[发明专利]一种多层ITO反射的双面双结太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多层ITO反射的双面双结太阳能电池及其制备方法，包括：n‑Si层；n‑Si层的上下表面分别掺杂形成p⁺‑Si层和n⁺‑Si层，p⁺‑Si层上依次形成有第一隧道结和ITO分布式反射镜；ITO分布式反射镜上制备Al_xGa_1‑xAs子电池，Al_xGa_1‑xAs子电池和n⁺‑Si层上分别制备减反射层、欧姆接触层和金属电极。本发明的太阳能电池可以双面受光，内部设有多层ITO反射镜，可以将入射光在电池内部进行多次反射，有效提高对太阳光的吸收效率。

技术领域

本发明涉及太阳能光伏发电技术领域，具体涉及一种多层ITO反射的双面双结太阳能电池及其制备方法。

背景技术

供应趋于紧张的能源始终是推动经济和社会发展的重要基础，当前利用可再生能源来代替被过度开采的不可再生能源已是国际在资源研究方面共同的努力方向。发展光伏产业已被国家与政府提高到了一个更高的层次，也必然会成为推动能源转型和落实能源生产与消费革命的关键动力之一。目前光伏行业应用的半导体材料较多，其中常见的直接带隙材料包括非晶硅和InSb，CdTe，GaAs等，间接带隙材料包括硅、锗等。直接带隙材料，在本征吸收限以上，随着入射光子能量的提高，吸收系数随之迅速变大，所以在光伏应用领域中，直接带隙材料适合制作薄膜类太阳能电池，只需要较薄厚度就能够完成吸收。虽然间接带隙材料对入射光子的吸收系数普遍低于直接带隙，但由于常见的硅材料具有合适的禁带宽度、非常成熟的制作工艺和很低的成本，间接带隙材料制成的晶硅太阳能电池仍是使用最广的光伏电池，其发电原理是基于光照条件下的半导体发电技术。当晶硅太阳能电池处于太阳光下时会产生光的入射吸收，同时伴随着光的折射、反射及透射过程，光吸收的机制就是在光照条件下非平衡载流子的激发。当光的吸收率越高，说明太阳能电池表面结构对光的利用率越高，故在制成太阳能电池的工艺过程中，要尽可能降低电池表面的反射率，提高入射率。

太阳能电池的吸收光谱范围主要受到电池材料性质、厚度和表面特性共同决定。由于只有能量高于半导体材料的禁带宽度的光子能被吸收，半导体材料的禁带宽度决定了材料能吸收的光子的最小能量，即最大波长。材料对光的吸收系数和厚度还共同决定了哪些波长的光可以被吸收，以晶硅电池为例，200μm厚度的电池，光在里面一次反射走过的总路径为400μm，这样可以基本保证900nm以下光的吸收，900nm以上的光由于在硅中的吸收系数太小，需要走过更长的距离才能被完全吸收。通过提高硅片内部的反射可以提高对光的吸收。因此可以在太阳能电池的内部增加反射部分，以此来提高对太阳能光的吸收。

现有技术制备的双面双结太阳能电池没有充分考虑到通过在结构内部增加反射部分来提高对太阳光的吸收效率。只考虑到通过增加不同的材料形成多结太阳能电池来实现对不同波长太阳光的吸收。这种方法不利于提高对太阳光的吸收效率，且制备工艺复杂，成本较高，不适合于大规模产业化生产。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种多层ITO反射的双面双结太阳能电池及其制备方法，本发明的太阳能电池可以双面受光，内部设有多层ITO反射镜，可以将入射光在电池内部进行多次反射，有效提高对太阳光的吸收效率。

本发明公开了一种多层ITO反射的双面双结太阳能电池，包括：n-Si层；

所述n-Si层的上下表面分别掺杂形成p⁺-Si层和n⁺-Si层，所述p⁺-Si层上依次形成有第一隧道结和ITO分布式反射镜；

所述ITO分布式反射镜上制备Al_xGa_1-xAs子电池，所述Al_xGa_1-xAs子电池和所述n⁺-Si层上分别制备减反射层、欧姆接触层和金属电极。