[实用新型]内联叠层非晶硅光电池

说明书

本实用新型涉及一种内联叠层非晶硅光电池，属于光电池的技术领域。

现有的内联弱光型非晶硅光电池，其有源工作层为非晶硅单结P-I-N型结构，对阳光或荧光吸收并不充分，能量转换效率低，光电池的串联内阻较大，只能适用于弱光的条件，而且在强光条件下，光致退化效应较为严重。

现有的内联强光型非晶硅光电池，不管其有源工作层为单结或多结的叠层非晶硅二极管结构，其背电极均采用铝膜。由于制造工艺不够完善，使光电池的性能不稳定，而且外观一致性差。

本实用新型的目的是要提供一种内联叠层非晶硅光电池，它可以克服上述的缺点，其导电极采用导电浆料制成，使导电性能稳定，外观一致性良好；非晶硅层采用双结非晶硅P₁-I₁-N₁/P₂-I₂-N₂型叠层结构，能量转换效率高，输出电压也提高，可以在强光条件下使用，光致退化效应小，而且光电池成本低，易于制造。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种内联叠层非晶硅光电池，其特征在于在玻璃基底(1)的表面溅射沉积透明导电膜(2)，再覆盖一层双结叠层型非晶硅薄膜(3)，背电极(4)覆盖于非晶硅薄膜(3)上。透明电极(2)之间有隔离沟道A，非晶硅薄膜(3)之间有隔离沟道(C)，透明电极(2)沟道A与非晶硅层(3)的沟道(C)之间的平移距离为B。背电极(4)之间的沟道为(E)，与非晶硅薄膜层(3)沟道C相距为D，由此形成透明电极(2)，非晶硅层(3)和背电极(4)三层的三条相互错位的串联结构。背电极(4)左边的窄条形，形成电池引出的正电极，而右边一块背电极构成引出的负电极。

非晶硅薄膜层(3)是双结叠层P₁-I₁-N₁/P₂-I₂-N₂的结构，其中P₁P₂为非晶硅碳层a-SiCx：H，I₁层为未掺杂宽带隙非晶硅层a-Si：H，N₁N₂为N型a-Si：H，I₂层为未掺杂窄带隙非晶硅锗层a-SiGe_x：H(x＝0-0.5。

背电极(4)由导电浆料，如导电碳膏、银浆、铜浆制成。

非晶硅薄膜层(3)的沟道宽度不大于0.4mm。

图1  非晶硅光电池剖视图；

图2  非晶硅光电池俯视图；

图3  一节电池的剖视图；

图4  透明电极示意图；

图5  光电池的非晶硅层示意图；

图6  背电极示意图。

兹结合附图对内联叠层型非晶硅光电池的结构详细叙述：

由图1、2，玻璃基底(1)是由厚度为1.1mm的超薄玻璃制成，其几何尺寸为数平方厘米面积，例如为12×30mm²，在该玻璃基底(1)的表面溅射沉积一层ITO透明导电膜的透明电极(2)，其厚度为20-60nm，使用蚀刻工艺方法，才将这层透明导电膜制成透明电极(2)，它可保证各单元电极之间电气绝缘，然后利用辉光放电法沉积PIN/PIN双结叠层型非晶硅薄膜(3)，总厚度约为0.5μm，再使用激光在非晶硅薄膜(3)上刻出直线透明沟道(图1)，宽度为0.15mm，导电浆料的背电极(4)是用丝印方法加在非晶硅薄膜(3)上，使背电极(4)覆盖于非晶硅薄膜(5)的沟道(E)上，保证单元背电极间电气绝缘，由此组成一内联叠层非晶硅光电池。最后在基片上印上保护漆、字符，引出电极就得到成品。

图1和图2是表示四节电池互相串联的结构，前一节电池的背电极(4)与后一节电池的透明电极(2)连接，其中透明电极(2)的隔离沟道A与非晶硅隔离沟道(C)之间的平移间隔为B，非晶硅(3)的隔离沟道(C)与背电极(4)的隔离沟道E之间的平移间隔为D。