[发明专利]太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种化合物太阳能电池。

背景技术

太阳能电池成为能源领域的研究热点，其可被安装于房屋等建筑构件上、汽车等行动装置上、室内、甚至各种便携式电子装置上，用于将太阳光能转化为电能。

一种典型的太阳能电池的结构包括P型半导体材料层和N型半导体材料层。该太阳能电池的光电转换过程是指当太阳光照射到半导体材料层上时，其中一部分被表面反射掉，其余部分被半导体材料层吸收或透过。被吸收的光子，当然有一些变成热能，另一些则同组成半导体的原子及价电子碰撞，于是产生电子-空穴对。这样，光能就以产生电子-空穴对的形式转变为电能，并在P型半导体材料层和N型半导体材料层相邻面两边形成势垒电场，使电子驱向N区，空穴驱向P区，从而N区有过剩的电子，P区有过剩的空穴，在P-N结附近形成与势垒电场方向相反的光生电场。光生电场的一部分除抵销势垒电场外，还使P型半体材料层带正电，N型半导体材料层带负电，在N区与P区之间的薄层产生所谓光生伏打电动势。若分别在P型半体材料层和N型半导体材料层接上电极引线，接通负载，则外电路便有电流通过。如此形成的一个个电池元件，把它们串联、并联起来，就能产生一定的电压和电流，输出功率。

如<<新材料产业>>，2003年第7期上发表的<<硅基太阳能电池与材料>>一文所述，硅基材料被认为是目前较理想的太阳能电池材料。然而，硅基太阳能电池制造成本高，其光电转换效率也有待提高。

发明内容

有鉴于此，提供一种具有更好光电转换性能的太阳能电池实为必要。

一种太阳能电池，其包括:一背电极层；一P型半导体层；一N型半导体层；一前电极层，所述背电极层及前电极层分别与所述P型半导体层及N型半导体层接触，所述P型半导体层与所述N型半导体层相连，所述P型半导体层材质为P型纳米半导体化合物，所述N型半导体层材质为N型纳米半导体化合物。

由于材质微粒为纳米级尺寸，所述P型半导体层及N型半导体层表面粗糙度较低，从而有助于产生的电子、空穴的迁移，提高光电转换效率。所述P型半导体层及N型半导体层在生长时，也容易形成与下层相一致的晶格取向，从而生长质量较好，有助于生长时减少位错等晶格缺陷，如此电子、空穴在迁移时受到的阻力较小，有助于提高光电转换效率。

附图说明

图1是本发明的实施例提供的太阳能电池示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的太阳能电池作进一步详细说明。

请参阅图1，本发明的实施例提供的太阳能电池100包括依序叠置的一基板10、一背电极层20、一P型半导体层30、一P-N过渡层40、一N型半导体层50以及一前电极层60。

依铺设时的刚性、可挠性或机械强度的需要，所述基板10的材质可以选用玻璃、硅、金属或合金。所述基板10的厚度可以在10微米~100微米之间。

所述背电极层20的材质可以选自铝(Al)、银(Ag)、铜(Cu)、钼(Mo)等金属单质或铝铜(Al-Cu)、银铜(Ag-Cu)、铜钼(Cu-Mo)等合金。所述背电极层20可以使用磁控溅射法以层面方式沉积在所述基板10上。

所述P型半导体层30的材质为纳米P型半导体化合物，该纳米P型半导体化合物可以为纳米砷化铝镓(AlGaAs)、掺杂氢的纳米氮化铝镓(AlGaN:H)或掺杂镁的纳米氮化铝镓(AlGaN:Mg)。所述P型半导体层30可以使用外延生长方法，例如金属有机化学气相沉积法(MOCVD)形成在所述背电极层20上。所述P型半导体层30厚度在1微米~10微米之间，其材质微粒外径优选在10纳米~100纳米之间。由于材质微粒为纳米级尺寸，所述P型半导体层30外延生长时更容易形成与所述背电极层20相一致的晶格取向，从而利于减少内部位错等晶格缺陷。该P型半导体层30表面也会较平整，表面粗糙度会较低。

所述P-N过渡层40的材质可以为掺杂镓(Ga)的硒化铜铟(通式记为CuIn_1-xGa_xSe₂)。所述P-N过渡层40可以使用磁控溅射法沉积在所述P型半导体层30上，其厚度可以在0.2微米~0.5微米之间。而由于所述P型半导体层30表面平整，该P-N过渡层40可以较容易形成在该P型半导体层30表面。该P-N过渡层40有助于整个太阳能电池100的稳定性以及光电转换效率。