻两个子电池之间的死区，子电池的数量为19-20个，死区的数量为18-19个。本实用新型将原有的太阳能电池组件的电压从90V降为45V，使太阳能电池组件接入逆变器时减少了电缆线的使用，通过优化子电池的数量、宽度来调整死区的宽度，减少死区的面积，增加太阳能电池的有效使用面积，同时通过设置中间层，提高电池组件对太阳光的利用率和输出功率。

一种多结多叠层的薄膜太阳能电池-201520094915.3
发明人：杨晶晶;李廷凯;谭学仕;毛炳雪;张峰 -专利权人：湖南共创光伏科技有限公司
申请日： 2015-02-10 - 公布日： 2015-07-22 - 主分类号： H01L31/076
摘要：本实用新型公开了一种多结多叠层薄膜太阳能电池。该电池包括至少一个微晶PIN结，按照沉积膜层的顺序，在所述微晶PIN结的p型微晶层后沉积有p型非晶层，并且在所述微晶PIN结的微晶本征层后沉积有n型非晶层。该太阳能电池可以弥补多结多叠层的薄膜太阳能电池微晶硅缺陷，减少因此造成的漏电流，从而达到提升电池效率的目的。电池转换效率可提升1％—10％，并具有较好的稳定性。

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摘要：一种多层扩展PN结薄膜太阳能电池，包括正电极层和负电极层，在正电极层与负电极层之间设有多个P-I-N结复合层，各P-I-N结复合层之间设有连接层。其中的P-I-N结复合层由P型薄膜层、I本征层和N型薄膜层顺序层叠构成。本发明是基于硅等普通绿色材料的、高光电转换效率的太阳能薄膜叠层电池，应用前景无限。

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申请日： 2014-12-15 - 公布日： 2015-04-22 - 主分类号： H01L31/076
摘要：本发明公开了一种硅基薄膜叠层太阳能电池，所述硅基薄膜叠层太阳能电池包括：PIN结构非晶硅薄膜电池和NIP结构微晶硅薄膜电池；所述非晶硅薄膜电池和所述微晶硅薄膜电池通过透明粘结层进行粘结。相应的，本发明还提供了一种硅基薄膜叠层电池的制备方法。本发明提供的硅基薄膜叠层太阳能电池最大输出功率高，光电转换效率高；制备方法工艺简单、易操作。

具有提高的抗光致衰退性的硅基太阳能电池-201380024285.6
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申请日： 2013-05-10 - 公布日： 2015-01-07 - 主分类号： H01L31/076
摘要：本发明描述了一种具有高的抗光致衰退性的太阳能装置。设置在p掺杂半导体层与本征半导体层之间的宽光学带隙界面层通过含氢等离子体处理而成为抗光致衰退的。在一个实施方案中，p-i-n结构形成为在p/i界面处具有界面层。可选地，在本征层与n掺杂层之间形成有经含氢等离子体处理的另外的界面层。可替代地，在沉积n掺杂半导体层之前使用含氢等离子体处理本征层的上部。界面层还可应用于具有多个p-i-n结构的多结太阳能电池。p掺杂层和n掺杂层可选地可以包括不同组成和不同形态(例如，微晶或非晶)的子层。整体结构既表现出对于光致衰退的增加的稳定性又表现出提高的性能水平。

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申请日： 2014-06-03 - 公布日： 2014-10-08 - 主分类号： H01L31/076
摘要：本发明公开了一种非晶硅纳米线微晶硅薄膜双结太阳能电池，包括自下而上依次平行设置的金属反射层、基底层、透明背部电极层、微晶硅薄膜层、中间层、绝缘层和非晶硅纳米线阵列层，绝缘层上设有多个与n型非晶硅核一一对应设置的纳米孔，n型非晶硅核向下延伸到其对应的纳米孔内部并与中间层的上表面接触，p型非晶硅层和i型非晶硅层设于绝缘层的上表面。其优点在于，不仅可以充分利用非晶硅纳米线的聚光特性，形成多种光的波导模式，同时还利用了非晶硅的纳米尺度柱状结构，当光入射到太阳能电池表面时发生多次反射/散射，增加光在太阳能电池中的路径，提高太阳光吸收率，从而提高本太阳能电池的光电转换效率。

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摘要：本发明是通过等离子体CVD法在基板上形成半导体层的光电转换装置的制造方法，具有处理温度达到第一温度的第一等离子体处理工序(S10)以及处理温度达到第二温度的第二等离子体处理工序(S40)，进而在第一等离子体处理工序(S10)之后且第二等离子体处理工序(S40)之前具有使处理温度降至低于第一温度及第二温度的第三温度的调温工序(S20)及使处理温度从第三温度升至第二温度的升温工序(S30)，第一等离子体处理工序、调温工序、升温工序及第二等离子体处理工序在同一反应室内进行。

三结非晶硅薄膜柔性太阳能电池-201320805387.9
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申请日： 2013-12-06 - 公布日： 2014-07-30 - 主分类号： H01L31/076
摘要：本实用新型涉及太阳能光伏领域，特别涉及一种三结非晶硅薄膜柔性太阳能电池，包括由下而上依次排列为：柔性衬底、背电极、接触层、吸收层、导电减反层ITO涂层、金属栅线，本实用新型具有如下优点：采用叠层太阳能电池改善电池稳定性不高的问题；电池结构合理设置，提高光电转化率。

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摘要：本发明涉及一种硅基薄膜太阳能电池及其制备方法，具体涉及一种具有复合掺杂层结构的硅基薄膜太阳能电池及其制备方法。所述硅基薄膜太阳能电池具有结构为Si/SiO_x/Si的复合掺杂层结构。一方面，Si/SiO_x/Si复合掺杂层结构有效利用了SiO_x掺杂层光学带隙宽、透光性能好和反射系数低等优势，上下两层Si层的应用极大程度地补偿了SiO_x导电率低的弊端，从而有效缓解了SiO_x掺杂层的光学特性和电学特性之间的矛盾；另一方面，中间层SiO_x层同时起到了反射层的作用，从而可以在不改变其他参数和不恶化电池衰减性能的前提下提高电池的短路电流。

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一种含本征层的双面高效异质结电池-201320344563.3
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发明人：郭群超;庞宏杰;王凌云;柳琴;白晓宇;张愿成;张滢清 -专利权人：上海太阳能工程技术研究中心有限公司
申请日： 2012-05-09 - 公布日： 2013-11-13 - 主分类号： H01L31/076
摘要：本发明公开了一种薄膜太阳能电池，它包括减反射膜基底，基底上沉积有绝缘层，在绝缘层上生长有多个横向p-i-n结，各p-i-n结分别由具有垂直结构的n型掺杂层、本征层和p型掺杂层顺序设置组成，各本征层上分别具有背反射镜，各n型掺杂层和各p型掺杂层上分别具有金属电极。其制作方法包括清洗基底、沉积绝缘层、垂直结构处理、制作横向p-i-n结、制备背反射镜、制作电极等主要步骤。本发明的薄膜太阳能电池可有效避免p、n掺杂层死层的光吸收损失以及栅线对光线遮挡造成的光损失，增加光线在电池内部的反射，从而有效提高电池的转换效率，且可应用于各种薄膜太阳能电池。

一种渐变带隙纳米硅薄膜太阳能电池-201320179318.1
发明人：于化丛 -专利权人：于化丛
申请日： 2013-04-11 - 公布日： 2013-11-06 - 主分类号： H01L31/076
摘要：本实用新型公开了一种渐变带隙纳米硅薄膜太阳能电池，包括玻璃衬底、透明导电膜、硅薄膜太阳能电池和背电极；所述硅薄膜太阳能电池为单结硅薄膜太阳能电池或多结叠层硅薄膜太阳能电池；单结硅薄膜太阳能电池的I层和多结叠层硅薄膜太阳能电池的每层电池的I层均采用渐变带隙纳米硅薄膜。本实用新型的纳米硅电池的I层（也即光吸收层）采用渐变带隙纳米硅薄膜，充分吸收不同波段的太阳光能，还改善了光生空穴的传输，从而可以有效提高电池的光电转换效率；同时渐变光吸收层结构解决了纳米硅太阳电池开路电压较低的问题，而且渐变结构使其与P层及N层的带隙差别较小，较大程度的解决了P/I、I/N界面的带隙失配问题，避免了异质结的界面效应，降低光致衰退效应，降低成本。

太阳能电池-201210125983.2
发明人：颜正泰;陈科翰;陈浩斌 -专利权人：杜邦太阳能有限公司
申请日： 2012-04-25 - 公布日： 2013-10-30 - 主分类号： H01L31/076
摘要：一种太阳能电池，包括：第一太阳能电池单元，所述第一太阳能电池单元包括第一p-i-n半导体层；第二太阳能电池单元，所述第二太阳能电池单元包括第二p-i-n半导体层；以及位于所述第一太阳能电池单元和所述第二太阳能电池单元之间的中间层；其中与所述中间层两侧相接触的第一p-i-n半导体层與第二p-i-n半导体层为不同掺杂型，所述中间层为非掺杂半导体层，且所述中间层的能带隙小于两侧相接触的第一p-i-n半导体层與第二p-i-n半导体层的能带隙，可以促进中间层位置处电子和空穴的隧穿复合，从而可以提高太阳能电池的输出功率，提高太阳能电池的光转换效率。

一种含本征层的双面高效异质结电池及其制造方法-201310236312.8
发明人：张东升;赵会娟 -专利权人：国电光伏有限公司
申请日： 2013-06-14 - 公布日： 2013-10-09 - 主分类号： H01L31/076
摘要：本发明公开了一种含本征层的双面高效异质结电池，该电池结构由下而上依次包括背电极、第一ITO层、非晶N+层、第一本征层、第一绒面层、N型单晶硅基片、第二绒面层、量子点结构氮化硅层、第二本征层、非晶P层、第二ITO层和正电极。本发明的N型高效异质结电池，其结构简单，本征层能够起到很好的钝化作用，减小界面态和悬挂键，从而提高开路电压和短路电流，转换效率高。

新型四叠层非微晶锗硅薄膜太阳能电池及其制备方法-201310275316.7
发明人：董德庆;李朗川;信德磊;付东东 -专利权人：黑龙江汉能薄膜太阳能有限公司
申请日： 2013-07-03 - 公布日： 2013-10-02 - 主分类号： H01L31/076
摘要：新型四叠层非微晶锗硅薄膜太阳能电池，其特征在于包括四结叠层串联的子电池；第一结是由P1层、I1层、N1层构成的PIN结构，第二结为P2层、I2层、N2层构成的PIN结构，第三结为P3层、I3层、N3层构成的PIN结构，第四结为P4层、I4层、N4层构成的PIN结构，其中P1层、P2层为P型a-Si材料，P3层、P4层为P型μc-Si材料，N1层、N4层为N型a-Si材料，N2层、N3层为N型μc-Si材料。I1层为a-Si材料，I2层为a-SiGe材料，I3层为μc-Si材料，I4层为μc-SiGe材料；该电池提高了光电转换效率，结构性能稳定，有利于产业化。

一种薄膜/异质结叠层太阳电池及其制造方法-201310137759.X
发明人：张群芳 -专利权人：常州合特光电有限公司
申请日： 2013-04-21 - 公布日： 2013-06-26 - 主分类号： H01L31/076
摘要：本发明公开了一种薄膜\异质结叠层太阳电池及其制造方法，其特征在于：它采用双结叠层电池结构，底电池为硅异质结电池，顶电池为硅薄膜电池；晶硅电池采用n型硅片衬底作为基区，背表面沉积硅薄膜作为钝化层，并在其上沉积导电层作为背电极，正表面沉积p型掺杂硅薄膜作为发射区；硅薄膜电池沉积在硅异质结电池正表面上，沉积顺序为n型层、本征层、p型层，然后在硅薄膜电池p型层上沉积透明导电薄膜，并在其上设置前电极。本发明采用薄膜\异质结的叠层电池结构，由于硅薄膜材料禁带宽度较大，硅薄膜顶电池吸收高能量的短波光，透过顶电池的光被硅异质结底电池吸收，并可调整硅异质结厚度，以获得与顶电池匹配的电流密度。采用该结构，可拓展电池的光谱相应范围，提高电池开路电压与转换效率，同时获得较好的高温性能。

专利分类

H 电学

H01 基本电气元件
H01L 半导体器件；其他类目中不包括的电固体器件
H01L31-00 对红外辐射、光、较短波长的电磁辐射，或微粒辐射敏感的，并且专门适用于把这样的辐射能转换为电能的，或者专门适用于通过这样的辐射进行电能控制的半导体器件；专门适用于制造或处理这些半导体器件或其部件的方法或
H01L31-02 .零部件
H01L31-0248 .以其半导体本体为特征的
H01L31-04 .用作转换器件的
H01L31-08 .其中的辐射控制通过该器件的电流的，例如光敏电阻器
H01L31-12 .与如在一个共用衬底内或其上形成的，一个或多个电光源，如场致发光光源在结构上相连的，并与其电光源在电气上或光学上相耦合的

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[发明专利]一种基于硅纳米线的薄膜硅晶体硅叠层太阳能光伏电池在审

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