薄膜串接结硅太阳能电池制造技术

本实用新型专利技术涉及薄膜串接结硅太阳能电池。薄膜串接结硅太阳能电池，包括：衬底（41）；正面电极（42）；顶部电池（51），其包括非晶硅i层；底部电池（43），其包括微晶硅i层；背面电极（47）和背面反射体（48）；其特征在于：正面电极包括ZnO，并且所述ZnO的混浊度是12%，底部电池（43）基本上是1.3μm厚，以及在AM1.5下，在1000h的光浸渍之后稳定化效率高于11%。已经与减反射概念相结合地在仅仅1.3μm的底部电池厚度下的生成态LPCVDZnO正面TCO上实现了具有11.0%的稳定化效率的非微晶叠层串接电池。应用高级LPCVDZnO正面TCO，在仅0.8μm的底部电池厚度下，已经实现了10.6%的稳定化串接电池。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及太阳能电池并且特别地涉及薄膜串接结硅太阳能电池。
技术介绍
图9示出本领域中已知的串接结硅薄膜太阳能电池。现有技术中的此类薄膜太阳能电池50通常包括被连续地堆叠在衬底41上的第一或正面电极42、一个或多个半导体薄膜p-i-n结(52 - 54,51,44 一 46,43)和第二或背面电极47。每个p-i_n结51、43或薄膜光电转换单元包括被夹在P型层52、44与η型层Μ、46之间的i型层53、45 (ρ型=正掺杂，η型=负掺杂)。在本文中基本上本征的被理解为未掺杂或本质上未表现出结果产生的掺杂。光电转换主要在此i型层中发生；因此其也称为吸收体层。TCO正面和背面电极或电极层接触层42、47可以由氧化锌、氧化锡、ITO等制成。通常在用于将尚未被吸收的光反射回至活性层的背面接触之后施加反射体48;其可以是漫白反射体或金属(Ag、Al)反射体。如果将具有a-Si i层53的顶部电池51与包括μ c-Si: H的i层45的底部电池43组合，则在下文中将串接结硅太阳能电池称为非微晶叠层(Micromorph)电池。在朝向实现电网平价(grid parity)的方法中，薄膜硅太阳能模块提供了用于降低制造成本的显著潜力。与晶体技术相比，基于非晶和微晶硅的技术的挑战是模块性能的改善。虽然现在基于非晶和微晶硅的当前制造生产线正在操作中，但除成本降低之外主要关心的是对较高效率的需要。相当多的努力已经集中在改善的器件效率上。这里报导了关于使用工业PECVD KAI设备和LPCVD(低压化学汽相沉积)ZnO作为TCO技术(可从Oerlikon Solar AG公司(Trilbbach，Switzerland)获得的各制造系统)的非晶p_i_n单结和非微晶叠层串接电池的状态。由于光俘获是改善性能的关键之一，所以已经特别注意到适合于非晶或非微晶叠层串接太阳能电池的LPCVD ZnO的开发。另外，Oerlikon已经开发了允许进一步减少到吸收体中的光耦合的损失的内部AR概念。
技术实现思路
根据本技术，提供了一种薄膜串接结硅太阳能电池，包括衬底；正面电极； 顶部电池，其包括非晶硅i层；底部电池，其包括微晶硅i层；背面电极和背面反射体；其特征在于正面电极包括&10，并且所述ZnO的混浊度是12%，底部电池基本上是1. 3 μ m厚，以及在AMI. 5下，在IOOOh的光浸渍之后稳定化效率高于11%。根据本技术，提供了一种薄膜串接结硅太阳能电池，包括衬底；正面电极； 顶部电池，其包括非晶硅i层；底部电池，其包括微晶硅i层；背面电极和背面反射体；其特征在于正面电极包括&10，并且所述ZnO的混浊度是40%，底部电池基本上是0. 8 μ m厚，两个i层的相加厚度为约1 μ m，在AMI. 5下，在IOOOh的光浸渍之后稳定化效率高于10. 5%。根据本技术，提供了一种薄膜串接结硅太阳能电池，包括衬底；正面电极； 顶部电池，其包括非晶硅i层；底部电池，其包括微晶硅i层；背面电极和背面反射体；布置在顶部电池与底部电池之间的表现出1. 68的折射率的中间反射体；其特征在于正面电极包括&ι0，并且所述SiO的混浊度是12%，底部电池基本上是1. 6 μ m厚，顶部电池基本上是160nm厚，以及在AMI. 5下，在IOOOh的光浸渍之后稳定化效率高于11%。实验。为了改善针对太阳能器件质量的非晶硅和尤其是微晶硅的沉积速率，平板显示器型反应器(通过Oerlikon Solar AG在市场上可买到的类型KAI)适合于以40. 68 MHz的较高激励频率运行。对于本文所述的实验而言，在KAI-M (520X410 mm2)反应器中获得结^ ο为了改善光俘获，正在聚焦于用于最优化a-Si:H单结、分别地非微晶叠层串接太阳能电池的LPCVD正面ZnO接触层的调谐。因此，已经开发了不同类型的正面TC0(生成态 (as-grown) A型和B型，在600nm处超过40%的混浊度(Haze))并针对非常高效光散射进行调整。另外，已经发现内部AR (减反射)概念允许到器件中的进一步增强的光耦合。最近，已经开发了与作为正面TCO的商用SnA相组合的基于PECVD工艺的中间反射体概念。然而，这导致微晶线硅底部电池中的显著的光学损耗。因此，已经在LPCVD ZnO 上的非微晶叠层串接中实现了中间反射体，从而改善每个界面并将此类正面TCO的增强型光学光管理的优点考虑在内。与白反射体相组合的ZnO背面接触显示出优良的光俘获性质并已经被系统地应用于这里介绍的所有电池中。测试电池被激光划线成明确限定的Icm2的区域。通过激光划线来将微型模块图案化成单片串联连接。为了评估稳定化性能，在1太阳照度下在50°C下对串接电池进行光浸渍达到1000 小时。在从双源太阳模拟器递送的AM 1.5照度下表征器件。用Perkin-Elmer lambda 950 光谱仪来分析透射的光谱数据。附图说明图1 (A) = Schott Borofloat 33玻璃衬底上的A型LPCVD ZnO的总和漫射透射。图1 (B)具有约12%的混浊度的生成态SiO的放大表面。图2 用于a_Si:H单结太阳能电池的10.09士 0.3 %的稳定化记录效率的NREL I(V)图。图3 针对记录电池#3497的从NREL的相对QE和在NREL处测量的AMI. 5下的短路电流密度导出的绝对外量子效率。图4 由伊斯普拉(Ispra)中的JRC的ESTI实验室获得的、A型LPCVD-ΖηΟ上的最好的p-i-n a-Si:H (光浸渍的)10X10 cm2微型模块的AMI. 5 I-V特性。本征a_Si:H吸收体具有仅180nm的厚度。图5 在初始和光浸渍状态下的A型ZnO上逐渐形成的非微晶叠层串接电池AMI. 5 特性。图6 :A型&B型正面SiO上的非微晶叠层串接电池的QE。图7:具有仅0.8μπι的μ c-Si: H层厚度的B型正面ZnO上的初始和光浸渍状态下的非微晶叠层串接电池。图8 使用A型ZnO作为正面TCO的具有结合的中间反射体的初始和完全光浸渍状态下的非微晶叠层串接电池。图9 非微晶叠层串接结太阳能电池的现有技术配置。4图10 根据本专利技术的实施例的串接结硅薄膜太阳能电池的示意图。具体实施方式结果在LPCVD反应器系统中已经开发了 UnO)正面接触层42，得到如图1 (A)和图1 (B)所示的改善的光学透射特性。此ZnO膜代表A型材料，而不同的B型ZnO被以不同的方式处理以实现 40%的非常高的混浊度。图1 (A)示出khott Borofloat 33玻璃衬底上的A型LPCVD ZnO的总和漫射透射。图1 (B)示出放大的生成态&ιο。A型SiO的混浊度约为U%。在先前的研究中，已经尤其针对SnOjP LPCVD ZnO认真地探究了本征a_Si :H吸收体层(图9，细部53)的厚度对初始和稳定化效率的影响。而对于市场上买到的SnA而言， TCO的性质是固定的并由供应商确定，本文所使用的LPCVD过程允许关于正面TCO(图9，细部42)的光学和结构特征的进一步改善。因此，调谐PECVD电池沉积和正面TCO两者为在相当薄的本征吸收体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J迈尔，S贝纳格利，J拜拉特，D博雷洛，J施泰因豪泽，J赫策尔，L卡斯滕斯，JB奥尔汉，Y德杰里达尼，E瓦拉特绍瓦因，U克罗尔，
申请(专利权)人：欧瑞康太阳能股份公司特吕巴赫，
类型：实用新型
国别省市：