[发明专利]太阳能电池

说明书

本发明涉及一种太阳能电池，其包括：一背电极、一硅片衬底、一掺杂硅层、一上电极以及至少一电极引线。所述硅片衬底具有相对的第一表面和第二表面，所述背电极设置在所述硅片衬底的第二表面，并与所述硅片衬底欧姆接触；所述掺杂硅层形成于所述硅片衬底的第一表面；所述上电极为设置在掺杂硅层表面的多个多尺度的三维纳米结构；所述电极引线设置在所述上电极远离掺杂硅层的表面，并且电极引线的延伸方向与三维纳米结构的延伸方向交叉设置。

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池，尤其涉及一种三维纳米结构作上电极的太阳能电池。

背景技术

太阳能电池利用太阳能的方式包括光-热-电转换方式和光-电转换方式两种。其中光-电转换方式是利用半导体材料的光生伏特原理制成的。根据半导体光电转换材料种类不同，太阳能电池可以分为硅基太阳能电池、砷化镓太阳能电池、有机薄膜太阳能电池等。

目前，太阳能电池以硅基太阳能电池为主。现有技术中的太阳能电池包括：一背电极、一硅片衬底、一掺杂硅层和一上电极。所述太阳能电池中硅片衬底和掺杂硅层形成P-N结，所述P-N结在太阳光的激发下产生多个电子-空穴对，所述电子-空穴对在静电势能作用下分离并分别向所述背电极和上电极移动。如果在所述太阳能电池的背电极与上电极两端接上负载，就会有电流通过外电路中的负载。为了增加太阳光的透过率，一般采用导电金属网格作为上电极。而金属透光率差，导致太阳能电池的光电转换效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种具有较高光电转换效率的太阳能电池。

一种太阳能电池，其包括：一背电极、一硅片衬底、一掺杂硅层、一上电极以及至少一电极引线。所述硅片衬底具有相对的第一表面和第二表面，所述背电极设置在硅片衬底的第二表面，并与所述硅片衬底欧姆接触；所述掺杂硅层形成于所述硅片衬底的第一表面；所述上电极为形成在掺杂硅层表面的多个多尺度的三维纳米结构；所述电极引线设置在上电极远离掺杂硅层的表面，并且电极引线的延伸方向与三维纳米结构的延伸方向交叉设置；其中，所述三维纳米结构包括一第一长方体结构、一第二长方体结构及一三棱柱结构，所述第一长方体结构设置在掺杂硅层远离硅片衬底的表面，所述第二长方体结构设置在第一长方体结构远离掺杂硅层的表面，所述三棱柱结构设置在第二长方体结构远离第一长方体结构的表面，所述三棱柱结构底面的宽度等于所述第二长方体结构上表面的宽度且大于所述第一长方体结构上表面的宽度，所述第一长方体结构和三棱柱结构的材料为金属。

一种太阳能电池，其包括：一背电极、一硅片衬底、一掺杂硅层、一上电极以及至少一电极引线。所述硅片衬底具有相对的第一表面和第二表面，所述背电极设置在硅片衬底的第二表面，并与所述硅片衬底欧姆接触；所述掺杂硅层形成于所述硅片衬底的第一表面；所述上电极为形成在掺杂硅层表面的多个多尺度的三维纳米结构；所述电极引线设置在上电极远离掺杂硅层的表面，并且电极引线的延伸方向与三维纳米结构的延伸方向交叉设置；其中，所述三维纳米结构包括一第一长方体结构以及一三棱柱结构，所述第一长方体结构设置在掺杂硅层远离硅片衬底的表面，所述三棱柱结构设置在第一长方体结构远离掺杂硅层的表面，所述三棱柱结构底面的宽度大于第一长方体结构上表面的宽度，所述第一长方体结构和所述三棱柱结构的材料均为金属材料，所述第一长方体结构的材料与三棱柱结构的材料不同。

与现有技术相比，本发明所述上电极由至少两部分结构组成，每层结构构成了不同宽度的谐振腔，每个谐振腔吸收相应共振波附近的光子，这种结构可以有效地拓展共振波的范围，三棱柱部分可以实现窄带共振、吸收，长方体可以实现宽带吸收，从而增加了太阳光的利用率，提高太阳能电池的光电转换效率。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的太阳能电池的结构示意图。

图2为图1的太阳能电池沿线II-II的剖视图。

图3为本发明第一实施例制备的三维纳米结构的分解图。