一種帶有全方位反射器的倒裝多結太陽電池及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于太陽電池結構技術領域，特別是指一種帶有全方位反射器的倒裝多結 太陽電池及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 太陽能光伏發電是一種清潔的發電方式，其將太陽光轉換為電能供人們使用，傳 統較多使用娃和錯電池；由于神化嫁電池禁帶較寬、光譜響應性和光譜匹配能力好，光電轉 換效率高從而得到了廣泛應用。
[0003] 太陽能電池已廣泛應用于軍事、航天、工業、農業、家用電器等領域。但目前太陽能 電池光電轉換效率大約在20%左右，如何減少投射到太陽能電池上光能的損失，提高電池 的轉換效率是急待解決的一個重大課題。研究表明，影響太陽電池光電轉換效率的因素有 很多，比如電池外延片的設計，電池內部電阻，柵線的設計化及減反膜的材料、生長等，都會 造成大量的能量損失。能量損失主要是長波光子未能得到有效吸收。在太陽能電池背部設 置高效的反射器，可W使透過電池基體的長波光子充分反射，增加電池對長波光的吸收， 從而提高光的利用率，提高太陽電池的轉換效率。
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決的技術問題是，提供一種帶有全方位反射器的倒裝多結太陽電池 及其制備方法，解決通過太陽電池的光無法被全吸收，長波光子能量損失較多的問題，在太 陽能電池背部設置高效的全方位反射器，可W使透過太陽電池區的長波光子充分反射，增 加電池區對長波光的吸收，從而提高光太陽電池光電轉換率。
[0005] 為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種帶有全方位反射器的倒 裝多結太陽電池，包括：神化嫁襯底；太陽電池；全方位反射器；金屬鍵合層；Si導電襯底； 神化嫁襯底腐蝕后制作的金屬柵線和金屬背電極，位于太陽電池外延層之上的全方位反 射器包括介質層和金屬反射層，介質層的厚度在50-500nm，采用折射率低的SiOx、Si化或 Ti〇2中的一種或幾種組合，金屬反射層的厚度100-500皿，采用反射率高的Ag、Al或Au。
[0006] 所述介質層的厚度200nm，金屬反射層的厚度lOOnm。
[0007] 所述介質層為一連續層，金屬反射層為金屬離散體，其嵌在介質層并貫穿介質層。
[0008] 在所述介質層設置有導電孔，導電孔呈周期性分布，導電孔直徑為5-15um，間距 10-50um，導電孔為圓柱形或者長方體形，金屬反射層嵌入導電孔，增加反射器反光的比例。
[0009] 所述金屬反射層為一連續層，介質層為離散體，其嵌在金屬反射層并貫穿金屬反 射層。
[0010] 在介質層和金屬反射層之間加入一層金屬氧化層，金屬氧化層材料為氧化銅錫或 氧化銅鋒，厚度50埃-100埃。
[0011] 介質層折射率大于金屬氧化層的折射率，同時金屬氧化層反射率小于金屬反射層 的反射率。
[0012] 電池外延層的外側的介質層依次采用折射率不同的第一介質層、第二介質層，電 池外延層、第一介質層、第二介質層=者折射率呈遞減趨勢。
[0013] 所述的帶有全方位反射器的倒裝多結太陽電池的制備方法，包括W下步驟：
[0014] (1)提供一神化嫁生長襯底，用于太陽電池外延生長；
[0015] 似在所述的襯底上，金屬有機化學氣相沉積技術生長倒裝多結太陽電池外延 層；
[0016] (3)在太陽電池外延層上生長介質，用光刻、濕蝕刻的方法在介質層上開一些周期 性導電孔，并在介質層上生長金屬反射層；
[0017] (4)生長完金屬反射層的電池外延片和Si基板生長金屬鍵合層，并高溫鍵合；
[0018] (5)對上述鍵合片，神化嫁襯底進行腐蝕，轉換成Si導電襯底；
[0019] (6)去除神化嫁襯底后，在太陽電池外延層進行柵線制作，在Si導電襯底進行背 電極生長；
[0020] (7)在柵線表面，生長減反膜增加光的入射。
[0021] 本發明的有益效果是：通過在器件結構制備過程中，生長低折射率的介質層和高 反射率的金屬層作為反射器，透過外延電池區的光被反射器反射到電池區，增加電池對長 波光的吸收，從而提高太陽電池的轉換效率。
【附圖說明】
[0022] 圖1為倒裝S結太陽電池外延層結構；
[0023]圖2為本發明實施例1中一種帶全方位反射器的倒裝多結太陽電池的結構示意 圖；
[0024]圖3為本發明實施例2中一種帶全方位反射器的倒裝多結太陽電池的結構示意 圖；
[0025]圖4為本發明實施例3中一種帶全方位反射器的倒裝多結太陽電池的結構示意 圖。
【具體實施方式】
[00%] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明：
[0027] 如圖2所示，本發明的一種帶有全方位反射器的倒裝多結太陽電池，包括：神化嫁 襯底140;太陽電池130;全方位反射器；金屬鍵合層；Si導電襯底100;神化嫁襯底腐蝕后 制作的金屬柵線151和金屬背電極152,位于太陽電池130外延層之上的全方位反射器包 括介質層122和金屬反射層121。電池區130包含一個或多個串聯的子電池。介質層122 的厚度在50-500nm，采用折射率低的SiOx、Si化或Ti〇2中的一種或幾種組合，金屬反射層 121的厚度100-500皿，采用反射率高的Ag、Al或Au。
[0028] 所述介質層的122厚度200nm，金屬反射層121的厚度lOOnm。
[0029] 所述介質層122為一連續層，金屬反射層121為金屬離散體，其嵌在介質層并貫穿 介質層。
[0030] 所述在介質層122設置有導電孔，導電孔呈周期性分布，導電孔直徑為5-15um，間 距10-50um，導電孔為圓柱形或者長方體形，金屬反射層嵌入導電孔，增加反射器反光的比 例。
[0031] 所述金屬反射層為一連續層，介質層為離散體，其嵌在金屬反射層并貫穿金屬反 射層。
[0032] 在介質層122和金屬反射層121-1之間加入一層金屬氧化層121-2,金屬氧化層材 料為氧化銅錫ITO或氧化銅鋒，厚度50埃-100埃。
[0033] 介質層折射率大于金屬氧化層的折射率，同時金屬氧化層反射率小于金屬反射層 的反射率。
[0034] 電池外延層的外側的介質層依次采用折射率不同的第一介質層、第二介質層，電 池外延層、第一介質層、第二介質層=者折射率呈遞減趨勢。
[0035] 下面取不同介質層、金屬層進行實驗，實驗數據如表1 ;
[0036] 表 1 :
[0037]
[0038] 從表1可W看出，當介質層為Ti02和Si02疊層，金屬為Ag時，可大幅度提高電池 的轉換效率。
[0039] 上述的帶有全方位反射器的倒裝多結太陽電池的制備方法，包括W下步驟： W40] (1)提供一神化嫁生長襯底，用于太陽電池外延生長；
[0041] (2)在所述的襯底上，金屬有機化學氣相沉積技術生長倒裝多結太陽電池外延 層；
[0042] (3)在太陽電池外延層上生長介質，用光刻、濕蝕刻的方法在介質層上開一些周期 性導電孔，并在介質層上生長金屬反射層；
[0043] (4)生長完金屬反射層的電池外延片和Si基板生長金屬鍵合層，并高溫鍵合； 陽044] (5)對上述鍵合片，神化嫁襯底進行腐蝕，轉換成Si導電襯底；
[0045] (6)去除神化嫁襯底后，在太陽電池外延層進行柵線制作，在Si導電襯底進行背 電極生長。
[0046] (7)在柵線表面，生長減反膜增加光的入射。
[0047] 全方位反射器其結構為低折射率的介質層和高反射率的金屬層，介質層可用于反 射長波長的光，從而提升太陽電池的轉換效率；金屬層用于反射透過介質層的光，從而提高 光的吸收。 W48] 在此太陽電池結構中，透過電池區的光部分經由介質層SiOy全反射回去部分光經 由高反射金屬層全反射回去，增加光的吸收利用率，提高太陽電池的轉換效率。其中介質層 的折射率和金屬層的反射率是影響電池效率的中重要因素之一。 陽049] 實施例1
[0050] 本發明包含=個模塊：倒裝多結太陽電池外延層生長，全方位反射器制作，鍵合、 襯底腐蝕、金屬柵線及背電極。
[0051][倒裝多結太陽電池外延層生長] 陽05引倒裝多結太陽電池外延層130,包含繪沖層131,腐蝕阻擔層132,束一結GaIn