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層疊太陽能電池

878   編輯:中冶有色技術網(wǎng)   來源:北京載誠科技有限公司  
2024-02-22 11:33:56
權利要求書: 1.一種層疊太陽能電池,其特征在于,包括:

光吸收層組,包括激發(fā)層、設置在所述激發(fā)層的第一側面的第一電子傳輸層組和設置在所述激發(fā)層的第二側面的第一空穴傳輸層組,異質(zhì)結層組,所述異質(zhì)結層組的第一側面為第二電子傳輸層并且與所述第一空穴傳輸層組接觸,所述異質(zhì)結層組的第二側面為第二空穴傳輸層,所述第一空穴傳輸層組包括與所述激發(fā)層接觸的空穴傳輸層,與所述空穴傳輸層接觸的PN節(jié),與所述PN節(jié)接觸的第一光傳輸層,所述第一光傳輸層與所述第二電子傳輸層接觸,所述第一光傳輸層的折射率小于所述第二電子傳輸層的折射率;

其中,在太陽光的照射下,所述激發(fā)層和異質(zhì)結層組均被激發(fā),所述激發(fā)層生產(chǎn)生的電子經(jīng)所述第一電子傳輸層傳出所述層疊太陽能電池;所述激發(fā)層產(chǎn)生的空穴通過所述第一空穴傳輸層組流向所述異質(zhì)結層組并與所述異質(zhì)結層組產(chǎn)生的電子復合,所述異質(zhì)結層組產(chǎn)生的空穴從所述第二空穴傳輸層傳出所述層疊太陽能電池。

2.根據(jù)權利要求1所述的層疊太陽能電池,其特征在于,所述第一光傳輸層的折射率在

1.15?1.35之間,厚度在50nm?200nm之間;

所述第二空穴傳輸層的折射率在3.5?4.2之間,厚度在0?30nm之間。

3.根據(jù)權利要求2所述的層疊太陽能電池,其特征在于,所述第一光傳輸層包括:與所述PN節(jié)接觸的第一導電層,

與所述第一導電層接觸的第一保護層,

與所述第一保護層接觸的第二導電層,

與所述第二導電層接觸的第二保護層,以及

與所述第二保護層接觸的光出射層,

所述第一導電層具有第一折射率n1和第一厚度d1,所述第一保護層具有第二折射率n2和第二厚度d2,所述第二導電層具有第三折射率n3和第三厚度d3,所述第二保護層具有第四折射率n4和第四厚度d4,所述光出射層具有第五折射率n5和第五厚度d5,其中,n1在1.8?2.1之間,d1在20nm?80nm;n2在0.1?5之間,d2在0.5nm?10nm之間;n3在

0.1?1.5之間,d3在5nm?50nm之間;n4在1.3?2.1之間,d4在0.5nm?25nm之間;n5在1.4?2.4之間,d5在20nm?80nm之間。

4.根據(jù)權利要求3所述的層疊太陽能電池,其特征在于,

所述第一導電層包括導電金屬氧化物,

所述第一保護層包括金屬、能導電的金屬氧化物和能導電的金屬氮化物中的一種;

所述第二導電層包括導電材料以及金屬氧化物和/或金屬氮化物;

所述第二保護層包括非金屬氧化物、金屬氮化物和金屬氧化物中的一種;

所述光出射層包括非金屬的氧化物、氮化物、硫化物、氟化物和碳化物中的一種。

5.根據(jù)權利要求4所述的層疊太陽能電池,其特征在于,所述第一導電層的材料選自In2O3、SnO2、ZnO、ITO、AZO、IZO、ITiO、IZTO和FTO中的一種;

所述第一保護層的材料選自Si、Ti、Al、Ni、Cr、NiCr、TiN、ZnO、TiO2、SnO2、SiO2、Nb2O5、Ta2O5和Si3N4中的一種;

所述第二導電層的導電材料選自Ag、Cu、Al、Mo、Ag合金、Cu合金、Al合金和Mo合金中的一種,還含有由所述第二導電層的導電材料的氧化物和/或氮化物形成的夾雜物;

所述第二保護層的材料選自TiN、ZnO、TiO2、SnO2、SiO2、Si3N4、AZO、IZO和YZO中的一種;

所述光出射層的材料選自TiO2、SnO2、ZnO、Nb2O5、Ta2O5、Si3N4、ZnS,SiO2、Al2O3、MgF,MgS、SiC、AZO、GZO和YZO中的一種。

6.根據(jù)權利要求1到5中任一項所述的層疊太陽能電池,其特征在于,所述異質(zhì)結層組包括:N型Si晶片;

處于所述N型Si晶片的第一表面上的第一本征非晶硅層,所述第一本征非晶硅層中摻雜有氧;

處于所述第一本征非晶硅層上的N型非晶硅層,所述N型非晶硅層形成所述第二電子傳輸層;

處于所述N型Si晶片的第二表面上的第二本征非晶硅層,所述第二本征非晶硅層與所述第一本征非晶硅層相同;

處于所述第二本征非晶硅層上的P型非晶硅層,所述P型非晶硅層形成所述第二空穴傳輸層。

7.根據(jù)權利要求6所述的層疊太陽能電池,其特征在于,在所述第一本征非晶硅層中,氧的含量為0~30wt%之間。

8.根據(jù)權利要求6所述的層疊太陽能電池,其特征在于,所述P型非晶硅層的外側還設置有第二光傳輸層,所述第二光傳輸層與所述第一光傳輸層相同,所述P型非晶硅層的折射率在3.2?3.8之間,厚度在0?60nm之間。

9.根據(jù)權利要求1到5中任一項所述的層疊太陽能電池,其特征在于,所述PN節(jié)包括與所述第一光傳輸層接觸的N型納米硅層和處于所述N型納米硅層上的P型納米硅層,所述P型納米硅層與所述空穴傳輸層接觸。

10.根據(jù)權利要求1所述的層疊太陽能電池,其特征在于,所述第一電子傳輸層組包括與所述激發(fā)層接觸的電子傳輸層和與所述電子傳輸層接觸的導電層。

11.根據(jù)權利要求10所述的層疊太陽能電池,其特征在于,所述導電層的材料為In2O3,摻雜物為Ga2O3、ZnO2、CeO2、TiO2、Mo2O3、ZrO2和WO2中的一種或多種,其中In2O3的重量含量為

80wt%~100wt%之間,余量為摻雜物和不可避免的雜質(zhì);或所述導電層的材料為ZnO,摻雜物為SnO2、Al2O3、Ga2O3、B2O3中的一種或多種,其中ZnO的重量含量為80wt%~100wt%之間,余量為摻雜物和不可避免的雜質(zhì)。

說明書: 一種層疊太陽能電池技術領域[0001] 本申請涉及光伏領域,特別是涉及一種層疊太陽能電池。背景技術[0002] 太陽能電池是一種利用太陽光直接發(fā)電的光電半導體薄片。太陽能電池的基本原理是太陽光照在半導體p?n結上,形成空穴?電子對,在p?n結內(nèi)建電場的作用下,光生空穴流向p區(qū),光生電子流向n區(qū),接通電路后就產(chǎn)生電流。目前,太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率較低,需要改進。發(fā)明內(nèi)容[0003] 為解決上述問題,本發(fā)明提出了一種層疊太陽能電池,包括:光吸收層組,包括激發(fā)層、設置在所述激發(fā)層的第一側面的第一電子傳輸層組和設置在所述激發(fā)層的第二側面的第一空穴傳輸層組,異質(zhì)結層組,所述異質(zhì)結層組的第一側面為第二電子傳輸層并且與所述第一空穴傳輸層組接觸,所述異質(zhì)結層組的第二側面為第二空穴傳輸層,其中,在太陽光的照射下,所述激發(fā)層和異質(zhì)結層組均被激發(fā),所述激發(fā)層生產(chǎn)生的電子經(jīng)所述第一電子傳輸層傳出所述層疊太陽能電池;所述激發(fā)層產(chǎn)生的空穴通過所述第一空穴傳輸層組流向所述異質(zhì)結層組并與所述異質(zhì)結層組產(chǎn)生的電子復合,所述異質(zhì)結層組產(chǎn)生的空穴從所述第二空穴傳輸層傳出所述層疊太陽能電池。[0004] 在一個實施例中,所述第一空穴傳輸層組包括與所述激發(fā)層接觸的空穴傳輸層,與所述空穴傳輸層接觸的PN節(jié),與所述PN節(jié)接觸的第一光傳輸層,所述第一光傳輸層與所述第二電子傳輸層接觸,所述第一光傳輸層的折射率小于所述第二電子傳輸層的折射率。[0005] 在一個實施例中,所述第一光傳輸層的折射率在1.15?1.35之間,厚度在50nm?200nm之間;所述第二電子傳輸層的折射率在3.5?4.2之間,厚度在0?30nm之間。

[0006] 在一個實施例中,所述第一光傳輸層包括:與所述PN節(jié)接觸的第一導電層,與所述第一導電層接觸的第一保護層,與所述第一保護層接觸的第二導電層,與所述第二導電層接觸的第二保護層,以及與所述第二保護層接觸的光出射層,所述第一導電層具有第一折射率n1和第一厚度d1,所述第一保護層具有第二折射率n2和第二厚度d2,所述第二導電層具有第三折射率n3和第三厚度d3,所述第二保護層具有第四折射率n4和第四厚度d4,所述光出射層具有第五折射率n5和第五厚度d5,其中,n1在1.8?2.1之間,d1在20nm?80nm;n2在0.1?5之間,d2在0.5nm?10nm之間;n3在0.1?1.5之間,d3在5nm?50nm之間;n4在1.3?2.1之間,d4在0.5nm?25nm之間;n5在1.4?2.4之間,d5在20nm?80nm之間。

[0007] 在一個實施例中,所述第一導電層包括導電金屬氧化物,所述第一保護層包括金屬、能導電的金屬氧化物和能導電的金屬氮化物中的一種;所述第二導電層包括導電材料以及金屬氧化物和/或金屬氮化物;所述第二保護層包括非金屬氧化物、金屬氮化物和金屬氧化物中的一種;所述光出射層包括非金屬的氧化物、氮化物、硫化物、氟化物和碳化物中的一種。[0008] 在一個實施例中,所述第一導電層的材料選自In2O3、SnO2、ZnO、ITO、AZO、IZO、ITiO、IZTO和FTO中的一種;所述第一保護層的材料選自Si、Ti、Al、Ni、Cr、NiCr、TiN、ZnO、TiO2、SnO2、SiO2、Nb2O5、Ta2O5和Si3N4中的一種;所述第二導電層的導電材料選自Ag、Cu、Al、Mo、Ag合金、Cu合金、Al合金和Mo合金中的一種,還含有由所述第二導電層的導電材料的氧化物和/或氮化物形成的夾雜物;所述第二保護層的材料選自TiN、ZnO、TiO2、SnO2、SiO2、Si3N4、AZO、IZO和YZO中的一種;所述光出射層的材料選自TiO2、SnO2、ZnO、Nb2O5、Ta2O5、Si3N4、ZnS,SiO2、Al2O3、MgF,MgS、SiC、AZO、GZO和YZO中的一種。[0009] 在一個實施例中,所述異質(zhì)結層組包括:N型Si晶片;處于所述N型Si晶片的第一表面上的第一本征非晶硅層,所述第一本征非晶硅層中摻雜有氧;處于所述第一本征非晶硅層上的N型非晶硅層,所述N型非晶硅層形成所述第二電子傳輸層;處于所述N型Si晶片的第二表面上的第二本征非晶硅層,所述第二本征非晶硅層與所述第一本征非晶硅層相同;處于所述第二本征非晶硅層上的P型非晶硅層,所述P型非晶硅層形成所述第二空穴傳輸層。[0010] 在一個實施例中,在所述第一本征非晶硅層中,氧的含量為0~30wt%之間。[0011] 在一個實施例中,所述P型非晶硅層的外側還設置有第二光傳輸層,所述第二光傳輸層與所述第一光傳輸層相同,所述P型非晶硅層的折射率在3.2?3.8之間,厚度在0?60nm之間。[0012] 在一個實施例中,所述PN節(jié)包括與所述第一光傳輸層接觸的N型納米硅層和處于所述N型納米硅層上的P型納米硅層,所述P型納米硅層與所述空穴傳輸層接觸。[0013] 在一個實施例中,所述第一電子傳輸層組包括與所述激發(fā)層接觸的電子傳輸層和與所述電子傳輸層接觸的導電層。[0014] 在一個實施例中,所述導電層的材料為In2O3,摻雜物為Ga2O3、ZnO2、CeO2、TiO2、Mo2O3、ZrO2和WO2中的一種或多種,其中In2O3的重量含量為80wt%~100wt%之間,余量為摻雜物和不可避免的雜質(zhì);或所述導電層的材料為ZnO,摻雜物為SnO2、Al2O3、Ga2O3、B2O3中的一種或多種,其中ZnO的重量含量為80wt%~100wt%之間,余量為摻雜物和不可避免的雜質(zhì)。[0015] 與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明的有益效果如下:在本申請的層疊太陽能電池中,異質(zhì)結層組對光吸收層組激發(fā)產(chǎn)生的空穴?電子對的數(shù)量起到了放大作用,從而極大地提高了層疊太陽能電池的效率。附圖說明[0016] 此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解,構成本申請的一部分,本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請,并不構成對本申請的不當限定。在附圖中:[0017] 圖1示意性地顯示了根據(jù)本申請的一個實施例的層疊太陽能電池。[0018] 圖2示意性地顯示了圖1中的第一或第二光傳輸層的結構。具體實施方式[0019] 為使本申請的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結合本申請具體實施例及相應的附圖對本申請技術方案進行清楚、完整地描述。顯然,所描述的實施例僅是本申請一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒旧暾堉械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本申請保護的范圍。[0020] 圖1示意性地顯示了根據(jù)本申請的一個實施例的層疊太陽能電池1的結構。如圖1所示,層疊太陽能電池1包括:光吸收層組10和處于光吸收層組10內(nèi)側(即,遠離外界環(huán)境的方向)并與其接觸的異質(zhì)結層組20。光吸收層組10包括激發(fā)層11、設置在激發(fā)層11的第一側面的第一電子傳輸層組12和設置在激發(fā)層11的第二側面的第一空穴傳輸層組13。異質(zhì)結層組20的第一側面為第二電子傳輸層203,其與第一空穴傳輸層組13接觸。異質(zhì)結層組20的第二側面為第二空穴傳輸層205。[0021] 在這種層疊太陽能電池1中,在太陽光的照射下,激發(fā)層11和異質(zhì)結層組20均被激發(fā)。激發(fā)層11生產(chǎn)生的電子經(jīng)第一電子傳輸層12傳出層疊太陽能電池1。激發(fā)層11產(chǎn)生的空穴通過第一空穴傳輸層組13流向異質(zhì)結層組20并與異質(zhì)結層組20產(chǎn)生的電子復合。異質(zhì)結層組20產(chǎn)生的空穴從第二空穴傳輸層205傳出層疊太陽能電池1。這樣,異質(zhì)結層組20對光吸收層組10激發(fā)產(chǎn)生的空穴?電子對的數(shù)量起到了放大作用,從而極大地提高了層疊太陽能電池1的效率。[0022] 在一個實施例中,第一空穴傳輸層組13包括與激發(fā)層11接觸的空穴傳輸層40,與空穴傳輸層40接觸的PN節(jié)42,與PN節(jié)42接觸的第一光傳輸層41。第一光傳輸層41與第二電子傳輸層203接觸,第一光傳輸層41的折射率小于第二電子傳輸層203的折射率。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),PN節(jié)42在太陽光的照射下也會激發(fā),從而會進一步放大光吸收層組10激發(fā)產(chǎn)生的空穴?電子對的數(shù)量,由此進一步提高了疊層太陽能電池1的效率。另外,由于第一光傳輸層41的折射率小于第二電子傳輸層203的折射率,因此形成了增透層,這有助于太陽能盡可能地照射到層疊太陽能電池1的內(nèi)部(即,更多的太陽光照射到異質(zhì)結層組20),并有助于異質(zhì)結層組20的激發(fā),提高了層疊太陽能電池1的效率。[0023] 在一個實施例中,第一光傳輸層41的折射率在1.15?1.35之間,厚度在50nm?200nm;所述第二電子傳輸層203的折射率在3.5?4.2之間,厚度在0?30nm之間。應理解的是,在本申請中,第二電子傳輸層203的厚度不等于零,而是會大于零。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),將第一光傳輸層41和第二電子傳輸層203設置在此參數(shù)范圍內(nèi),能夠更有效地使太陽光射入到層疊太陽能電池1的內(nèi)部,從而有助于提高層疊太陽能電池1的效率。

[0024] 如圖2所示,第一光傳輸層41包括:與PN節(jié)42接觸的第一導電層410,與第一導電層410接觸的第一保護層411,與第一保護層411接觸的第二導電層412,與第二導電層412接觸的第二保護層413,以及與第二保護層413接觸的光出射層414。即,第一導電層410、第一保護層411、第二導電層412、第二保護層413和光出射層414層疊設置,并且第一導電層410與PN節(jié)42電接觸,光出射層414與異質(zhì)結層組20接觸。

[0025] 第一導電層410具有第一折射率n1和第一厚度d1,第一保護層411具有第二折射率n2和第二厚度d2,第二導電層412具有第三折射率n3和第三厚度d3,第二保護層413具有第四折射率n4和第四厚度d4,光出射層414具有第五折射率n5和第五厚度d5。其中,n1在1.8?2.1之間,d1在20nm?80nm;n2在0.1?5之間,d2在0.5nm?10nm之間;n3在0.1?1.5之間,d3在

5nm?50nm之間;n4在1.3?2.1之間,d4在0.5nm?25nm之間;n5在1.4?2.4之間,d5在20nm?80nm之間。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),通過將第一光傳輸層41構造為這些子層,可方便地將第一光傳輸層41的折射率在1.15?1.35之間調(diào)整,同時保持第一光傳輸層41的厚度在50nm到200nm之間。這樣,太陽光能更有效地超地照射到層疊太陽能1的內(nèi)部,以提高層疊太陽能1的效率。

[0026] 應理解的是,第一光傳輸層41的子層的數(shù)量可以更多或更少(甚至,可以為一層),只要其厚度和折射率能滿足要求即可,這里不再贅述。[0027] 第一導電層410包括導電金屬氧化物,例如第一導電層410的材料選自In2O3、SnO2、ZnO、ITO、AZO、IZO、ITiO、IZTO和FTO中的一種。在ITO中,Sn2O摻雜重量百分比大于0且小于或等于50%;在IZO中,ZnO摻雜重量百分比大于0且小于或等于50%;在AZO中,Al2O3摻雜重量百分比大于0且小于或等于50%;在ITiO中,TiO2摻雜重量百分比大于0且小于或等于10%;在IZTO中,TiO2摻雜重量百分比大于0且小于或等于10%,ZnO摻雜重量百分比大于0且小于或等于40%,在FTO中,F(xiàn)摻雜重量百分比大于0且小于或等于10%。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),使用上述材料時,不但能夠?qū)崿F(xiàn)所要求的折射率,而且具有良好的導電性,降低電阻,有助于提高層疊太陽能1的效率。

[0028] 第一保護層411包括金屬、能導電的金屬氧化物和能導電的金屬氮化物中的一種。例如,金屬可以為Si、Ti、Al、Ni、Cr和NiCr中的一種;金屬氧化物可以為ZnO、TiO2、SnO2、SiO2、Nb2O5、Ta2O5中的一種;金屬氮化物可以為TiN、Si3N4中的一種。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),第一保護層411選用這些材料不但可以實現(xiàn)所要求的折射率,而且具有良好的抗氧性能,這可以防止氧分子滲透到第二導電層412處,從而保證第二導電層412具有良好地導電性。此外,由于第一保護層411的厚度較小,金屬氧化物或金屬氮化物由于量子隧穿效應也具有較好的導電性,有助于提高層疊太陽能1的效率。

[0029] 第二導電層412包括導電材料以及不可避免的金屬氧化物和/或金屬氮化物夾雜。例如,導電材料選自Ag、Cu、Al、Mo、Ag合金、Cu合金、Al合金和Mo合金中的一種。在一個具體的實施例中,在Ag合金層中,Ag的重量比例大于50%,其余50%可以為Zn、Cu、In、Pt、Pd、Au、Nb、Nd、B、Bi、Ni等金屬元素一種;在Cu合金中,Cu的重量比例大于50%,其余50%可以為Zn、Ag、In、Pt、Pd、Au、Nb、Nd、B、Bi、Ni等金屬元素一種;在Mo合金層中,Mo的重量比例大于80%,其余20%可以為Zn、Cu、In、Pt、Pd、Au、Nb、Nd、B、Bi、Ni等金屬元素一種;在Al合金層中,Al的重量比例大于80%,其余20%可以為Zn、Cu、In、Pt、Pd、Au、Nb、Nd、B、Bi、Ni、等金屬元素一種。金屬氧化物和/或金屬氮化物夾雜則由在金屬靶材鍍膜過程中,通入的少量氧氣、氮氣使金屬或合金氧化、氮化而形成。這些金屬或合金具有良好的導電性,即使含有少量的金屬氧化物和/或氮化物夾雜,也并不從整體上弱化第二導電層412的導電性。另外,這些金屬氧化物、金屬氮化物也改善了第二導電層412的光透過性。這有助于提高層疊太陽能1的效率。

[0030] 第二保護層413包括非金屬氧化物、金屬氮化物和金屬氧化物中的一種。例如,非金屬氧化物、金屬氮化物、金屬氧化物可以為TiN、ZnO、TiO2、SnO2、SiO2、Si3N4。這些化合物形成的第二保護層413具有良好的耐候性,而且防水性很好,提高了對第二導電層412的保護作用。由于第二保護層413的厚度較小,因此非金屬氧化物、金屬氮化物和金屬氧化物由于量子隧穿效應也具有較好的導電性,這使得第二保護層413具有較好的導電性,有助于提高層疊太陽能1的效率。[0031] 光出射層414包括非金屬的氧化物、氮化物、硫化物、氟化物、碳化物中的一種。例如,光出射層414的材料選自TiO2、SnO2、ZnO、Nb2O5、Ta2O5、Si3N4、ZnS,SiO2、Al2O3、MgF,MgS、SiC、AZO、GZO和YZO中的一種。這些材料的折射率較高,有助于達到光取出層200的折射率要求。另外,由于量子隧穿效應,這些化合物也具有適當?shù)膶щ娦?,這可以降低光出射層414(以及光取出層200)的電阻,有助于提高層疊太陽能1的效率。[0032] 還如圖1所示,PN節(jié)42包括與第一光傳輸層41接觸的N型納米硅層420和處于N型納米硅層420上的P型納米硅層421,P型納米硅層421與空穴傳輸層40接觸。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),PN節(jié)42不但可以放大對激發(fā)層11的激發(fā)效果,而且可有效降低界面電阻,從而有助于提高層疊太陽能1的效率。

[0033] 仍如圖1所示,異質(zhì)結層組20包括:N型Si晶片201;處于N型Si晶片201的第一表面上的第一本征非晶硅層202,第一本征非晶硅層202中摻雜有氧;處于第一本征非晶硅層202上的N型非晶硅層203,N型非晶硅層203形成前文所述第二電子傳輸層203;處于N型Si晶片201的第二表面上的第二本征非晶硅層204,第二本征非晶硅層204與第一本征非晶硅層201相同;處于第二本征非晶硅層204上的P型非晶硅層205,P型非晶硅層205形成第二空穴傳輸層205。發(fā)明人還發(fā)現(xiàn),在這種異質(zhì)結層組20中,處于N型Si晶片201兩側的半導體層組都可以被激發(fā),由此異質(zhì)結層組20的光激發(fā)效率較高,這有助于進一步提高對光吸收層組10的光激發(fā)效果的放大作用,從而進一步提高層疊太陽能電池1的效率。此外,發(fā)明人還發(fā)現(xiàn),在第一本征非晶硅層202和第二本征非晶硅層204中摻雜氧,這可增加第一本征非晶硅層202和第二本征非晶硅層204的透光度,從而進一步有助于提高異質(zhì)結層組20的激發(fā)效果,這進一步提高了層疊太陽能電池1的效率。

[0034] 在一個具體的實施例中,在第一本征非晶硅層202中,氧的含量為0~30wt%之間。應注意的是,在第一本征非晶硅層202中,氧的含量是大于零的。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),在這種氧摻雜濃度下,不但提高了第一本征非晶硅層202和第二本征非晶硅層204的透光性,而且Si不會全部化合成SiO2,使得第一本征非晶硅層202和第二本征非晶硅層204仍具有較高的電子/空穴傳輸效果,這進一步提高了層疊太陽能電池1的效率。

[0035] 還如圖1所示,P型非晶硅層205的外側還設置有第二光傳輸層30,第二光傳輸層與第一光傳輸層41相同;P型非晶硅層205的折射率3.2?3.8之間,厚度在0?60nm之間。應注意的是,P型非晶硅層205的厚度是大于零的。在這種結構中,將第二光傳輸層30和P型非晶硅層205(即,第二空穴傳輸層205)也形成了增透層,有助于太陽光射入到異質(zhì)結層組20的內(nèi)部并激發(fā),從而有助于提高層疊太陽能電池1的效率。[0036] 第一電子傳輸層組12包括與激發(fā)層11接觸的電子傳輸層120和與電子傳輸層120接觸的導電層121。在一個具體的實施例中,導電層121的材料為In2O3,摻雜物為Ga2O3、ZnO2、CeO2、TiO2、Mo2O3、ZrO2和WO2中的一種或多種,其中In2O3的重量含量為80wt%~100wt%之間,余量為摻雜物和不可避免的雜質(zhì);或?qū)щ妼?21的材料為ZnO,摻雜物為SnO2、Al2O3、Ga2O3、B2O3中的一種或多種,其中ZnO的重量含量為80wt%~100wt%之間,余量為摻雜物和不可避免的雜質(zhì)。相比于現(xiàn)有技術中使用的ITO,本申請的導電層121的材料不但透光性更好,而且導電性也更好,這有助于進一步提高層疊太陽能電池1的效率。[0037] 還應理解的是,在導電層121的外側設置有第一金屬電極層50,在第二光傳輸層30的外側設置有第二金屬電極層60。第一電極層50和第二電極層60用于與外界導線聯(lián)通以導電,這里不再贅述。[0038] 實施例1:[0039] 對于光吸收層10,激發(fā)層11為鈣鈦礦光敏層FAPbI3。電子傳輸層120為SnO,厚度為20nm。導電層121為IMO(即:In2O3中摻雜Mo2O3,In2O3的含量為95wt%),空穴傳輸層40為NiO。

[0040] 對于PN節(jié)42,P型納米硅層421的厚度為22nm;N型納米硅層420的厚度為28nm。[0041] 對于光傳輸層,第一光傳輸層41和第二光傳輸層30相同。第一導電層410為IZO,厚度為45nm,折射率為2.0;第一保護層411為Ti,厚度為1nm,折射率為1.9;第二導電層412為AgIn與AgInOx的混合物,厚度為8nm,折射率為0.3;第二保護層413為ZnO,厚度為15nm,折射率為2.0;光出射層414為MgF,厚度為60nm,折射率為1.45。[0042] 對于異質(zhì)結層組20,N型Si晶片201的厚度0.2mm;第一本征非晶硅層202和第二本征非晶硅層204中,氧含量25wt%,厚度為10nm;N型非晶硅層203的厚度10nm;P型非晶硅層205的厚度10nm。

[0043] 第一金屬電極層50為Ag漿;第二金屬電極層60為Ag漿。[0044] 實施例1的層疊太陽能電池的效率如表1所示。[0045] 實施例2:[0046] 對于光吸收層10,激發(fā)層11為鈣鈦礦光敏層FAPbI3。電子傳輸層120為ZnO,厚度為15nm。導電層121為IWO(即:In2O3中摻雜WO2,In2O3的含量為98wt%),空穴傳輸層40為MoO3。

[0047] 對于PN節(jié)42,P型納米硅層421的厚度為20nm;N型納米硅層420的厚度為19nm。[0048] 對于光傳輸層,第一光傳輸層41和第二光傳輸層30相同。第一導電層410為ZnO,厚度為60nm,折射率為2.0;第一保護層411為Si,厚度為1nm,折射率為3.8;第二導電層412為AlTi與AlTiOx的混合物,厚度為15nm,折射率為1.0;第二保護層413為YZO,厚度為25nm,折射率為2.0;光出射層414為SiC,厚度為75nm,折射率為1.55。[0049] 對于異質(zhì)結層組20,N型Si晶片201的厚度0.2mm;第一本征非晶硅層202和第二本征非晶硅層204中,氧含量為20wt%,厚度為7nm;N型非晶硅層203的厚度10nm;P型非晶硅層205的厚度10nm。

[0050] 第一金屬電極層50為Ag漿;第二金屬電極層60為Ag漿。[0051] 實施例2的層疊太陽能電池的效率如表1所示。[0052] 實施例3:[0053] 對于光吸收層10,激發(fā)層11為鈣鈦礦光敏層FAPbI3。電子傳輸層120為SnO2,厚度為15nm。導電層121為IWO(即:In2O3中摻雜WO2,In2O3的含量為90wt%),空穴傳輸層40為WO3。[0054] 對于PN節(jié)42,P型納米硅層421的厚度為16nm;N型納米硅層420的厚度為25nm。[0055] 對于光傳輸層,第一光傳輸層41和第二光傳輸層30相同。第一導電層410為FTO,厚度為60nm,折射率為1.9;第一保護層411為Cr,厚度為1.5nm,折射率為2.7;第二導電層412為AgZn與AgZnOx的混合物,厚度為9nm,折射率為0.3;第二保護層413為TiO2,厚度為15nm,折射率為2.0;光出射層414為Ta2O5,厚度為45nm,折射率為2.0。[0056] 對于異質(zhì)結層組20,N型Si晶片201的厚度0.2mm;第一本征非晶硅層202和第二本征非晶硅層204中,氧含量為30wt%,厚度為5nm;N型非晶硅層203的厚度10nm;P型非晶硅層205的厚度10nm。

[0057] 第一金屬電極層50為Ag漿;第二金屬電極層60為Ag漿。[0058] 實施例3的層疊太陽能電池的效率如表1所示。[0059] 實施例4:[0060] 對于光吸收層10,激發(fā)層11為鈣鈦礦光敏層FAPbI3。電子傳輸層120為TiO2,厚度為7nm。導電層121為AGZO(即:ZnO中摻雜Al2O3和Ga2O3,ZnO的含量為96wt%,Al2O3的含量為2wt%,余量為Ga2O3和不可避免的雜質(zhì)),空穴傳輸層40為Cu2O。

[0061] 對于PN節(jié)42,P型納米硅層421的厚度為28nm;N型納米硅層420的厚度為10nm。[0062] 對于光傳輸層,第一光傳輸層41和第二光傳輸層30相同。第一導電層410為ITO,厚度為50nm,折射率為1.9;第一保護層411為SnO2,厚度為5nm,折射率為2.0;第二導電層412為CuNi與CuNiNx的混合物,厚度為20nm,折射率為0.9;第二保護層413為Si3N4,厚度為10nm,折射率為2.0;光出射層414為YZO,厚度為40nm,折射率為2.0。[0063] 對于異質(zhì)結層組20,N型Si晶片201的厚度0.2mm;第一本征非晶硅層202和第二本征非晶硅層204中,氧含量為15wt%,厚度為5nm;N型非晶硅層203的厚度10nm;P型非晶硅層205的厚度10nm。

[0064] 第一金屬電極層50為Ag漿;第二金屬電極層60為Ag漿。[0065] 實施例4的層疊太陽能電池的效率如表1所示。[0066] 實施例5:[0067] 對于光吸收層10,激發(fā)層11為鈣鈦礦光敏層FAPbI3。電子傳輸層120為Al2O3,厚度為5nm。導電層121為BGZO(即:ZnO中摻雜B2O3和Ga2O3,ZnO的含量為98wt%,B2O3的含量為1wt%,余量為Ga2O3和不可避免的雜質(zhì)),空穴傳輸層40為CuO。

[0068] 對于PN節(jié)42,P型納米硅層421的厚度為25nm;N型納米硅層420的厚度為25nm。[0069] 對于光傳輸層,第一光傳輸層41和第二光傳輸層30相同。第一導電層410為ITiO,厚度為38nm,折射率為2.0;第一保護層411為Al,厚度為2nm,折射率為0.9;第二導電層412為AgAl與AgAlOx的混合物,厚度為7nm,折射率為0.3;第二保護層413為TiN,厚度為7nm,折射率為2.0;光出射層414為SnO2,厚度為40nm,折射率為2.0。[0070] 對于異質(zhì)結層組20,N型Si晶片201的厚度0.2mm;第一本征非晶硅層202和第二本征非晶硅層204中,氧含量為20wt%,厚度為6nm;N型非晶硅層203的厚度10nm;P型非晶硅層205的厚度10nm。

[0071] 第一金屬電極層50為Ag漿;第二金屬電極層60為Ag漿。[0072] 實施例5的層疊太陽能電池的效率如表1所示。[0073] 對比例[0074] 對比例為現(xiàn)有技術中普通的鈣鈦礦太陽能電池。[0075] 激發(fā)層為鈣鈦礦光敏層FAPbI3。電子傳輸層為SnO2??昭▊鬏攲訛镃uO。[0076] 對比例的層疊太陽能電池的效率如表1所示。[0077] 表1[0078][0079] 如表1所示,根據(jù)本申請的實施例1?5的層疊太陽能電池的效率較高,均在30%以上,而現(xiàn)有技術中的太陽能電池的效率在20%左右,這說明根據(jù)本申請的層疊太陽能電池的效率更高。[0080] 以上所述僅為本申請的實施例而已,并不用于限制本申請。對于本領域技術人員來說,本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原理之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本申請的權利要求范圍之內(nèi)。



聲明:
“層疊太陽能電池” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術所有人。
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