[实用新型]一种太阳能电池陷光结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池技术领域，具体地说，涉及的是一种太阳能电池陷光结构。

背景技术

作为太阳能利用的重要组成部分，光伏发电是一种清洁的、用之不竭的可再生绿色新能源，收到越来越多的关注。近年来全球光伏产业发展速度迅猛，而我国光伏产业规模已经稳居全球第一。目前，晶体硅太阳能电池占光伏产业市场份额的主导，由于硅材料成本居高不下，提高太阳能电池对光的吸收效率以及太阳能电池的转换效率就变得十分重要。在太阳能电池结构中引入陷光结构可以提高太阳能电池对光的吸收，提高太阳能电池的转换效率。陷光结构通过发射、折射和散射，将入射光线分散到各个角度，从而增加光在太阳能电池中的光程，提高光的吸收率。大量的研究证明，在太阳能电池中引入陷光结构有利于提高太阳能电池的短路电流和转换效率。

晶体硅太阳能电池一般包含硅衬底，硅衬底上表面设置的扩散层，扩散层上设置的减反膜，减反膜上设置的前电极，以及硅衬底下表面设置的背电极。目前单晶硅太阳能电池片的规模化生产，一般都是利用碱溶液的各向异性腐蚀原理在太阳能电池表面形成绒面作为陷光结构：采用湿法刻蚀制作正向金字塔来实现陷光；陷光效果更佳的倒金字塔是通过高成本的光刻、激光等来实现的。如，吴江宏等人在《化工技术与开发》2010年8月第39卷第8期上发表的论文“单晶硅太阳电池表面绒面制备及其性质研究”，该文选择NaOH作为反应物、硅酸钠和异丙醇作为添加剂，通过实验对单晶硅表面织构化技术进行优化，制得的硅片样品绒面（金字塔结构）平均反射率为9.85%。

ZnO是一种新型的直接带隙宽禁带半导体材料，具有优异的光学和电学特性，具备了发射蓝光和近紫外光的优越条件。本实用新型利用ZnO的生产机理及其结构特性，提供一种太阳能电池陷光结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中的上述不足，提供一种太阳能电池陷光结构，可以采用ZnO阵列制成柱状陷光结构，可以进一步的提高光的吸收率，提高太阳能电池的短路电流和转换效率。

为实现上述的目的，本实用新型所述的太阳能电池陷光结构，包括：硅衬底层，所述硅衬底层上表面镀有一层ZnO薄膜，所述ZnO薄膜上生长有ZnO阵列，形成ZnO柱状结构。 

进一步的，所述ZnO柱状结构，为实心的六面的长柱体，柱的一端为平面，另一端为锥面，柱体的轴向方向为极轴c轴。

进一步的，所述ZnO柱状结构，为空心的六面的管状柱体，顶面为正六边形，柱体的轴向方向为极轴c轴。

进一步的，所述ZnO薄膜为纳米级ZnO薄膜。

进一步的，所述ZnO阵列为ZnO纳米阵列。

本实用新型上述的太阳能电池陷光结构，制备方法是：先在衬底上镀ZnO前驱薄膜，再用（水热法）在镀有前驱ZnO薄膜的衬底上生长出ZnO阵列，形成柱状ZnO结构。用这种方法生长出的ZnO阵列，通过控制水热生长条件，能够：(1)既可以生成正金字塔的结构，也可以生成倒金字塔的结构（通过延长时间）；(2)取向性好；(3)可以大面积生成；(4)对于激光和光刻生长的倒金字塔来说，成本较低。

氧化锌ZnO是一种重要的直接宽带隙半导体无机材料，具有六角形纤锌矿晶体结构，室温下的带隙宽度约为3.37eV，激子结合能高达60meV。

采用本实用新型上述的陷光结构，当同一束光照在太阳能电池片上时，可以通过ZnO柱状结构中进行多次反射，将入射光线分散到各个角度，从而增加光在太阳能电池中的光程，提高光的吸收率，进一步提高太阳能电池的短路电流和转换效率。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中陷光结构的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步的解释，但是以下的内容不用于限定本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实施例提供的一种太阳能电池陷光结构，包括：硅衬底层1，所述硅衬底层1上表面设有一层ZnO薄膜2，所述ZnO薄膜2上生长有ZnO阵列，形成ZnO柱状结构3。 

所述ZnO柱状结构3，为实心的六面的长柱体，柱的一端为平面，另一端为锥面，柱体的轴向方向为极轴c轴。

所述ZnO柱状结构3，为空心的六面的管状柱体，顶面为正六边形，柱体的轴向方向为极轴c轴。

所述ZnO薄膜2为纳米级ZnO薄膜。