CdSe/N型硅叠层电池的制作方法

cdse/n型硅叠层电池
【技术领域】
1.本技术涉及一种cdse/n型硅叠层电池，属于光伏电池技术领域。


背景技术：

2.硅电池技术是市场上最主要的光伏技术，占据市场份额的90％以上。p-perc电池是市场上最常用的硅电池技术，其产业效率接近其理论最高转换效率，因此成本难以继续下降。目前，市场上最有望取代perc电池的是隧穿氧化钝化接触(topcon)电池和异质结(hjt)电池技术，两者均为n型硅电池技术。
3.受shockley-queisser极限限制，硅单结电池最高理论效率低于29％，因此叠层电池技术应运而生，但常见的叠层电池技术均以p型材料作为吸收层，叠层之后，顶电池的内建电场方向与n型硅底电池的相反，叠层电池转换效率很低，并且电池稳定性较差，寿命较短。
4.因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种采用cdse材料作为吸收层的n型硅叠层电池。
6.本技术的目的是通过以下技术方案实现：一种cdse/n型硅叠层电池，包括从下往上依次连接的n型硅基子电池、第一透明导电薄膜、钝化层、cdse吸收层、窗口层、以及第二透明导电薄膜；
7.其中，所述cdse吸收层为n型薄膜。
8.进一步地，所述n型硅基子电池可以为topcon电池或hjt电池中的一种。
9.进一步地，其特征在于，所述钝化层为n型cds薄膜。
10.进一步地，所述窗口层为p型znse:n薄膜。
11.进一步地，所述第一透明导电薄膜和所述第二透明导电薄膜可以为fto、ito或cto中的一种。
12.进一步地，所述cdse/n型硅叠层电池还设置有电极；
13.所述电极包括与所述n型硅基子电池叠层连接的金属背电极、及与所述第二透明导电薄膜叠层连接的金属前电极。
14.进一步地，所述电极为au或ag中的一种。
15.与现有技术相比，本技术具有如下有益效果：本技术通过采用cdse材料作为n型硅叠层电池的吸收层，进而改善传统n型硅叠层电池转化效率低的缺点，进而提高电池对太阳光谱的有效利用率，提升电池转换效率及其稳定性。
【附图说明】
16.图1是本技术实施例cdse/n型硅叠层电池的结构示意图；
17.图2是本技术实施例cdse/n型硅叠层电池的制备方法流程图。
【具体实施方式】
18.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图，对本技术的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
19.本技术中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
20.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
21.请参阅图1所示，本技术一实施例所示的cdse/n型硅叠层电池，包括从下往上依次连接的n型硅基子电池2、第一透明导电薄膜3、钝化层4、吸收层5、窗口层6、以及第二透明导电薄膜7；
22.其中，第一透明导电薄膜3和第二透明导电薄膜7可以为fto、ito或cto中的一种，只要具有良好的导电透光性能皆可，在此不做具体限定。
23.n型硅基子电池2相较于p型硅基子电池而言具有双面率高、温度系数低、无光衰、弱光性能好等优势，将推动发电成本继续下降的下一代主流电池技术。在本实施例中，n型硅基子电池2可以为topcon电池或hjt电池中的一种，在此不做具体限定。
24.钝化层4可以降低电池表面的缺陷复合，从而提高电池的开路电压，进而提高电池的效率，并且钝化后的电池有效寿命能得到明显提高。在本实施例中，该钝化层4的材料为n型cds薄膜，厚度在50-120nm之间，载流子浓度在10
16-10
20
cm-3
，相较于一般的氧化铝和氧化硅膜，n型cds薄膜具有更加优异的光学性能与稳定性，能进一步提高电池的使用寿命。
25.吸收层5用于吸收阳光中的太阳能，在本实施例中，该吸收层5的材料为n型cdse薄膜，载流子浓度为10
14
–
10
16
cm-3
，厚度为500-2000nm。cdse薄膜为直接带隙半导体材料，可见光吸收系数大，禁带宽度大，在同等条件下，相较于传统材料的吸收层5能吸收更多的太阳能，进而改善传统n型硅叠层电池转化效率低的缺点，提高电池对太阳光谱的有效利用率，从而提升电池转换效率。
26.窗口层6起到同n型硅基子电池2形成pn结内电场的作用。在本实施例中，该窗口层6的材料为p型znse:n薄膜，载流子浓度在10
16-10
20
cm-3
，厚度为50-200nm，其具有较大的禁带宽度，较宽的透光范围和交底的吸收系数，能够使得更多的光透过该窗口层6而不被吸收，进而提高电池的转化效率。
27.在本实施例中，cdse/n型硅叠层电池还设置有电极，包括与所述n型硅基子电池2叠层连接的金属背电极1、以及与所述第二透明导电薄膜7叠层连接的金属前电极8。在本实施例中，该电极的材料为au或ag中的一种，厚度在100-300nm之间。在其他实施例中，也可根据实际情况选择其他材料，只要达到导电率的要求皆可，在此不做具体限定。
28.请参阅图2所示，一种cdse/n型硅叠层电池的制备方法，用于制备如上任意实施例所述的cdse/n型硅叠层电池，具体制备过程如下：
29.s1：制备n型硅基子电池2；
30.其中，n型硅基子电池2的制备方法可参考topcon或hjt的制备工艺，皆为现有技术，在此不做具体赘述。
31.s2：在制备好的n型硅基子电池2的正面采用磁控溅射法制备第一透明导电薄膜3；
32.s3：采用射频磁控溅射法或化学水浴法在第一透明导电薄膜3上制备钝化层4；
33.s4：采用近空间升华法或蒸汽输运法或真空蒸发法或磁控溅射法在钝化层4上制备cdse吸收层5；
34.s5：采用射频磁控溅射法在cdse层上制备窗口层6；
35.s6：采用射频磁控溅射法在窗口层6上制备第二透明导电薄膜7；
36.s7：在第二透明导电薄膜7上采用丝网印刷法或蒸发法制备电极。
37.综上所述，本技术通过采用cdse材料作为n型硅叠层电池的吸收层，进而改善传统n型硅叠层电池转化效率低的缺点，进而提高电池对太阳光谱的有效利用率，提升电池转换效率及其稳定性。
38.上述仅为本技术的一个具体实施方式，其它基于本技术构思的前提下做出的任何改进都视为本技术的保护范围。