專利名稱：一種寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)太陽電池及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及Si光電子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)太陽電 池及其制備方法。
背景技術(shù)：
硅太陽電池是當(dāng)今光伏市場上的主體，而晶體硅太陽電池又是轉(zhuǎn)化效率最高的， 它的世界紀(jì)錄為24. 7%。晶體硅太陽電池在600 900nm波段具有很高的量子效率，而在 IlOOnm以上則因禁帶寬度而不能吸收，在300以下則無法充分利用單一光子的能量。因此， 要繼續(xù)提高晶體硅太陽電池的效率，就必需在長波和短波段下功夫。多能級光吸收是一種寬譜的光吸收方法[1]，能否在Si材料中實(shí)現(xiàn)多能級光吸收 一直是光伏界非常感興趣的。1959年Fan和RamdaS[2]報道經(jīng)離子輻照的硅能在禁帶中的 形成深能級，這種深能級能對波長達(dá)4000nm的紅外光產(chǎn)生光吸收和光電流，經(jīng)快中子幅照 的硅在1800nm和3900nm有兩個明顯的吸收峰，其中1800nm吸收峰可以延伸至1550nm產(chǎn) 生光吸收。2001年Marzur在超快激光與Si表面作用的研究中首次制備出了表面微米級晶錐 結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以廣譜減反太陽光，并且它的硫摻雜層可以寬譜吸收太陽光[3]。用這種結(jié) 構(gòu)制備的Si探測器，其室溫下紅外光電響應(yīng)達(dá)到1300nm。本發(fā)明所涉及的雜質(zhì)深能帶無疑 會增加Si對紅外光的吸收，這樣制備的電池必定會拓寬光電轉(zhuǎn)換譜。另一方面，Ge能帶帶隙寬度小于Si能帶帶隙寬度，用兩種材料可以大大增強(qiáng)電池 對太陽光的寬譜吸收；其n-Si/p-Ge異質(zhì)結(jié)又屬于第二類半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)，即在異質(zhì)結(jié)處無 論價帶還是導(dǎo)帶都沒有尖峰，非常有利于光生電子-空穴對的分離和各自輸運(yùn)。本發(fā)明所 涉及的Si/Ge異質(zhì)結(jié)必定會形成寬的光電轉(zhuǎn)換譜，大大提高Si光伏電池的轉(zhuǎn)換效率，使之 被廣泛應(yīng)用。參考文獻(xiàn)[1]Martin A.Green, Solar Cells !Operating Principles, Technology, and System Applications, University of New South Wales (1986).[2]Fan H Y, Ramdas A K, “Infrared Absorption and Photoconductivity in Irradiated Silicon”，J. Appl. Phys. 30 :1127_1134(1959) ·[ 3 ] C. Wu , et. al. , "Near-unity b e 1 ow-band-gap absorption by micro-structured silicon，，，Applied Physics Letters, 78 (13) 1850-52, 2001.[4]R. N. Bracewell, R. M. Swanson, "Silicon photovoltaic cells in TPV conversion，，，Interim EPRI ER-633, Electric Power Research Institute, 1978.[5]C-H. Lin, "Si/Ge/Si double heterojunction solar cells，，，Thin Solid Films,518,5255-5258,2010.

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)太陽電池及其制 備方法，以提高光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率。(二)技術(shù)方案為達(dá)到上述目的的一個方面，本發(fā)明提供了一種寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)太陽電池， 該電池是在第一導(dǎo)電類型襯底的迎光面上依序具有一迎光面第二導(dǎo)電類型層和一介質(zhì)鈍 化層，所述介質(zhì)鈍化層表面為廣譜減反結(jié)構(gòu)；在第一導(dǎo)電類型襯底的背光面依序具有一背 光面第一導(dǎo)電類型層及一背光面第二導(dǎo)電類型層；在所述迎光面第二導(dǎo)電類型層上形成第 一電極、在所述背光面第二導(dǎo)電類型層上形成第二電極、在所述背光面第一導(dǎo)電類型層上 形成第三電極，構(gòu)成所述雙結(jié)太陽電池。上述方案中，其中所述背光面第二導(dǎo)電類型層上具有開口，暴露出所述背光面第 一導(dǎo)電類型層，并在其上形成所述第三電極。上述方案中，其中所述第一導(dǎo)電類型襯底為第一導(dǎo)電類型Si襯底；所述迎光面第 二導(dǎo)電類型層為摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的Si、Al1^xGaxAs, Ga1^xInxP薄膜，其中0彡χ < 1， 其能帶帶隙寬于或等于第一導(dǎo)電類型襯底的能帶帶隙。上述方案中，其中所述背光面第一導(dǎo)電類型層為重?fù)降谝粚?dǎo)電類型雜質(zhì)的Si層， 或摻入VI族元素硫S、硒Se或碲Te的Si層，或摻入II族元素鋅Zn或鎘Cd的Si層；所 述摻入VI族或II族元素，其中的一部分在Si能帶帶隙中部形成了深能級，而另一部分為 替位式摻雜。上述方案中，其中所述背光面第二導(dǎo)電類型層為摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的Si、Ge、 InAS、InSb、或GaSb薄膜，其能帶帶隙等于或窄于第一導(dǎo)電類型Si襯底的能帶帶隙，或?yàn)閾?入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的非晶硅、納晶硅或微晶硅薄層。上述方案中，其中所述廣譜減反結(jié)構(gòu)為表面晶錐陣列，或者為表面金字塔。上述方案中，其中所述背光面第一導(dǎo)電類型層為摻入VI族或II族元素的Si 層，所述背光面第二導(dǎo)電類型層為摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的Si、Ge、InAs, InSb, GaSb, AlhGa/s、或Gai_xInxP薄膜，其中0彡χ < 1，或?yàn)閾饺氲诙?dǎo)電類型雜質(zhì)的非晶硅、納晶硅 或微晶硅薄層。上述方案中，其中所述的背光面第一導(dǎo)電類型層為重?fù)降谝粚?dǎo)電類型雜質(zhì)的Si 層，所述的背光面第二導(dǎo)電類型層為摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的Ge、InAS、InSb、或GaSb窄帶 隙半導(dǎo)體薄膜。上述方案中，其中所述寬譜是由于不同能帶帶隙對太陽光分別進(jìn)行吸收和光電轉(zhuǎn) 換；所述雙結(jié)是因?yàn)槊總€電池具有迎光面pn結(jié)和背光面pn結(jié)，形成pnp或npn雙結(jié)電池， 分別由三個電極輸出，且第二電極與第一電極具有相同的電學(xué)特性。上述方案中，相鄰電池的同種電極相互連接，并聯(lián)，形成電池板組件的兩端輸出； 其中所述同種電極相互連接，是將組件內(nèi)各個電池的第一電極相互連接、組件內(nèi)各個 電池的第二電極相互連接、組件內(nèi)各個電池的第三電極相互連接；所述總體并聯(lián)，形成電池板組件的兩端輸出，是指電池組件內(nèi)匯總后的第二電極
6與電池組件內(nèi)匯總后的第一電極進(jìn)行最終并聯(lián)，形成電池板組件的兩端輸出。為達(dá)到上述目的的另一方面，本發(fā)明提供了一種制備寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)太陽電 池的方法，該方法包括在第一導(dǎo)電類型襯底迎光面上依序制備廣譜減反結(jié)構(gòu)和迎光面第二導(dǎo)電類型層；在第一導(dǎo)電類型襯底背光面上依序制備背光面第一導(dǎo)電類型層和背光面第二導(dǎo) 電類型層；對所述各層材料進(jìn)行退火熱處理； 在所述迎光面第二導(dǎo)電類型層上制備介質(zhì)鈍化層；在所述迎光面第二導(dǎo)電類型層上制備第一電極、在背光面第二導(dǎo)電類型層上制備 第二電極、在背光面第一導(dǎo)電類型層制備第三電極，構(gòu)成所述雙結(jié)太陽電池；連接多個電池的相同電極，調(diào)整電壓后并聯(lián)，形成電池板組件的兩端輸出。上述方案中，所述在背光面第一導(dǎo)電類型層上制備第三電極，包括采用濕法或干法刻蝕的方法，在背光面第二導(dǎo)電類型層上形成開口，暴露出所述 背光面第一導(dǎo)電類型層；采用電阻熱蒸發(fā)或電子束蒸發(fā)方法在所述開口所暴露出的背光面 第一導(dǎo)電類型層上制備所述第三電極。上述方案中，所述在第一導(dǎo)電類型襯底迎光面上依序制備廣譜減反結(jié)構(gòu)及迎光面 第二導(dǎo)電類型層，包括在VI族或II族元素氛圍中采用超短脈沖激光輻照方法，在第一導(dǎo)電類型Si襯底 迎光面上制備尖錐陣列形貌，并用化學(xué)腐蝕方法，去除尖錐表面摻雜層；或者采用化學(xué)腐蝕 方法，在(OOl)Si襯底表面制備金字塔結(jié)構(gòu)；采用離子注入、熱擴(kuò)散、激光摻雜或外延生長方法，在所述第一導(dǎo)電類型Si襯底 迎光面廣譜減反結(jié)構(gòu)上，制備摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的Si層；或采用外延生長方法，在所 述第一導(dǎo)電類型Si襯底迎光面廣譜減反結(jié)構(gòu)上，制備摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的AlhGa/s、 或Ga1-JnxP薄膜，其中0彡χ < 1。上述方案中，所述在第一導(dǎo)電類型襯底背光面上依序制備背光面第一導(dǎo)電類型層 及背光面第二導(dǎo)電類型層，包括采用激光摻雜、離子注入或兩者混合方法，在第一導(dǎo)電類型Si襯底背光面摻入VI 族或II族元素，形成深能級和替位式摻雜的Si層；在摻入VI族或II族元素的Si層上，采 用真空系統(tǒng)外延生長摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的Si jlhGa/s、或GahInxP薄膜，其中0 ( χ < 1，或采用真空系統(tǒng)沉積摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的非晶硅、納晶硅或微晶硅薄層； 上述方案中，所述在第一導(dǎo)電類型襯底背光面上依序制備背光面第一導(dǎo)電類型層 及背光面第二導(dǎo)電類型層，包括采用離子注入、熱擴(kuò)散、激光摻雜或外延生長方法，在所述第一導(dǎo)電類型Si襯底 背光面上，制備重?fù)降谝粚?dǎo)電類型雜質(zhì)的Si層；在該背光面重?fù)降谝粚?dǎo)電類型雜質(zhì)的Si層 上，采用真空系統(tǒng)外延生長摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的Ge、InAs, InSb、或GaSb薄膜，其能帶 帶隙窄于第一導(dǎo)電類型Si襯底的能帶帶隙。上述方案中，所述在第一導(dǎo)電類型襯底背光面上依序制備背光面第一導(dǎo)電類型層 及背光面第二導(dǎo)電類型層；包括采用離子注入、熱擴(kuò)散、激光摻雜或外延生長方法，在第一導(dǎo)電類型Si襯底背光面制備重?fù)降谝粚?dǎo)電類型雜質(zhì)的Si層；采用氧0離子注入的方法，在鍺Ge表層形成Ge/Ge02/Ge結(jié)構(gòu)，即GOI，將GOI結(jié)構(gòu) 表面鍵合到背光面重?fù)降谝粚?dǎo)電類型雜質(zhì)的Si層上，通過加熱方法剝離Ge襯底，通過化學(xué) 腐蝕去除GeO2層，則可以在背光面重?fù)降谝粚?dǎo)電類型雜質(zhì)的Si層上形成無穿越位錯的摻 入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的Ge層。上述方案中，所述對各層材料進(jìn)行退火熱處理，是在電極制備之前進(jìn)行，退火溫度 在3000C至10000C之間，時間在1秒至60分鐘以內(nèi)。上述方案中，所述在VI族或II族元素氛圍中采用超短脈沖激光輻照，所使用的激 光脈沖寬度小于500皮秒，脈沖頻率小于10kHz，脈沖能量密度為1至10kJ/m2 ；所述VI族 或II族元素氛圍是指SF6氣體氛圍，或是硫S、硒Se、碲Te、鋅Zn或鎘Cd的粉末涂層氛圍。上述方案中，所述在第一導(dǎo)電類型Si襯底背光面摻入VI族或II族元素，是由激 光摻雜、離子注入、或離子注入加激光輻照方式進(jìn)行的，具體VI族和II族元素氛圍如前所 述，所使用的激光脈沖寬度小于1納秒，脈沖頻率小于10kHz，脈沖能量密度為0. 5至5kJ/ m2 ；并經(jīng)30(TC至80(TC退火1秒至60分鐘，激活雜質(zhì)，使VI族或II族元素的替位式摻雜 最大化，且摻雜區(qū)域表面平整、或是不影響光刻的表面微凸，而不是尖錐形貌。上述方案中，所述電極的制備，是在第一導(dǎo)電類型層表面、第二導(dǎo)電類型層表面和 第二導(dǎo)電類型層表面，采用電阻熱蒸發(fā)或電子束蒸發(fā)方法沉積鋁Al、鉻Cr、金Au、鎢W、鈦 Ti、鈀Pd、或銀Ag金屬材料，且進(jìn)行退火熱處理，最終形成歐姆接觸電極；如果兩個電極同 側(cè)、且金屬相同，采用光刻膠或SiO2隔離，同時制備兩個電極。上述方案中，所述表面鍵合，對兩種具有原子級平整表面的材料，在真空系統(tǒng)中通 過等離子體激活表面、且在低于400°C的溫度下加壓，使兩個表面的懸掛鍵之間發(fā)生聯(lián)系， 從而在無介質(zhì)的條件下使兩種材料形成整體連接。上述方案中，進(jìn)一步將相鄰電池的同種電極相互連接，調(diào)整電壓及并聯(lián)，形成電池 板組件的兩端輸出；其中所述同種電極相互連接，是將組件內(nèi)各個電池的第一電極相互連接、組件內(nèi)各個 電池的第二電極相互連接、組件內(nèi)各個電池的第三電極相互連接；所述調(diào)整電壓及并聯(lián)，形成電池板組件的兩端輸出，是通過第一電極之間不同的 串并聯(lián)方式、或通過第二電極之間不同的串并聯(lián)方式、或通過逆變器，使電池組件內(nèi)第二電 極相互連接后的總電壓等同于電池組件內(nèi)第一電極相互連接后的總電壓，最終并聯(lián)，形成 電池板組件的兩端輸出。(三)有益效果從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果1、利用本發(fā)明，通過電池迎光面pn結(jié)實(shí)現(xiàn)紫外和可見光的光電轉(zhuǎn)換，通過背光面 np結(jié)進(jìn)行紅外光的光電轉(zhuǎn)換，從而在整體上拓寬電池的光伏效應(yīng)譜，提高電池效率。2、利用本發(fā)明，可以在晶體硅光伏電池的基礎(chǔ)上，通過增加Si襯底厚度來增加Si 對紅外光線的吸收；同時兩個pn結(jié)又減少了光生電子_空穴對的擴(kuò)散距離，避免了光吸收 與光電轉(zhuǎn)換的矛盾，因而可以提高Si電池整體的光伏效應(yīng)；3、利用本發(fā)明，可以將黑硅特有的電流增益加入Si太陽電池中來，以提高其Si太 陽電池的短路電流，從而提高其光電轉(zhuǎn)換效率。
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圖1是本發(fā)明提供的寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)電池結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是本發(fā)明提供的電池板組件中雙結(jié)電池電極連接示意圖，其中A為電極a之 匯總，B為電極b之匯總，C為電極c之匯總，M為逆變器，A’為M輸出；圖3是第一種技術(shù)路線下的雙結(jié)電池結(jié)構(gòu)圖；圖4是第二種和第三種技術(shù)路線下的雙結(jié)電池結(jié)構(gòu)圖；
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照 附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1是本發(fā)明提供的寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)電池結(jié)構(gòu)原理圖，該電池是在第一導(dǎo)電 類型襯底的迎光面上依序具有一迎光面第二導(dǎo)電類型層和一介質(zhì)鈍化層，所述介質(zhì)鈍化層 表面為廣譜減反結(jié)構(gòu)；在第一導(dǎo)電類型襯底的背光面依序具有一背光面第一導(dǎo)電類型層及 一背光面第二導(dǎo)電類型層；在所述迎光面第二導(dǎo)電類型層上形成第一電極、在所述背光面 第二導(dǎo)電類型層上形成第二電極、在所述背光面第一導(dǎo)電類型層上形成第三電極，構(gòu)成所 述雙結(jié)太陽電池。其中，所述背光面第二導(dǎo)電類型層上具有開口，暴露出所述背光面第一導(dǎo)電類型 層，并在其上形成所述第三電極；且第二電極與第一電極具有相同的電學(xué)特性。其中，所述第一導(dǎo)電類型襯底為第一導(dǎo)電類型Si襯底；所述迎光面第二導(dǎo)電類型 層為摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的Si、Al1^xGaxAs, Gai_xInxP薄膜，其中0彡χ < 1，其能帶帶隙 寬于或等于第一導(dǎo)電類型襯底的能帶帶隙；其中，所述背光面第一導(dǎo)電類型層為重?fù)降谝粚?dǎo)電類型雜質(zhì)的Si層，或摻入VI族 元素硫S、硒Se或碲Te的Si層，或摻入II族元素鋅Zn或鎘Cd的Si層，所述摻入VI族或 II族元素，其中的一部分在Si能帶帶隙中部形成了深能級，而另一部分為替位式摻雜。其中，所述背光面第二導(dǎo)電類型層為摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的Si、Ge、InAS、InSb、 或GaSb薄膜，其能帶帶隙等于或窄于第一導(dǎo)電類型Si襯底的能帶帶隙，或?yàn)閾饺氲诙?dǎo)電 類型雜質(zhì)的非晶硅、納晶硅或微晶硅薄層。其中，所述廣譜減反結(jié)構(gòu)為表面晶錐陣列，或者為表面金字塔。其中，所述寬譜是由于不同能帶帶隙對太陽光分別進(jìn)行吸收和光電轉(zhuǎn)換；所述雙 結(jié)是因?yàn)槊總€電池具有迎光面Pn結(jié)和背光面pn結(jié)，形成pnp或npn雙結(jié)電池，用迎光面pn 結(jié)吸收較短波長的光(如紫外、可見光)，用襯底背光面np結(jié)吸收紅外光，并將兩者的光生 載流子輸出，分別由三個電極輸出。圖2是本發(fā)明提供的電池板組件中雙結(jié)電池電極連接示意圖，該電池進(jìn)一步將多 個相鄰的該電池同種電極相互連接，調(diào)整電壓及并聯(lián)，形成電池板組件的兩端輸出；其中 所述同種電極相互連接，是將組件內(nèi)各個電池第一電極a相互連接、組件內(nèi)各個電池第二 電極b相互連接、組件內(nèi)各個電池第三電極c相互連接；所述調(diào)整電壓及并聯(lián)，形成電池板 組件的兩端輸出，是通過第一電極a之間不同的串并聯(lián)方式、通過第二電極b之間不同的串 并聯(lián)方式、或通過逆變器，使組件內(nèi)第二電極b相互連接后的總電壓Vb = Σ Vb等同于組件
9內(nèi)第一電極a相互連接后的總電壓Va =Σ Va，最終并聯(lián)，形成電池板組件的兩端輸出。圖3是第一種技術(shù)路線下的雙結(jié)電池的結(jié)構(gòu)圖，其中所述第一導(dǎo)電類型襯底為第 一導(dǎo)電類型Si襯底1，所述迎光面第二導(dǎo)電類型層為摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的Si層2，所 述迎光面介質(zhì)層為SiO2或SiN薄膜5，所述背光面第一導(dǎo)電類型層為摻入VI族或II族元 素的Si層3，所述背光面第二導(dǎo)電類型層為摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的Si、Ge、InAs, InSb, 6必13411_力￡1/8、或6￡11_!￡111丨薄膜4，其中0彡χ < 1，或?yàn)閾饺氲诙?dǎo)電類型雜質(zhì)的非晶硅、 納晶硅或微晶硅薄層4 ；所述第一電極6位于介質(zhì)鈍化層開口處的第二導(dǎo)電類型層2上，所 述第二電極7位于背光面第二導(dǎo)電類型層4上，所述第三電極8位于背光面第二導(dǎo)電類型 層4開口處的背光面第一導(dǎo)電類型層3上。由于VI族或II族元素在晶體硅禁帶中引入深能級，因此形成了三級或多級光吸 收，使部分電子經(jīng)兩次光吸收后躍遷到導(dǎo)帶；又由于該深能級密度的增加，有可能形成深能 級子帶，從而將深能級子帶上的光生載流子直接輸出。由于VI族或II族元素在晶體硅中形成替位式摻雜，具有兩個外圍電子，且離化能 小，因此容易形成雪崩式放大效應(yīng)。由于摻入VI族或II族元素的濃度較高，因此由摻雜層與襯底組成的pn結(jié)，其內(nèi) 建電場偏向濃度低的襯底一側(cè)。為了使內(nèi)建電場覆蓋高濃度摻雜層，必須外加一高濃度反 型層，在其界面形成pn結(jié)。該技術(shù)路線下的雙結(jié)電池的制作方法包括如下步驟在VI族或II族元素氛圍中采用超短脈沖激光輻照方法，在第一導(dǎo)電類型Si襯底 1迎光面上制備尖錐陣列形貌，并用化學(xué)腐蝕方法去除尖錐表面摻雜層，形成廣譜減反的表 面微結(jié)構(gòu)；或采用化學(xué)腐蝕方法，在第一導(dǎo)電類型Si襯底1迎光面制備金字塔結(jié)構(gòu)。采用離子注入、或熱擴(kuò)散、或外延方法，在第一導(dǎo)電類型Si襯底1迎光面廣譜減反 結(jié)構(gòu)上，制備摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的Si層2，與第一導(dǎo)電類型Si襯底構(gòu)成迎光面pn結(jié)；采用激光摻雜、離子注入或者先離子注入后激光輻照的方法，在第一導(dǎo)電類型Si 襯底背光面摻入VI族或II族元素，形成深能級雜質(zhì)和替位式摻雜的Si層3 ；在3上采用真 空系統(tǒng)外延生長摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的Si、Ge、InAs、InSb、GaSb、Al^GaxAs、或Ga^InxP 薄膜4，其中0 < χ < 1，或采用真空系統(tǒng)沉積摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的非晶硅、納晶硅或微 晶硅薄層4，在300°C至1000°C范圍內(nèi)采用退火方法對Si襯底及其所述各層材料進(jìn)行熱處理， 以激活材料中的雜質(zhì)；在迎光面第二導(dǎo)電類型層2上采用真空系統(tǒng)沉積SiO2或SiN薄層5 ；采用濕法和干法刻蝕的方法，在背光面第二導(dǎo)電類型層4上形成開口，暴露出背 光面第一導(dǎo)電類型層3 ；采用電阻熱蒸發(fā)或電子束蒸發(fā)方法，在所述開口所暴露出的背光 面第一導(dǎo)電類型層3上制備歐姆接觸第三電極8 ；采用電阻熱蒸發(fā)或電子束蒸發(fā)方法，在迎光面SiO2或SiN薄層開口處的第二導(dǎo)電 類型層2上制備歐姆接觸第一電極6 ；在背光面第二導(dǎo)電類型層4上制備歐姆接觸第二電 極7 ；圖4是第二種技術(shù)路線下的雙結(jié)電池結(jié)構(gòu)圖，其中所述第一導(dǎo)電類型襯底為第一 導(dǎo)電類型Si襯底1，所述迎光面第二導(dǎo)電類型層為摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的Si層2，所述迎光面介質(zhì)層為SiO2或SiN薄膜5，所述的背光面第一導(dǎo)電類型層為重?fù)降谝粚?dǎo)電類型雜 質(zhì)的Si層9，所述的背光面第二導(dǎo)電類型層為摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的Ge、InAs, InSb、或 GaSb窄帶隙半導(dǎo)體薄膜10 ；所述第一電極6位于迎光面SiO2或SiN薄層開口處的第二導(dǎo) 電類型層2上，所述第二電極11位于第二導(dǎo)電類型層10上，所述第三電極12位于背光面 第二導(dǎo)電類型層10開口處的第一導(dǎo)電類型層9上。在襯底背光面制備窄帶材料，以吸收紅外光；并通過背光面pn結(jié)將吸收的紅外光 轉(zhuǎn)換成光生載流子、且輸出。背光面Si/Ge為第二類半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)，無尖峰勢壘，特別易于 光生載流子的輸運(yùn)。該技術(shù)路線下的雙結(jié)電池的制作方法包括如下步驟在VI族元素氛圍中采用超短脈沖激光輻照方法，在第一導(dǎo)電類型Si襯底迎光面 上制備尖錐陣列形貌，并用化學(xué)腐蝕方法，去除尖錐表面摻雜層，形成廣譜減反的表面微結(jié) 構(gòu)；采用化學(xué)腐蝕方法，在第一導(dǎo)電類型Si襯底1迎光面制備廣譜減反結(jié)構(gòu)；采用離子注入、熱擴(kuò)散、激光摻雜或外延生長方法，在第一導(dǎo)電類型Si襯底1迎光 面廣譜減反結(jié)構(gòu)上制備摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的Si層2，與第一導(dǎo)電類型Si襯底構(gòu)成迎光 面pn結(jié)；采用離子注入、熱擴(kuò)散、激光摻雜或外延生長方法，在第一導(dǎo)電類型Si襯底1背光 面制備重?fù)降谝粚?dǎo)電類型雜質(zhì)的Si層9 ；采用真空系統(tǒng)，在背光面重?fù)降谝粚?dǎo)電類型雜質(zhì)的Si層9上，外延生長摻入第二 導(dǎo)電類型雜質(zhì)的Ge、InAs, InSb、或GaSb窄帶隙半導(dǎo)體薄膜10，與第一導(dǎo)電類型Si襯底構(gòu) 成背光面pn結(jié)；采用濕法和干法刻蝕的方法，將背光面第二導(dǎo)電類型層10形成開口，暴露 出重?fù)降谝粚?dǎo)電類型雜質(zhì)的Si層9 ；在300°C至1000°C范圍內(nèi)采用退火方法對Si襯底及其所述各層材料進(jìn)行熱處理， 以激活材料中的雜質(zhì)；在迎光面第二導(dǎo)電類型Si層2上采用真空系統(tǒng)沉積SiO2或SiN薄層5 ；采用電阻熱蒸發(fā)或電子束蒸發(fā)方法，在迎光面SiO2或SiN薄膜開口處的第二導(dǎo)電 類型Si層2上制備歐姆接觸第一電極6，在背光面第二導(dǎo)電類型薄膜10上制備歐姆接觸第 二電極11，在背光面第二導(dǎo)電類型薄膜開口處的重?fù)降谝粚?dǎo)電類型雜質(zhì)的Si層9上制備歐 姆接觸第三電極12;圖4也是第三種技術(shù)路線下的雙結(jié)電池結(jié)構(gòu)圖，其中關(guān)于電池結(jié)構(gòu)的論述不在此重復(fù)。該技術(shù)路線下的雙結(jié)電池的制作方法包括如下步驟在VI族元素氛圍中采用超短脈沖激光輻照方法，在第一導(dǎo)電類型Si襯底1迎光 面上制備尖錐陣列形貌，并用化學(xué)腐蝕方法，去除尖錐表面摻雜層，形成廣譜減反的表面微 結(jié)構(gòu)；或采用化學(xué)腐蝕方法，在第一導(dǎo)電類型Si襯底1迎光面制備金字塔結(jié)構(gòu)；采用離子注入、熱擴(kuò)散、激光摻雜或外延生長方法，在第一導(dǎo)電類型Si襯底1迎光 面廣譜減反結(jié)構(gòu)上制備摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的Si層2，與第一導(dǎo)電類型Si襯底構(gòu)成迎光 面pn結(jié)；采用離子注入、熱擴(kuò)散、激光摻雜或外延生長方法，在第一導(dǎo)電類型Si襯底1背光 面制備重?fù)降谝粚?dǎo)電類型雜質(zhì)的Si層9 ；
采用氧0離子注入的方法，在鍺Ge表層形成Ge/Ge02/Ge結(jié)構(gòu)，即GOI，將GOI結(jié)構(gòu) 表面鍵合到背光面重?fù)降谝粚?dǎo)電類型雜質(zhì)的Si層上，并通過加熱方法剝離Ge襯底，用化學(xué) 方法腐蝕GeO2,則可以在背光面重?fù)降谝粚?dǎo)電類型雜質(zhì)的Si層上形成無穿越位錯的第二導(dǎo) 電類型Ge層10，與背光面第一導(dǎo)電類型Si層構(gòu)成背光面pn結(jié)；采用濕法和干法刻蝕的方法，將第二導(dǎo)電類型層10形成開口，暴露出重?fù)降谝粚?dǎo) 電類型雜質(zhì)的Si層9 ；在300°C至1000°C范圍內(nèi)采用退火方法對Si襯底及其所述各層材料進(jìn)行熱處理， 以激活材料中的雜質(zhì)；在迎光面第二導(dǎo)電類型Si層2上采用真空系統(tǒng)沉積SiO2或SiN薄膜5 ；采用電阻熱蒸發(fā)或電子束蒸發(fā)方法在迎光面SiO2或SiN薄膜開口處的第二導(dǎo)電 類型Si層2上制備歐姆接觸第一電極6，在背光面第二導(dǎo)電類型Ge薄膜10上制備歐姆接 觸第二電極11，在背光面第二導(dǎo)電類型薄膜開口處的重?fù)降谝粚?dǎo)電類型雜質(zhì)的Si層9上制 備歐姆接觸第三電極12;圖3和圖4中所述在VI族或II族元素氛圍中采用超短脈沖激光輻照第一導(dǎo)電類 型Si襯底，使用的激光脈沖寬度小于500皮秒，脈沖頻率小于10kHz，脈沖能量密度約1至 10kJ/m2，在Si襯底的上下表面形成金字塔表面微米結(jié)構(gòu)；所述VI族元素是指硫S、硒Se或 碲Te，所述II族元素是指鋅Zn或鎘Cd。所述采用化學(xué)腐蝕第一導(dǎo)電類型Si襯底，是采用 NaOH和C2H5OH混合堿性溶劑腐蝕第一導(dǎo)電類型Si襯底的迎光面，在第一導(dǎo)電類型Si襯底 的迎光面形成金字塔表面微米結(jié)構(gòu)。圖3和圖4中所述采用退火熱處理，是在300°C至1000°C范圍內(nèi)對電池各層材料 加熱1秒至60分鐘，激活各層材料中的雜質(zhì)。圖3和圖4中所述第一、第二和第三電極，是采用電阻熱蒸發(fā)或電子束蒸發(fā)方法在 重?fù)诫s質(zhì)的Si、Ge等其它半導(dǎo)體表面沉積鋁Al、鉻Cr、金Au、鎢W、鈦Ti、鈀Pd、或銀Ag金 屬材料而制備的。實(shí)施案例本實(shí)施例是基于圖3所示的制備寬譜光伏效應(yīng)的晶體硅雙結(jié)太陽電池的方法實(shí) 現(xiàn)的，具體工藝過程如下在第一導(dǎo)電類型Si襯底1迎光面上制備廣譜減反結(jié)構(gòu)，是在硫S、硒Se、碲Te元素 氛圍中采用超短脈沖激光掃描輻照Si表面，其脈沖寬度小于100皮秒，脈沖頻率小于5kHz， 能量密度約l-10kj/m2，使Si表面形成微米量級的晶錐形貌，從而達(dá)到廣譜減反入射光的目 的。采用NaOH和C2H5OH混合堿性溶劑腐蝕Si表面，由于它對Si各個(hkl)晶面具有不同 的腐蝕速率，因而可形成金字塔表面結(jié)構(gòu)；在第一導(dǎo)電類型Si襯底迎光面廣譜減反結(jié)構(gòu)上采用熱擴(kuò)散、離子注入、激光摻 雜、外延生長方法制備第二導(dǎo)電類型層2，從而與第一導(dǎo)電類型Si襯底形成pn結(jié)；在第一導(dǎo)電類型Si襯底背光面制備摻VI族或II族元素的Si層3，主要采用硫 S、硒Se、碲Te、鋅Zn、鎘Cd元素的離子注入或熱擴(kuò)散，這些雜質(zhì)在Si中形成替位式摻雜，且 引入深能級，高濃度的深能級有可能形成子帶；在背光面第一導(dǎo)電類型Si層3上，采用真空系統(tǒng)外延生長摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì) 的 Si、Ge、InAs, InSb、GaSb、AlhGaxAs、或 Ga1-JnxP 薄膜 4，其中 0 彡 χ < 1，或采用真空系
12統(tǒng)沉積摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的非晶硅a_Si:H、納晶硅nc-Si、微晶硅μ c-Si薄層4。在300°C至1000°C范圍內(nèi)，對摻雜Si片加熱1秒至60分鐘的退火熱處理，以激活 Si中雜質(zhì)；在迎光面第二導(dǎo)電類型Si層2上采用PECVD方法制備SiO2或SiN薄膜5 ；電極6、7和8是歐姆接觸電極，主要是以鋁Al、鉻Cr、金Au、鎢W、鈦Ti、鈀Pd、銀 Ag為金屬材料、采用電阻熱蒸發(fā)或電子束蒸發(fā)的方法來制備，而開口方式則以化學(xué)腐蝕或 等離子刻蝕來實(shí)現(xiàn)。電池板組件內(nèi)電池之間的連接是以電池同類電極之間的連接進(jìn)行的，如將組件內(nèi) 各個電池第一電極a相互連接、組件內(nèi)各個電池第二電極b相互連接、組件內(nèi)各個電池第三 電極c相互連接；通過第一電極a之間不同的串并聯(lián)方式、通過第二電極b之間不同的串并 聯(lián)方式、或通過逆變器，使組件內(nèi)第二電極b相互連接后的總電壓Vb =Σ Vb等同于組件內(nèi) 第一電極a相互連接后的總電壓Va =Σ Va，最終并聯(lián)，形成電池板組件的兩端輸出。以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳 細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡 在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
1權(quán)利要求
一種寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)太陽電池，其特征在于，該電池是在第一導(dǎo)電類型襯底的迎光面上依序具有一迎光面第二導(dǎo)電類型層和一介質(zhì)鈍化層，所述介質(zhì)鈍化層表面為廣譜減反結(jié)構(gòu)；在第一導(dǎo)電類型襯底的背光面依序具有一背光面第一導(dǎo)電類型層及一背光面第二導(dǎo)電類型層；在所述迎光面第二導(dǎo)電類型層上形成第一電極、在所述背光面第二導(dǎo)電類型層上形成第二電極、在所述背光面第一導(dǎo)電類型層上形成第三電極，構(gòu)成所述雙結(jié)太陽電池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)太陽電池，其中所述背光面第二導(dǎo)電類 型層上具有開口，暴露出所述背光面第一導(dǎo)電類型層，并在其上形成所述第三電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)太陽電池，其特征在于，其 中所述第一導(dǎo)電類型襯底為第一導(dǎo)電類型Si襯底；所述迎光面第二導(dǎo)電類型層為摻入第 二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的Si、Al1^xGaxAs, Ga1^xInxP薄膜，其中O < χ < 1，其能帶帶隙寬于或等于 第一導(dǎo)電類型Si襯底的能帶帶隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)太陽電池，其特征在于，其 中所述背光面第一導(dǎo)電類型層為重?fù)降谝粚?dǎo)電類型雜質(zhì)的Si層，或摻入VI族元素硫S、硒 Se或碲Te的Si層，或摻入II族元素鋅Zn或鎘Cd的Si層；所述摻入VI族或II族元素， 其中的一部分在Si能帶帶隙中部形成了深能級，而另一部分為替位式摻雜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)太陽電池，其特征在于， 其中所述背光面第二導(dǎo)電類型層為摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的Si、Ge、InAS、InSb、或GaSb薄 膜，其能帶帶隙等于或窄于第一導(dǎo)電類型Si襯底的能帶帶隙，或?yàn)閾饺氲诙?dǎo)電類型雜質(zhì) 的非晶硅、納晶硅或微晶硅薄層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)太陽電池，其特征在于，其 中所述廣譜減反結(jié)構(gòu)為表面晶錐陣列，或者為表面金字塔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)太陽電池，其特征在于，其 中所述背光面第一導(dǎo)電類型層為摻入VI族或II族元素的Si層，所述背光面第二導(dǎo)電類型 層為摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的Si、Ge、InAs、InSb、GaSb、AlhGaxAs、或Ga1-JnxP薄膜，其中 0^x< 1，或?yàn)閾饺氲诙?dǎo)電類型雜質(zhì)的非晶硅、納晶硅或微晶硅薄層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)太陽電池，其特征在于，其 中所述的背光面第一導(dǎo)電類型層為重?fù)降谝粚?dǎo)電類型雜質(zhì)的Si層，所述的背光面第二導(dǎo) 電類型層為摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的Ge、InAs, InSb、或GaSb窄帶隙半導(dǎo)體薄膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)太陽電池，其特征在于，所 述寬譜是由于不同能帶帶隙對太陽光分別進(jìn)行吸收和光電轉(zhuǎn)換；所述雙結(jié)是因?yàn)槊總€電池 具有迎光面Pn結(jié)和背光面pn結(jié)，形成pnp或npn雙結(jié)電池，分別由三個電極輸出，且第二 電極與第一電極具有相同的電學(xué)特性。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)太陽電池，其特征在于， 相鄰電池的同種電極相互連接，并聯(lián)，形成電池板組件的兩端輸出；其中所述同種電極相互連接，是將組件內(nèi)各個電池的第一電極相互連接、組件內(nèi)各個電池 的第二電極相互連接、組件內(nèi)各個電池的第三電極相互連接；所述總體并聯(lián)，形成電池板組件的兩端輸出，是指電池組件內(nèi)匯總后的第二電極與電 池組件內(nèi)匯總后的第一電極進(jìn)行最終并聯(lián)，形成電池板組件的兩端輸出。
11.一種制備寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)太陽電池的方法，其特征在于，該方法包括在第一導(dǎo)電類型襯底迎光面上依序制備廣譜減反結(jié)構(gòu)和迎光面第二導(dǎo)電類型層；在第一導(dǎo)電類型襯底背光面上依序制備背光面第一導(dǎo)電類型層和背光面第二導(dǎo)電類 型層；對所述各層材料進(jìn)行退火熱處理；在所述迎光面第二導(dǎo)電類型層上制備介質(zhì)鈍化層；在所述迎光面第二導(dǎo)電類型層上制備第一電極、在背光面第二導(dǎo)電類型層上制備第二 電極、在背光面第一導(dǎo)電類型層上制備第三電極，構(gòu)成所述雙結(jié)太陽電池；連接多個電池的相同電極，調(diào)整電壓后并聯(lián)，形成電池板組件的兩端輸出。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)太陽電池的方法，其中在背光面 第一導(dǎo)電類型層上制備第三電極，包括采用濕法或干法刻蝕的方法，在背光面第二導(dǎo)電類型層上形成開口，暴露出所述背光 面第一導(dǎo)電類型層；采用電阻熱蒸發(fā)或電子束蒸發(fā)方法在所述開口所暴露出的背光面第一 導(dǎo)電類型層上制備所述第三電極。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)太陽電池的方法，其特征在于， 所述在第一導(dǎo)電類型襯底迎光面上依序制備廣譜減反結(jié)構(gòu)及迎光面第二導(dǎo)電類型層，包 括在VI族或II族元素氛圍中采用超短脈沖激光輻照方法，在第一導(dǎo)電類型Si襯底迎 光面上制備尖錐陣列形貌，并用化學(xué)腐蝕方法，去除尖錐表面摻雜層；或者采用化學(xué)腐蝕方 法，在(OOl)Si襯底表面制備金字塔結(jié)構(gòu)；采用離子注入、熱擴(kuò)散、激光摻雜或外延生長的方法，在所述第一導(dǎo)電類型Si襯底 迎光面廣譜減反結(jié)構(gòu)上，制備摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的Si薄膜；或采用外延生長的方 法，在所述第一導(dǎo)電類型Si襯底迎光面廣譜減反結(jié)構(gòu)上，制備摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的 Al ^xGaxAs、或 Ga1-JnxP 薄膜，其中 0 彡 χ < 1。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)太陽電池的方法，其特征在于， 所述在第一導(dǎo)電類型襯底背光面上依序制備背光面第一導(dǎo)電類型層及背光面第二導(dǎo)電類 型層，包括采用激光摻雜、離子注入或兩者混合方法，在第一導(dǎo)電類型Si襯底背光面摻入VI族或 II族元素，形成深能級和替位式摻雜的Si層；在摻入VI族或II族元素的Si層上，采用真 空系統(tǒng)外延生長摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的Sijl^Ga/s、或Gai_xInxP薄膜，其中0彡χ < 1， 或采用真空系統(tǒng)沉積摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的非晶硅、納晶硅或微晶硅薄層；
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)太陽電池的方法，其特征在于， 所述在第一導(dǎo)電類型襯底背光面上依序制備背光面第一導(dǎo)電類型層及背光面第二導(dǎo)電類 型層，包括采用離子注入、熱擴(kuò)散、激光摻雜或外延生長方法，在第一導(dǎo)電類型Si襯底背光面制 備重?fù)降谝粚?dǎo)電類型雜質(zhì)的Si層；在背光面重?fù)降谝粚?dǎo)電類型雜質(zhì)的Si層上，采用真空系 統(tǒng)外延生長摻入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的Ge、InAs、InSb、或GaSb薄膜，其能帶帶隙窄于第一導(dǎo) 電類型Si襯底的能帶帶隙。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)太陽電池的方法，其特征在于，所述在第一導(dǎo)電類型襯底背光面上依序制備背光面第一導(dǎo)電類型層及背光面第二導(dǎo)電類 型層；包括采用離子注入、熱擴(kuò)散、激光摻雜或外延生長方法，在第一導(dǎo)電類型Si襯底背光面制 備重?fù)降谝粚?dǎo)電類型雜質(zhì)的Si層；采用氧0離子注入的方法，在鍺Ge表層形成Ge/Ge02/Ge結(jié)構(gòu)，即GOI，將GOI結(jié)構(gòu)表面 鍵合到背光面重?fù)降谝粚?dǎo)電類型雜質(zhì)的Si層上，通過加熱方法剝離Ge襯底，通過化學(xué)腐蝕 方法去除GeO2層，則可以在背光面重?fù)降谝粚?dǎo)電類型雜質(zhì)的Si層上形成無穿越位錯的摻 入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的Ge層。
17.根據(jù)權(quán)利要求13至16中的任一項(xiàng)所述的制備寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)太陽電池的 方法，其特征在于，所述對各層材料進(jìn)行退火熱處理，是在電極制備之前進(jìn)行，退火溫度在 3000CM 1000°C之間，時間在1秒至60分鐘以內(nèi)。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制備寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)太陽電池的方法，其特征在于， 所述在VI族或II族元素氛圍中采用超短脈沖激光輻照，所使用的激光脈沖寬度小于500 皮秒，脈沖頻率小于10kHz，脈沖能量密度為1至10kJ/m2 ；所述VI族或II族元素氛圍是指 SF6氣體氛圍，或是硫S、硒Se、碲Te、鋅Zn或鎘Cd的粉末涂層氛圍。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制備寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)太陽電池的方法，其特征在于， 所述在第一導(dǎo)電類型Si襯底背光面摻入VI族或II族元素，是由激光摻雜、離子注入、或離 子注入加激光輻照方式進(jìn)行的，具體VI族和II族元素氛圍等同權(quán)力要求18中所述，所使 用的激光脈沖寬度小于1納秒，脈沖頻率小于10kHz，脈沖能量密度為0. 5至5kJ/m2 ；并經(jīng) 300°C至80(TC退火1秒至60分鐘，激活雜質(zhì)，使VI族或II族元素的替位式摻雜最大化，且 摻雜區(qū)域表面平整、或是不影響光刻的表面微凸，而不是尖錐形貌。
20.根據(jù)權(quán)利要求11至16中任一項(xiàng)所述的制備寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)太陽電池的方法， 其特征在于，所述電極的制備，是在第一導(dǎo)電類型層表面、第二導(dǎo)電類型層表面和第二導(dǎo)電 類型層表面，采用電阻熱蒸發(fā)或電子束蒸發(fā)方法沉積鋁Al、鉻Cr、金Au、鎢W、鈦Ti、鈀Pd、 或銀Ag金屬材料，且進(jìn)行退火熱處理，最終形成歐姆接觸電極；如果兩個電極同側(cè)、且金屬 相同，采用光刻膠或SiO2隔離，同時制備兩個電極。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的制備寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)太陽電池的方法，其特征在于， 所述表面鍵合，對兩種具有原子級平整表面的材料，在真空系統(tǒng)中通過等離子體激活表面、 且在低于400°C的溫度下加壓，使兩個表面的懸掛鍵之間發(fā)生聯(lián)系，從而在無介質(zhì)的條件下 使兩種材料形成整體連接。
22.根據(jù)權(quán)利要求11所述的寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)太陽電池，其特征在于，進(jìn)一步將相 鄰電池的同種電極相互連接，調(diào)整電壓及并聯(lián)，形成電池板組件的兩端輸出；其中所述同種電極相互連接，是將組件內(nèi)各個電池的第一電極相互連接、組件內(nèi)各個電池 的第二電極相互連接、組件內(nèi)各個電池的第三電極相互連接；所述調(diào)整電壓及并聯(lián)，形成電池板組件的兩端輸出，是通過第一電極之間不同的串并 聯(lián)方式、或通過第二電極之間不同的串并聯(lián)方式、或通過逆變器，使組件內(nèi)第二電極相互連 接后的總電壓等同于組件內(nèi)第一電極相互連接后的總電壓，最終并聯(lián)，形成電池板組件的 兩端輸出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種寬譜光伏效應(yīng)的雙結(jié)太陽電池及其制備方法，該電池是在第一導(dǎo)電類型襯底的迎光面上依序具有一迎光面第二導(dǎo)電類型層和一介質(zhì)鈍化層，所述介質(zhì)鈍化層表面為廣譜減反結(jié)構(gòu)；在所述第一導(dǎo)電類型襯底背光面上依序具有一背光面第一導(dǎo)電類型層及一背光面第二導(dǎo)電類型層；在所述迎光面第二導(dǎo)電類型層上形成第一電極、在所述背光面第二導(dǎo)電類型層上形成第二電極、在所述背光面第一導(dǎo)電類型層上形成第三電極，構(gòu)成所述雙結(jié)太陽電池；相鄰電池的同種電極相互連接，調(diào)整電壓及并聯(lián)，形成電池板組件的兩端輸出。利用本發(fā)明，拓寬了電池的光電轉(zhuǎn)換譜，從而提高電池效率。
文檔編號H01L31/0352GK101964373SQ20101025697
公開日2011年2月2日 申請日期2010年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月18日
發(fā)明者韓培德 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所