[发明专利]太阳能电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池，更具体地说，涉及一种利用晶片型太阳能电池和薄膜型太阳能电池的结合而制造出的太阳能电池。

背景技术

具有半导体特性的太阳能电池将光能转化成电能。下面将简短地说明根据现有技术所述的太阳能电池的结构和原理。所述太阳能电池形成为PN结结构，其中，P(正)型半导体与N(负)型半导体形成结。当太阳光入射到所述具有PN结结构的太阳能电池上时，由于所述太阳光的能量的缘故，在所述半导体中产生了空穴(+)和电子(-)。在PN结区域中所产生的电场的作用下，所述空穴(+)向所述P型半导体漂移，而所述电子(-)向所述N型半导体漂移，由此产生了电力，并出现了电势。

太阳能电池主要分为晶片型太阳能电池和薄膜型太阳能电池。

晶片型太阳能电池使用由诸如硅等半导体材料制成的衬底。具体说，晶片型太阳能电池可以利用具有PN结构的单晶硅来制造，或者利用具有PN结构的多晶硅来制造。利用具有PN结构的单晶硅制造的晶片型太阳能电池能够实现高效率，因为单晶硅的纯度高并且晶体缺陷密度低。然而，价格高昂的单晶硅不适于批量生产。同时，由于多晶硅价格低廉并且工艺成本便宜，所以利用具有PN结构的多晶硅制造的晶片型太阳能电池适合于批量生产。然而，利用具有PN结构的多晶硅制造的晶片型太阳能电池很难实现高效率。另外，利用具有PN结构的多晶硅制造的晶片型太阳能电池吸收长波长范围内的光，但利用多晶硅制造的晶片型太阳能电池很难吸收短波长范围内的光。因此，在利用多晶硅制造的晶片型太阳能电池中，效率的最大值约为19％，这使得不能实现高效率太阳能电池。

薄膜型太阳能电池通过在玻璃制成的衬底上形成薄膜型半导体来制造。由于纵断面(profile)很薄的薄膜型太阳能电池能够用价格低廉的材料来制造，所以它适合于批量生产。薄膜型太阳能电池包括具有PIN结构的薄膜型硅层，其中所述PIN结构由P(正)型硅层、I(本征)型硅层和N(负)型硅层顺序沉积而成。然而，所述薄膜型硅层的低的光吸收效率和薄的纵断面会对光吸收效率产生限制。

因此，提出了具有双层PIN结构而不是单层PIN结构的薄膜型太阳能电池。然而，具有双层PI N结构的薄膜型太阳能电池的一个问题是加工时间长。另外，即使采用双层PIN结构来制造薄膜型太阳能电池，效率也只有约15％或更小。

利用具有PN结构的多晶硅制造的晶片型太阳能电池和具有双层PIN结构的薄膜型太阳能电池由于其适合于批量生产而得到了发展。然而，在利用具有PN结构的多晶硅制造的晶片型太阳能电池的情况下，由于不能同等地吸收全部范围内的光，所以不能实现高效率。另外，在具有双层PIN结构的薄膜型太阳能电池的情况下，由于加工时间长，很难实现高效率以及提高产率。

发明内容

技术问题

所以，考虑了上述问题后做出了本发明，本发明的目标是，提供一种能够获得高效率并减少加工时间的太阳能电池及其制造方法。

技术方案

为了实现这些目标以及其他优点并且与本发明的目的一致，如在此举例并概括描述的，一种太阳能电池包括：包含具有PN结构的半导体晶片的第一电池；在所述第一电池的一个表面上形成的、包含具有PIN结构的薄膜半导体层的第二电池；在所述第二电池的一个表面上形成的第一电极层；以及在所述第一电池的另一个表面上形成的第二电极层。

所述太阳能电池还包括位于所述第二电池和所述第一电极层之间的、具有不平滑表面的透明导电层。

所述第一电池包含P型多晶硅层和在所述P型多晶硅层的一个表面上的N型多晶硅层。此时，在所述P型多晶硅层的另一个表面上另外形成P⁺型多晶硅层，并且所述第二电池顺序包含P型非晶硅层、I型非晶硅层和N型非晶硅层。

所述第一电池包含N型多晶硅层和在所述N型多晶硅层的一个表面上的P型多晶硅层。此时，在所述N型多晶硅层的另一个表面上另外形成N⁺型多晶硅层，并且所述第二电池顺序包含N型非晶硅层、I型非晶硅层和P型非晶硅层。

在本发明的另一方面中，一种制造太阳能电池的方法包括：形成包含具有PN结构的半导体晶片的第一电池；在所述第一电池的一个表面上形成包含具有PIN结构的薄膜半导体层的第二电池；以及在所述第二电池的一个表面上形成第一电极层，并在所述第一电池的另一个表面上形成第二电极层。