一种叠层太阳能电池制造技术

本发明专利技术公开了一种叠层太阳能电池，涉及光伏技术领域，以提高叠层太阳能电池对光能的利用率，从而提升叠层太阳能电池的光电转换效率。所述叠层太阳能电池包括：底电池和位于底电池之上的顶电池；底电池包括第一掺杂部和第二掺杂部，第一掺杂部和第二掺杂部形成至少一个PN结，第一掺杂部的多子载流子为第一类载流子，第二掺杂部的多子载流子为第二类载流子；底电池具有贯穿底电池的第一电极孔和第二电极孔，第一电极形成于第一电极孔内，第二电极形成于第二电极孔内；第一电极和第一掺杂部相接触，用于导出底电池和顶电池的第一类载流子；第二电极和第二掺杂部相接触，用于导出底电池和顶电池的第二类载流子。

【技术实现步骤摘要】
一种叠层太阳能电池
本专利技术涉及光伏
，尤其涉及一种叠层太阳能电池。
技术介绍
叠层太阳能电池是一种由顶电池和底电池复合而成的电池结构。顶电池由宽带隙的透光材料制造形成。底电池由较窄禁带宽度的透光材料制造形成。基于此，波长较短的太阳光可以被位于上方的顶电池所利用，波长较长的太阳光可以经顶电池透射至底电池内，并被底电池所利用，因此，叠层太阳能电池可以利用太阳光波长范围比较广，具有较高的光能利用率。现有技术中，可以以指交叉背接触(Interdigitatedbackcontact，缩写为IBC)电池为底电池，吸收顶电池所产生的载流子，并在IBC电池的底部的发射极和背场引出载流子。但是，顶电池产生的载流子在IBC电池内会出现一定程度的复合，导致叠层电池效率比较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种叠层太阳能电池，以提高叠层太阳能电池对光能的利用率，从而提升叠层太阳能电池的光电转换效率。本专利技术提供了一种叠层太阳能电池。该叠层太阳能电池包括：底电池和位于底电池之上的顶电池。底电池包括第一掺杂部和第二掺杂部。第一掺杂部和第二掺杂部形成至少一个PN结。第一掺杂部的多子载流子为第一类载流子。第二掺杂部的多子载流子为第二类载流子。上述底电池具有贯穿底电池的第一电极孔和第二电极孔。第一电极形成于第一电极孔内。第二电极形成于第二电极孔内。上述第一电极和第一掺杂部相接触，用于导出底电池和顶电池的第一类载流子。第二电极和第二掺杂部相接触，用于导出底电池和顶电池的第二类载流子。采用上述技术方案的情况下，本专利技术提供的叠层太阳能电池中，底电池具有的第一掺杂部和第二掺杂部可以形成至少一个PN结。并且，底电池内部形成有贯穿底电池的第一电极和第二电极，使得在叠层太阳能电池工作过程中，第一电极可以导出顶电池和底电池内产生的第一类载流子，且第二电极可以导出顶电池和底电池内产生的第二类载流子。换句话说，顶电池所具有的半导体层吸收太阳光后产生的第一类载流子和第二类载流子均可以在顶电池内沿着靠近顶电池背光面的方向运动，并分别被贯穿底电池的第一电极和第二电极收集。基于上述原因，本专利技术提供的叠层太阳能电池可以降低顶电池内产生的第一类载流子或第二类载流子在穿过底电池时与底电池内产生的第二类载流子或第一类载流子发生复合的概率，从而可以增强底电池在光照下产生的光生电场，提高叠层太阳能电池对光能的利用率，最终提升叠层太阳能电池的光电转换效率。在一种可能的实现方式中，每个PN结包括：垂直于顶电池的第一结区。采用上述技术方案的情况下，当底电池内形成的PN结包括垂直于顶电池的第一结区时，形成PN结的第一掺杂部和第二掺杂部的长度延伸方向垂直于顶电池的底面。在此情况下，当贯穿底电池的第一电极孔和第二电极孔的轴向也垂直于顶电池的底面时，第一电极和第二电极的长度延伸方向分别与第一掺杂部和第二掺杂部的长度延伸方向相同，因此，第一电极和第二电极分别与第一掺杂部和第二掺杂部的接触面积较大。此时，第一掺杂部产生的第一类载流子在内建电场的作用下很容易被第一电极导出，降低第一类载流子在底电池内的复合概率。同时，第二掺杂部产生的第二类载流子在内建电场的作用下很容易被第二电极导出，降低了第二类载流子在底电池内的复合概率，从而提高叠层太阳能电池的光电转换效率。在一种可能的实现方式中，每个PN结包括：平行顶电池底面的第二结区。采用上述技术方案的情况下，当底电池内形成的PN结包括平行顶电池底面的第二结区时，底电池所包括的第一掺杂部和第二掺杂部为沿着底电池的厚度方向层叠在一起的叠层结构。基于此，在制作底电池时，可以采用较为成熟的沉积工艺制造第一掺杂部和第二掺杂部，降低叠层太阳能电池的制造难度。并且，当底电池内形成的PN结包括平行顶电池底面的第二结区时，底电池内形成的PN结界面与底电池的受光面平行，光线由底电池的受光面透射入底电池后可以较为均匀的照射在整个PN结界面，从而在底电池各区域内产生数量均衡的第一类载流子和第二类载流子，降低第一类载流子向第一掺杂部运动、以及第二类载流子朝向第二掺杂部运动时因两类载流子分布不均匀而发生复合的概率，进而在连通外电路时有利于形成较大的电流，提高叠层太阳能电池的工作性能。在一种可能的实现方式中，PN结仅包括垂直顶电池底面的第一结区，第一电极的材质包括金属材料和/或第一类载流子传导材料。在实际应用的过程中，在底电池内形成的PN结仅包括垂直于顶电池的第一结区的情况下，第一电极位于底电池内的部分可以与底电池所包括的第一掺杂部接触，而不会与第二掺杂部相接触。此时，无论第一电极的材质为金属材料还是第一类载流子传导材料，在底电池内形成的PN结内建电场的作用下，第一电极只传导底电池和顶电池内产生的第一类载流子，而不会传导第二类载流子，从而扩大了第一电极的材料选择范围。在一种可能的实现方式中，PN结仅包括垂直顶电池底面的第一结区，第二电极的材质包括金属材料和/或第二类载流子传导材料。在实际应用的过程中，在底电池内形成的PN结仅包括垂直于顶电池的第一结区的情况下，第二电极位于底电池内的部分可以与底电池所包括的第二掺杂部接触，而不会与第一掺杂部接触。此时，无论第二电极的材质为金属材料还是第二类载流子传导材料，在底电池内形成的PN结内建电场的作用下，第二电极只传导底电池和顶电池内产生的第二类载流子，而不会传导第二类载流子，从而扩大了第二电极的材料选择范围。在一种可能的实现方式中，每个第一电极包括沿着远离顶电池的方向分布的第一传导部和第一金属部。第一传导部至少部分部位位于相应第一电极孔内。第一传导部的材质为第一类载流子传导材料。第二电极包括沿着远离顶电池的方向分布的第二传导部和第二金属部。第二传导部至少部分部位位于相应第二电极孔内。第二传导部的材质为第二类载流子传导材料。采用上述技术方案的情况下，因每个第一电极均包括至少部分部位位于相应第一电极孔，且材质为第一类载流子传导材料的第一传导部，故每个第一电极均具有良好的载流子传导选择性。此时，每个第一电极可仅传输第一类载流子，防止PN结短路。并且，因金属材料相比于第一类载流子传导材料具有更好的导电特征，所以当第一电极还包括位于第一传导部远离顶电池的表面的第一金属部时，可以提高第一电极的导电性能。同理，因每个第二电极均包括上述第二传导部、以及位于第二传导部远离顶电池的表面的第二金属部，故每个第二电极具有良好的载流子传导选择性的同时还具有良好的导电性能。在一种可能的实现方式中，因第一电极与第二掺杂部接触情况的不同，故第一金属部相对于第一电极孔的位置也不同。同理，因第二电极与第一掺杂部接触情况的不同，第二金属部相对于第二电极孔的位置也不同。例如：第一金属部至少部分部位位于相应第一电极孔内。第二金属部至少部分部位位于相应第二电极孔内。此时，在至少保证第一电极与第二掺杂部接触的部分为第一传导部的情况下，可以适当的增加第一金属部位于第一电极孔内的长度，以提高第一类载流子在第一电极内的传导速率。同理，在至少保证第二电极与第一掺杂部接触的部分为第二传导部的情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种叠层太阳能电池，其特征在于，包括：底电池和位于所述底电池之上的顶电池；所述底电池包括第一掺杂部和第二掺杂部，所述第一掺杂部和所述第二掺杂部形成至少一个PN结，所述第一掺杂部的多子载流子为第一类载流子，所述第二掺杂部的多子载流子为第二类载流子；/n所述底电池具有贯穿所述底电池的第一电极孔和第二电极孔，第一电极形成于所述第一电极孔内，第二电极形成于第二电极孔内；/n所述第一电极和所述第一掺杂部相接触，用于导出所述底电池和所述顶电池的第一类载流子；所述第二电极和所述第二掺杂部相接触，用于导出所述底电池和所述顶电池的第二类载流子。/n

【技术特征摘要】
1.一种叠层太阳能电池，其特征在于，包括：底电池和位于所述底电池之上的顶电池；所述底电池包括第一掺杂部和第二掺杂部，所述第一掺杂部和所述第二掺杂部形成至少一个PN结，所述第一掺杂部的多子载流子为第一类载流子，所述第二掺杂部的多子载流子为第二类载流子；
所述底电池具有贯穿所述底电池的第一电极孔和第二电极孔，第一电极形成于所述第一电极孔内，第二电极形成于第二电极孔内；
所述第一电极和所述第一掺杂部相接触，用于导出所述底电池和所述顶电池的第一类载流子；所述第二电极和所述第二掺杂部相接触，用于导出所述底电池和所述顶电池的第二类载流子。


2.根据权利要求1所述的叠层太阳能电池，其特征在于，每个所述PN结包括：
垂直于所述顶电池的第一结区；和/或，
平行顶电池底面的第二结区。


3.根据权利要求1所述的叠层太阳能电池，其特征在于，所述PN结仅包括垂直顶电池底面的第一结区，所述第一电极的材质包括金属材料和/或第一类载流子传导材料；和/或，所述第二电极的材质包括金属材料和/或第二类载流子传导材料。


4.根据权利要求3所述的叠层太阳能电池，其特征在于，每个所述第一电极包括沿着远离所述顶电池的方向分布的第一传导部和第一金属部；所述第一传导部至少部分部位位于相应所述第一电极孔内，所述第一传导部的材质为第一类载流子传导材料；
所述第二电极包括沿着远离所述顶电池的方向分布的第二传导部和第二金属部；所述第二传导部至少部分部位位于相应所述第二电极孔内，所述第二传导部的材质为第二类载流子传导材料。


5.根据权利要求4所述的叠层太阳能电池，其特征在于，所述第一金属部至少部分部位位于相应所述第一电极孔内，所述第二金属部至少部分部位位于相应所述第二电极孔内；或，
所述第一金属部位于所述第一电极孔外，所述第二金属部位于所述第二电极孔外。


6.根据权利要求2所述的叠层太阳能电池，其特征在于，所述PN结包括平行顶电池底面的第二结区；
所述第一电极接触所述第二掺杂部的部位设置成第三传导部，所述第三传导部的材质为第一类载流子传导材料；
所述第二电极接触所述第一掺杂部的部位设置成第四传导部；所述第四传导部的材质为第二类载流子传导材料。


7.根据权利要求1～6任一项所述的叠层太阳能电池，其特征在于，所述底电池包括垂直于所述顶电池的第一结区，且远离所述顶电池底面的一侧不具有平行顶电池底面的第二结区；
所述第一电极在远离所述顶电池的一侧具有延伸出相应所述第一电极孔的第一外缘部，所述叠层...

【专利技术属性】
技术研发人员：李子峰，吴兆，徐琛，
申请(专利权)人：隆基绿能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61