[发明专利]一种新型光伏电池及其制造方法在审
申请号: | 201810047476.9 | 申请日: | 2018-01-18 |
公开(公告)号: | CN108281498A | 公开(公告)日: | 2018-07-13 |
发明(设计)人: | 刘文富;李建功;胡靖宇;王银玲;叶苗;陈洪涛;王其华;赵严峰;衡耀付 | 申请(专利权)人: | 黄淮学院 |
主分类号: | H01L31/04 | 分类号: | H01L31/04;H01L31/0264;H01L31/18 |
代理公司: | 西安铭泽知识产权代理事务所(普通合伙) 61223 | 代理人: | 韩晓娟 |
地址: | 463000 *** | 国省代码: | 河南;41 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 光伏电池 二氧化硅隔离层 单晶硅 碳纳米管层 衬底 太阳能技术领域 热氧化生长 对称焊接 碳纳米管 制备工艺 制造成本 石墨 背电极 背面场 导电率 电极柱 反射率 包覆 沉积 光照 制造 | ||
本发明公开了太阳能技术领域的一种新型光伏电池及其制造方法,包括:碳纳米管层,其沉积在单晶硅衬底的顶部;二氧化硅隔离层,其热氧化生长在碳纳米管层的表面;电极柱,对称焊接在二氧化硅隔离层的左右两端;背电极,包覆在单晶硅衬底的底部,本发明通过碳纳米管的使用,为光伏电池提供了强的背面场和高的导电率,增大了石墨与硅的接触面积,有利于提高光伏电池的效率,能够使光照的反射率大幅度降低,其制备工艺简单,制造成本低,适合大范围的推广使用。
技术领域
本发明公开了一种新型光伏电池及其制造方法,具体为太阳能技术领域。
背景技术
用于把太阳的光能直接转化为电能。目前地面光伏系统大量使用的是以硅为基底的硅太阳能电池,可分为单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池。在能量转换效率和使用寿命等综合性能方面,单晶硅和多晶硅电池优于非晶硅电池。多晶硅比单晶硅转换效率低,但价格更便宜。常见的,铝以包含铝颗粒的形式印刷在太阳能电池的后表面上,并且在高温下退火。可供用于这些用途的铝浆料包括各种直径的铝颗粒,这些铝颗粒基本上是多分散的以实现高的封装密度以及因此实现更佳的横向传导性。但是这种形式的导线性能不佳,热传导效率较低。为此,我们提出了一种新型光伏电池及其制造方法投入使用,以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型光伏电池及其制造方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种新型光伏电池,包括:
碳纳米管层,其沉积在单晶硅衬底的顶部;
二氧化硅隔离层,其热氧化生长在碳纳米管层的表面;
电极柱,对称焊接在二氧化硅隔离层的左右两端;
背电极,包覆在单晶硅衬底的底部。
优选的,所述单晶硅衬底的表面均匀包覆有透明导电氧化物层,且单晶硅衬底的厚度为5~20μm。
优选的,所述碳纳米管层的内腔均匀排列有碳纳米管,且碳纳米管层的厚度为3~10μm。
优选的,一种新型光伏电池的制造方法,该方法的具体步骤如下:
S1:取阳极直径8mm,阴极直径14mm的石墨棒,在石墨棒阳极端部钻孔,孔内填充金属混合物和石墨粉末,抽真空后,通入惰性气体,接通电源,放电4~6min后制得单壁碳纳米管;
S2:将单壁碳纳米管溅射到单晶硅衬底上,形成碳纳米管层;
S3:湿法蚀刻单晶硅衬底背部氧化层,在其氧化层上通过电子束蒸发金属作为背电极;
S4:在碳纳米管层上通过热氧化生长二氧化硅,作为二氧化硅隔离层;
S5:将缓冲材料沉积到氧化锌纳米棒上,并焊接在二氧化硅隔离层的左右两端,使之形成电极柱。
优选的,所述步骤S1中,金属混合物为金属镍和金属钇的混合物,其中金属镍:金属钇=1.6:0.6。
优选的,所述步骤S1中,惰性气体为氦气、氩气、氮气和氢气中的一种。
优选的,所述步骤S1中,在通入惰性气体时,气体压力不低于14000Pa。
优选的,所述步骤S1中,接通电源后,电流控制在90~100A,并保持石墨棒两极的电压为30V。
优选的,所述步骤S5中,缓冲材料为二氧化钛、硫化铟和硫化锌中的一种。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明通过碳纳米管的使用,为光伏电池提供了强的背面场和高的导电率,增大了石墨与硅的接触面积,有利于提高光伏电池的效率,能够使光照的反射率大幅度降低,其制备工艺简单,制造成本低,适合大范围的推广使用。
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H01L 半导体器件;其他类目中不包括的电固体器件
H01L31-00 对红外辐射、光、较短波长的电磁辐射,或微粒辐射敏感的,并且专门适用于把这样的辐射能转换为电能的,或者专门适用于通过这样的辐射进行电能控制的半导体器件;专门适用于制造或处理这些半导体器件或其部件的方法或
H01L31-02 .零部件
H01L31-0248 .以其半导体本体为特征的
H01L31-04 .用作转换器件的
H01L31-08 .其中的辐射控制通过该器件的电流的,例如光敏电阻器
H01L31-12 .与如在一个共用衬底内或其上形成的,一个或多个电光源,如场致发光光源在结构上相连的,并与其电光源在电气上或光学上相耦合的