專利名稱：一種光電分離的太陽(yáng)能電池背反射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光伏器件制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光電分離的太陽(yáng)能電池背反射器。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能電池背反射器一方面作為電極收集光生載流子，另一方面將透過吸收層的 光線反射，使得光再次被吸收層吸收，增加電池的光吸收，進(jìn)而增大光電流密度?，F(xiàn)在的電池背反射器一般采用“透明導(dǎo)電薄膜/高反射材料層/襯底”結(jié)構(gòu)，由于 背反的陷光效果隨著粗糙度的增大而增加，為了實(shí)現(xiàn)更有效的陷光，一般采用粗糙的襯底， 即在透明導(dǎo)電薄膜表面形成織構(gòu)。但該方法存在兩個(gè)問題，一是織構(gòu)較難精確控制，重復(fù)性 較差，另外織構(gòu)得太粗糙，會(huì)使得其后沉積于其上的薄膜結(jié)構(gòu)發(fā)生很大變化，導(dǎo)致電池漏電 增加，開路電壓和填充因子下降，同時(shí)還存在電池成品率下降等問題，為此需要一種新的電 池背反射器來解決電池光吸收和電池電學(xué)性能之間的矛盾。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的主要目的在于提出一種光電分離的太陽(yáng)能電池背反射器，以解決當(dāng)前太 陽(yáng)能電池背反射器陷光和對(duì)薄膜微結(jié)構(gòu)影響的矛盾。( 二 )技術(shù)方案為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種光電分離的太陽(yáng)能電池背反射器，包括透明 導(dǎo)電薄膜3、透明襯底4和高反射材料5三層結(jié)構(gòu)，其中透明襯底4 一側(cè)沒有織構(gòu)，而另一側(cè) 有織構(gòu)，透明導(dǎo)電薄3沉積在透明襯底4沒有織構(gòu)的一側(cè)，高反射材料5沉積在透明襯底4 有織構(gòu)的一側(cè)。上述方案中，所述透明導(dǎo)電薄膜3作為背電極，用于收集光生載流子。上述方案中，所述高反射材料5起陷光作用。上述方案中，應(yīng)用于包括前電極1、薄膜活性吸收層2和背反射器的太陽(yáng)能電池， 光線透過前電極1后被薄膜活性吸收層2吸收，未被吸收的光線透過透明導(dǎo)電薄膜3和透 明襯底4后由高反射材料5進(jìn)行反射，使得光線再次回到薄膜活性吸收層2被吸收。上述方案中，所述太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的光生載流子分別被前電極1和透明導(dǎo)電薄膜 3收集，而陷光由沉積在透明襯底4織構(gòu)一側(cè)的高反射材料5實(shí)現(xiàn)。(三)有益效果本發(fā)明提供的光電分離的太陽(yáng)能電池背反射器，其結(jié)構(gòu)為“透明導(dǎo)電薄膜/透明 襯底/高反射材料”，該背反射器將載流子的收集和陷光進(jìn)行分離，在透明襯底上(如玻璃， 聚合物等)的一面進(jìn)行織構(gòu)處理，然后沉積高反射材料(Ag、Al等)，另一面保持平整，在其 上沉積一層透明導(dǎo)電薄膜(ZnO，ITO, SnO2等)作為背電極，將電池的陷光與光生載流子的 輸運(yùn)進(jìn)行分離。這種同時(shí)具有很好的陷光效果與較好的電學(xué)輸運(yùn)性質(zhì)的背反射器用于薄膜太陽(yáng)能電池，解決了電池光吸收與電學(xué)輸運(yùn)之間的矛盾。利用本發(fā)明既能夠有效提高太陽(yáng) 能電池的光吸收，又能保持較好的電學(xué)性能，從而提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)還具有成 本低，可規(guī)?；a(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是依照本發(fā)明實(shí)施例將光電分離的太陽(yáng)能電池背反射器應(yīng)用于硅薄膜太陽(yáng) 能電池的示意圖；圖2是本發(fā)明提供的光電分離的太陽(yáng)能電池背反射器的結(jié)構(gòu)示意圖 。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照 附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明提供的光電分離的太陽(yáng)能電池背反射器，由透明導(dǎo)電薄膜、透明襯底和高 反射材料構(gòu)成。背反射器工作原理未被吸收層吸收的光線透過透明導(dǎo)電薄膜和透明襯底 后由高反射材料進(jìn)行反射，使得光線再次回到吸收層被吸收，吸收層產(chǎn)生的光生載流子分 別被前電極和透明導(dǎo)電薄膜收集，而陷光主要由沉積在透明襯底織構(gòu)一側(cè)的高反射材料來 實(shí)現(xiàn)。基于上述原理，如圖1所示，圖1是本發(fā)明提供的光電分離太陽(yáng)能電池背反射器應(yīng) 用于硅薄膜太陽(yáng)能電池的剖面圖，該太陽(yáng)能電池包括一個(gè)前電極1，薄膜活性吸收層2和背 反射器，其中背反射器如圖2所示，包括透明導(dǎo)電薄膜3、透明襯底4和高反射材料5三層結(jié) 構(gòu)，其中透明襯底4 一側(cè)沒有織構(gòu)，而另一側(cè)有織構(gòu)，透明導(dǎo)電薄3沉積在透明襯底4沒有 織構(gòu)的一側(cè)，高反射材料5沉積在透明襯底4有織構(gòu)的一側(cè)。所述透明導(dǎo)電薄膜3作為背 電極，用于收集光生載流子。所述高反射材料5起陷光作用。光線透過前電極1后被薄膜 活性吸收層2吸收，未被吸收層吸收的光線透過透明導(dǎo)電薄膜3和透明襯底4后由高反射 材料5進(jìn)行漫反射，使得光線再次回到吸收層被吸收。產(chǎn)生的光生載流子分別被前電極1 和透明導(dǎo)電薄膜3收集，而陷光主要由沉積在透明襯底4織構(gòu)一側(cè)的高反射材料5來實(shí)現(xiàn)?；趫D2所示的光電分離太陽(yáng)能電池背反射器，下面提供了制作該背反射器的方 法流程圖，具體包括以下步驟步驟1 在透明襯底上，一面保持平整，一面進(jìn)行織構(gòu)?？棙?gòu)方法可選者任何可使 透明襯底形成織構(gòu)的方法，例如在模板上成型、化學(xué)溶液腐蝕、機(jī)械打磨或者模板壓??；步驟2 在所準(zhǔn)備的透明襯底的平整面上用磁控濺射上沉積一層透明導(dǎo)電薄膜 (ZnO, ITO, SnO2等)，由于透明導(dǎo)電薄膜導(dǎo)電性比金屬低，可以用絲網(wǎng)印刷或光刻做金屬柵 線作為電極。步驟3 將步驟2準(zhǔn)備的襯底放入PECVD中，依次沉積NIP層，然后濺上ITO即得 到不帶背反硅薄膜的太陽(yáng)能電池。也可用其他方法在步驟2準(zhǔn)備的襯底制備其它薄膜電池 (如CIGS、CdTe、有機(jī)無(wú)機(jī)薄膜等)步驟4 在襯底未沉積電池的一側(cè)即織構(gòu)面蒸發(fā)或?yàn)R射高反射金屬(Ag、Al等)，也 可刷上銀漿或白油漆(white pant)。步驟5 對(duì)所制備的電池進(jìn)行連接、測(cè)試、封裝。就是將多個(gè)分隔單元電池集成化太陽(yáng)能電池組件。 以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡 在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種光電分離的太陽(yáng)能電池背反射器，其特征在于，包括透明導(dǎo)電薄膜(3)、透明襯底(4)和高反射材料(5)三層結(jié)構(gòu)，其中透明襯底(4)一側(cè)沒有織構(gòu)，而另一側(cè)有織構(gòu)，透明導(dǎo)電薄(3)沉積在透明襯底(4)沒有織構(gòu)的一側(cè)，高反射材料(5)沉積在透明襯底(4)有織構(gòu)的一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電分離的太陽(yáng)能電池背反射器，其特征在于，所述透明導(dǎo) 電薄膜(3)作為背電極，用于收集光生載流子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電分離的太陽(yáng)能電池背反射器，其特征在于，所述高反射 材料(5)起陷光作用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電分離的太陽(yáng)能電池背反射器，應(yīng)用于包括前電極(1)、薄 膜活性吸收層(2)和背反射器的太陽(yáng)能電池，其特征在于，光線透過前電極(1)后被薄膜活 性吸收層(2)吸收，未被吸收的光線透過透明導(dǎo)電薄膜(3)和透明襯底(4)后由高反射材 料(5)進(jìn)行反射，使得光線再次回到薄膜活性吸收層(2)被吸收。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光電分離的太陽(yáng)能電池背反射器，其特征在于，所述太陽(yáng)能 電池產(chǎn)生的光生載流子分別被前電極(1)和透明導(dǎo)電薄膜(3)收集，而陷光由沉積在透明 襯底(4)織構(gòu)一側(cè)的高反射材料(5)實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光電分離的太陽(yáng)能電池背反射器，包括透明導(dǎo)電薄膜(3)、透明襯底(4)和高反射材料(5)三層結(jié)構(gòu)，其中透明襯底(4)一側(cè)沒有織構(gòu)，而另一側(cè)有織構(gòu)，透明導(dǎo)電薄(3)沉積在透明襯底(4)沒有織構(gòu)的一側(cè)，高反射材料(5)沉積在透明襯底(4)有織構(gòu)的一側(cè)。利用本發(fā)明，解決了電池光吸收與電學(xué)輸運(yùn)之間的矛盾，既能夠有效提高太陽(yáng)能電池的光吸收，又能保持較好的電學(xué)性能，從而提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)還具有成本低，可規(guī)模化生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01L31/0232GK101820004SQ20101016234
公開日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2010年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月28日
發(fā)明者劉石勇, 姚文杰, 彭文博, 曾湘波, 王超, 肖海波, 謝小兵 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所