[发明专利]太阳能电池及其制备方法

说明书

本公开提供一种太阳能电池，其包括：半导体衬底；形成在所述半导体衬底的第一侧的第一本征层；形成在所述第一本征层上的金属氧化物层，所述金属氧化物层的功函数大于所述半导体衬底的功函数；以及形成在所述金属氧化物层上的前电极。相应地，提供一种太阳能电池的制备方法。本公开中，采用金属氧化物层替代了传统HIT太阳能电池中基于硅基材料的窗口层，改善了电池的短波段光的量子效率和光谱响应，从而提高了电池的短路电流密度，进而提高了电池的光电转换效率。

技术领域

本公开涉及太阳能发电技术领域，具体涉及一种太阳能电池，以及一种太阳能电池的制备方法。

背景技术

HIT(Hetero-junction with Intrinsic Thin layer，本征薄膜异质结)太阳能电池指的是异质结非晶硅/晶硅异质结的太阳能电池，是一种利用晶体硅基板和各种薄膜制成的混合型太阳能电池。由于HIT太阳能电池具有较高的光电转换效率，较低的温度系数和相对简单的制备技术，目前已经成为光伏行业研究和开发的热门技术，是最近几年来光伏行业中太阳能电池发展的趋向之一，也是目前主流的高效太阳能电池技术之一。

如图1所示，传统的HIT太阳能电池典型结构为：从受光面至背光面依次设置的TCO(Transparent Conductive Oxide，透明导电氧化物)前电极101、P型氢化非晶硅层102(即窗口层)、本征型氢化非晶硅层103、N型硅衬底104、本征型氢化非晶硅层105、N型氢化非晶硅层106和TCO背电极107。发明人发现，传统的窗口层材料p-a-Si:H，p-μc-SiO等的光学带隙普遍在2.0eV左右，对蓝光有着明显的光吸收，而且窗口层内的电场和电池的内建电场方向相反，使得光生载流子不能成为短路电流，限制了电池的短波响应。

发明内容

为了至少部分解决现有技术中存在的限制电池的短路电流的技术问题而完成了本公开。

解决本公开技术问题所采用的技术方案是：

本公开提供一种太阳能电池，其包括：

半导体衬底；

形成在所述半导体衬底的第一侧的第一本征层；

形成在所述第一本征层上的金属氧化物层，所述金属氧化物层的功函数大于所述半导体衬底的功函数；以及

形成在所述金属氧化物层上的前电极。

本公开所述太阳能电池中，采用金属氧化物层替代了传统HIT太阳能电池中基于硅基材料的窗口层(即P型氢化非晶硅层102)，改善了电池的短波段光的量子效率和光谱响应，从而提高了电池的短路电流密度，进而提高了电池的光电转换效率。

可选地，所述金属氧化物层与所述半导体衬底的功函数之差大于1.0eV。

可选地，所述金属氧化物层的功函数不低于5.0eV。

可选地，所述金属氧化物层的禁带宽度范围为3.0eV～4.0eV。

可选地，所述金属氧化物层的电导率为1～10^-6s/cm。

可选地，所述金属氧化物层的厚度范围为4nm～20nm。

可选地，所述金属氧化物层的材质为钼氧化物、钨氧化物或钒氧化物。

可选地，所述太阳能电池还包括：

形成在所述半导体衬底的第二侧的第二本征层；

形成在所述第二本征层上的缓冲层；以及

形成在所述缓冲层上的金属背电极。

可选地，所述缓冲层采用功函数低于4.0eV、禁带宽度大于3.0eV的材质。