專利名稱：太陽能電池、太陽能電池組及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池、太陽能電池組及其制備方法。
背景技術(shù)：
太陽能電池是利用半導體材料的光生伏特原理制成的。根據(jù)半導體光電轉(zhuǎn)換材料 種類不同，太陽能電池可以分為硅基太陽能電池(請參見太陽能電池及多晶硅的生產(chǎn)，材 料與冶金學報，張明杰等，vol6，p33-38 (2007))、砷化鎵太陽能電池、有機薄膜太陽能電池坐 寸ο
目前，太陽能電池以硅基太陽能電池為主。請參閱圖1，現(xiàn)有技術(shù)中的硅基太陽能 電池10包括:一背電極12、一 P型娃層14、一 N型娃層16和一上電極18。所述P型娃層 14米用多晶娃或單晶娃制成,具有第一表面142以及與該第一表面142相對設置的第二表 面144，該第二表面144為一平面結(jié)構(gòu)。所述背電極12設置于所述P型硅層14的第一表面 142，且與該P型硅層14的第一表面142歐姆接觸。所述N型硅層16形成于所述P型硅層 14的第二表面144，作為光電轉(zhuǎn)換的材料。該N型硅層16的表面為一平整的平面結(jié)構(gòu)。所 述上電極18設置于所述N型硅層16的表面。所述太陽能電池10中P型硅層14和N型硅 層16形成P-N結(jié)區(qū)。當該太陽能電池10在工作時，光從上電極18 —側(cè)直接入射至所述上 電極18，并經(jīng)過所述上電極18和所述N型硅層16到達所述P-N結(jié)區(qū)，所述P-N結(jié)區(qū)在光 子激發(fā)下產(chǎn)生多個電子-空穴對(載流子)，所述電子-空穴對在靜電勢能作用下分離并 分別向所述背電極12和上電極18移動。如果在所述太陽能電池10的背電極12與上電極 18兩端接上負載，就會有電流通過外電路中的負載。
然而，上述結(jié)構(gòu)中所述光子需要通過所述上電極18和所述N型硅層16之后才到 達所述P-N結(jié)區(qū)，使得一部分入射光線被所述上電極18和N型硅層16吸收，使所述P-N結(jié) 區(qū)對光的吸收率較低，進而減少了 P-N結(jié)區(qū)激發(fā)出的載流子的量，降低了太陽能電池10的 光電轉(zhuǎn)換效率。發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，確有必要提供一種具有較高光電轉(zhuǎn)換效率的太陽能電池、太陽能電池 組及其制備方法。
一種太陽能電池，其包括:依次并排且接觸設置的一第一電極層、一 P型硅層、一 N 型硅層及一第二電極層，該P型硅層與該N型硅層接觸并形成一 P-N結(jié)區(qū)，其中，上述各層 沿一直線連續(xù)設置成一排構(gòu)成一整體結(jié)構(gòu)，所述整體結(jié)構(gòu)具有一第一表面平行于該直線以 及一與該第一表面相對的第二表面，且該第一表面為該太陽能電池直接接受光線入射的受 光端面，所述太陽能電池還包括一反射元件，所述反射元件設置于第二表面一側(cè)。
一種太陽能電池組，其包括:多個串聯(lián)設置的太陽能電池，每個太陽能電池包括依 次并排且接觸設置的一第一電極層、一 P型硅層、一 N型硅層及一第二電極層，該P型硅層 與該N型硅層接觸并形成一 P-N結(jié)區(qū)，其中，上述每個太陽能電池中的各層沿一直線連續(xù)設置成一排構(gòu)成一整體結(jié)構(gòu)，所述整體結(jié)構(gòu)具有一第一表面平行于該直線以及一與該第一表面相對的第二表面，且該第一表面為該太陽能電池直接接受光線入射的受光端面，所述太陽能電池還包括一反射元件，所述反射元件設置于第二表面一側(cè)。
一種太陽能電池組的制備方法，其包括以下步驟:提供多個電池預制體，每個電池預制體包括:依次層疊且接觸設置的一第一電極層基材、一 P型娃層基材、一 N型娃層基材及一第二電極層基材；將上述多個電池預制體沿一個方向?qū)盈B設置，使每個電池預制體中的第一電極層基材與相鄰的電池預制體中的第二電極層基材相接觸；沿層疊的方向切割所述多個電池預制體，形成多個電池單元，該每個電池單元具有一第一剖面平行于該層疊方向以及與所述第一剖面相對的第二剖面；在每個電池單元的所述第一剖面設置一反射元件。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，所述太陽能電池工作時，光可直接入射至所述受光端面，由于該受光端面沒有被電極覆蓋，使得光子不必先經(jīng)過電極、N型硅層后才到達P-N結(jié)區(qū)，從而減少了電極和N型硅層對光的吸收，提高了 P-N結(jié)區(qū)的光吸收率，相應地，使得P-N結(jié)區(qū)可激發(fā)出更多的電子-空穴對，提高了整個太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。另外，在第二表面設置一反射元件，所述反射元件能夠有效地將到達第二表面的光線反射，從而使經(jīng)反射后的光子可以直接被所述P-N結(jié)區(qū)吸收，進一步提高了整個太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明第一實施例提供的太陽能電池的剖視圖。
圖3為本發(fā)明第一實施例提供的太陽能電池的組合示意圖。
圖4為本發(fā)明第一實施例提供的太陽能電池組的剖視圖。
圖5為本發(fā)明第二實施例提供的太陽能電池的剖視圖。
圖6為本發(fā)明第二實施例提供的太陽能電池組的剖視圖。
圖7為本發(fā)明第三實施例提供的太陽能電池的剖視圖。
圖8為本發(fā)明第三實施例提供的太陽能電池組的剖視圖。
圖9為本發(fā)明第二實施例提供的太陽能電池組的制備方法流程圖。
圖10為本發(fā)明第二實施例提供的太陽能電池組的制備過程流程圖。
主要元件符號說明天陽能電池 |20，30，40 哀If 元件-21，31，41哀If層—201，301蛋一電極層 —22，32，42 竟二表面23，33，43型硅層—24，34，44第一側(cè)面@342，443 —`第二側(cè)面344，444 —透明絕緣層_35_卩型硅層26，36，46第三側(cè)面 362，462 —第四側(cè)面 Τ，364，464 —蛋一表面|27，37，4權(quán)利要求
1.一種太陽能電池，其包括:依次并排且接觸設置的一第一電極層、一 P型硅層、一 N 型硅層及一第二電極層，該P型硅層與該N型硅層接觸并形成一 P-N結(jié)區(qū)，其特征在于，上述各層沿一直線連續(xù)設置成一排構(gòu)成一整體結(jié)構(gòu)，所述整體結(jié)構(gòu)具有一第一表面平行于該直線以及一與該第一表面相對的第二表面，且該第一表面為該太陽能電池直接接受光線入射的受光端面，所述太陽能電池還包括一反射元件，所述反射元件設置于第二表面一側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，該P型硅層具有相對的一第一側(cè)面和一第二側(cè)面，該N型硅層具有相對的一第三側(cè)面和一第四側(cè)面，該第一電極層設置在該P 型硅層的第一側(cè)面，并與該P型硅層電接觸，該第二電極層設置在該N型硅層的第四側(cè)面， 并與該N型硅層電接觸，該P型硅層進一步具有一與所述第一側(cè)面和第二側(cè)面相連的第三表面，該N型硅層進一步具有一與所述第三側(cè)面和第四側(cè)面相連的第四表面，所述第三表面及第四表面共同構(gòu)成所述受光端面。
3.如權(quán)利要求2所述的太陽能電池，其特征在于，該第二電極層為整體覆蓋該N型硅層的第四側(cè)面的金屬材料層，該第一電極層為整體覆蓋該P型硅層的第一側(cè)面的金屬材料層。
4.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述受光端面進一步覆蓋有一厚度小于150納米的減反射層，所述減反射層的材料為氮化硅或二氧化硅。
5.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述P-N結(jié)區(qū)通過所述受光端面暴露出所述P型硅層和所述N型硅層。
6.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述第一表面與所述第二表面之間的距離為50微米 300微米。
7.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述反射元件包括一反射層，所述反射層的材料為鋁、金、銅及銀中的一種或上述任意組合的合金。
8.如權(quán)利要求7所述的太陽能電池，其特征在于，所述反射層與所述第二表面接觸設置且與所述第一電極層和第二電極層電絕緣。
9.如權(quán)利要求7所述的太陽能電池，其特征在于，所述反射層與所述第二表面間隔設置。
10.如權(quán)利要求9所述的太陽能電池，其特征在于，所述反射元件還包括一透明絕緣層，所述透明絕緣層設置于所述反射層與所述第二表面之間。
11.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述反射元件為多個設置于所述第二表面的微結(jié)構(gòu)。
12.如權(quán)利要求11所述的太陽能電池，其特征在于，所述微結(jié)構(gòu)為凹槽或凸起。
13.如權(quán)利要求11所述的太陽能電池，其特征在于，所述微結(jié)構(gòu)的形狀為V形、圓柱形、 半圓球形、金字塔形以及削去尖端部分的金字塔形中的一種或幾種。
14.如權(quán)利要求11所述的太陽能電池，其特征在于，所述微結(jié)構(gòu)在所述第二表面均勻分布。
15.如權(quán)利要求11所 述的太陽能電池，其特征在于，所述微結(jié)構(gòu)表面設置有反射材料。
16.一種太陽能電池組，其包括:多個串聯(lián)設置的太陽能電池，每個太陽能電池包括依次并排且接觸設置的一第一電極層、一 P型硅層、一 N型硅層及一第二電極層，該P型硅層與該N型硅層接觸并形成一 P-N結(jié)區(qū)，其特征在于，上述每個太陽能電池中的各層沿一直線連續(xù)設置成一排構(gòu)成一整體結(jié)構(gòu)，所述整體結(jié)構(gòu)具有一第一表面平行于該直線以及一與該第一表面相對的第二表面，且該第一表面為該太陽能電池直接接受光線入射的受光端面， 所述太陽能電池還包括一反射元件，所述反射元件設置于第二表面一側(cè)。
17.如權(quán)利要求16所述的太陽能電池組，其特征在于，所述每個太陽能電池的第二電極層與相鄰的太陽能電池的第一電極層接觸，該多個太陽能電池的第一表面共同構(gòu)成該太陽能電池組直接接受光線入射的受光端面。
18.如權(quán)利要求17所述的太陽能電池組，其特征在于，所述每個太陽能電池的P-N結(jié)區(qū)通過所述受光端面暴露出所述P型硅層和所述N型硅層。
19.如權(quán)利要求16所述的太陽能電池組，其特征在于，所述多個太陽能電池共有一反射元件，且該反射元件包括一透明絕緣層以及一反射層，所述透明絕緣層將所述多個太陽能電池的第二表面整個覆蓋，所述反射層將所述透明絕緣層整個覆蓋。
20.一種太陽能電池組的制備方法，其包括以下步驟:提供多個電池預制體，每個電池預制體包括:依次層疊且接觸設置的一第一電極層基材、一 P型娃層基材、一 N型娃層基材及一第二電極層基材；將上述多個電池預制體沿一個方向?qū)盈B設置，使每個電池預制體中的第一電極層基材與相鄰的電池預制體中的第二電極層基材相接觸；沿層疊的方向切割所述多個電池預制體，形成多個電池單元，該每個電池單元具有一第一剖面平行于該層疊方向以及與所述第一剖面相對的第二剖面；在每個電池單元的所述第一剖面設置一反射元件。
21.如權(quán)利要求20所述的太陽能電池組的制備方法，其特征在于，所述設置反射元件的方法為制備一反射層與所述表面接觸設置且與所述第一電極層基材和第二電極層基材電絕緣。
22.如權(quán)利要求20所述的太陽能電池組的制備方法，其特征在于，所述設置反射元件的方法為先制備一透明絕緣層將所述表面整個覆蓋，再制備一反射層將所述透明絕緣層整個覆蓋。
23.如權(quán)利要求20所述的太陽能電池組的制備方法，其特征在于，所述設置反射元件的方法為在所述表面形成多個微結(jié) 構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能電池，其包括依次并排且接觸設置的一第一電極層、一P型硅層、一N型硅層及一第二電極層，該P型硅層與該N型硅層接觸并形成一P-N結(jié)區(qū)，其中，上述各層沿一直線連續(xù)設置成一排構(gòu)成一整體結(jié)構(gòu)，所述整體結(jié)構(gòu)具有一第一表面平行于該直線以及一與該第一表面相對的第二表面，且該第一表面為該太陽能電池直接接受光線入射的受光端面，所述太陽能電池還包括一反射元件，所述反射元件設置于第二表面一側(cè)。本發(fā)明也涉及一種太陽能電池組及其制備方法。
文檔編號H01L25/04GK103137716SQ201110380590
公開日2013年6月5日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者金元浩, 李群慶, 范守善 申請人:清華大學, 鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司