CN1770479A - 串联薄膜太阳能电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种串联薄膜太阳能电池，所述串联薄膜太阳能电池包括：第一导电层(20)，形成于透明衬底(10)上；第一太阳能电池层(150)，形成于所述第一导电层(20)上；和第二太阳能电池层(200)，覆盖所述第一太阳能电池层(150)。所述第一导电层(20)具有表面不平整性，所述表面不平整性的间距在0.2到2.5μm的范围，且所述表面不平整性的幅度在所述表面不平整性的间距的四分之一到一半的范围内。

Description

串联薄膜太阳能电池
技术领域
本发明涉及串联薄膜太阳能电池。
背景技术
太阳能电池的开发经常针对下列技术：
(1)一种用于提高将阳光引入能量转换区域的效率的技术，所述能量转换区域通常包括由半导体材料形成的PIN结。
(2)一种用于在能量转化区域中提高将太阳能转化为电能的效率的技术。
这些效率的提高有效地实现了总体的太阳能电池的功率效率。
图1是示出采用串联结构的常规薄膜叠层太阳能电池的结构的示意性截面图。常规的太阳能电场由叠层组成，该叠层由透明绝缘衬底1、第一透明电极2、P型非晶硅层3、I型非晶硅层4、N型非晶硅5、P型多晶硅层6、I型多晶硅层7、N型多晶硅层8、第二透明电极9以及背电极10形成。
P型非晶硅层3、I型非晶硅层4和N型非晶硅层5充当非晶硅太阳能电池。这些非晶硅层可以由主要包含硅的硅基半导体材料形成，诸如包含少于50at％的碳的碳化硅、和包含少于20at％的锗的锗化硅。非晶硅层可以用小于百分之几的其它微量元素掺杂。P型非晶硅层3和N型非晶硅层5的结晶度不那么重要，非晶硅太阳能电池仅要求I型非晶硅层4的主要部分是非晶的，该部分主要提供了光电转化。
另一方面，P型多晶硅层6、I型多晶硅层7、N型多晶硅层8充当多晶硅太阳能电池。这些多晶硅层可以由主要包含硅的硅基半导体材料形成，诸如包含少于50at％的碳的碳化硅、和包含少于20at％的锗的锗化硅。多晶硅层可以用小于百分之几的其它微量元素掺杂。P型多晶硅层6和N型多晶硅层8的结晶度不那么重要，多晶硅太阳能电池仅需要I型多晶硅层7的主要部分是多晶的，该部分主要提供了光电转化。
进入透明衬底1的阳光在非晶硅太阳能电池内首先被转化为电能。然后，没有在非晶硅太阳能电池中被吸收的剩余的阳光进入多晶硅太阳能电池，且额外地被转化为电能。
在图1所示的太阳能电池中，调整第一透明电极2的厚度使得阳光被尽可能多地引入其中。另外，随着层缺陷的减少，改善了非晶硅层的膜质量，用于降低光入射劣化(即，改善了稳定化的转化效率)，公知光入射劣化是一种非晶太阳能电池在曝光后遭受的电能生成量减小的现象。
在太阳能电池技术上存在许多遗留问题，例如，优化太阳能电池的叠层结构和太阳能电池内部的层厚。特别地，期望非晶硅太阳能电池的非晶硅层的厚度薄，以降低光入射劣化，并由此提高稳定化效率。另外，期望多晶硅太阳能电池内的多晶硅层的厚度薄，以提高功率产生效率和生产率。另外，因为非晶和多晶太阳能电池在串联型太阳能电池内被串联连接，所以串联型太阳能电池的功率电流(power current)主要取决于非晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池的功率电流的较小的一个。因此，非晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池的功率电流的平衡是重要的。基于这些情况，在太阳能电池内层厚度的优化就变得越发重要。
已经提出了处理这样的情况的各种方法。
日本公开专利申请No.H10-117006公开了一种薄膜光电转化设备，该设备由具有第一和第二主表面的，基本为多晶的光电转化层和覆盖第二主表面的金属薄膜组成。基本由多晶硅薄膜组成的多晶光电转化层具有0.5到20μm的平均厚度。第一主表面具有粗糙(textured)的结构。该粗糙的结构设置有高度小于平均厚度的一半的微小突起，该高度大致范围是0.05到3μm。
日本公开专利申请No.2001-177134公开了一种集成混合薄膜光电转化设备，该设备包括透明电极层、非晶半导体光电转化单元层、多晶半导体光电转化单元层、和背电极，其被依次层叠来覆盖透明绝缘衬底。通过由激光划线形成的平行分割沟槽划分透明电极层、非晶半导体光电转化单元层、多晶半导体光电转化单元层和背电极的叠层，由此形成一组混合光电转化单元。通过平行于分割沟槽形成的连接沟槽使混合光电转化单元串行电连接。该公开文本公开了非晶光电转化单元层内的非晶光电转化层的厚度为250nm或更大，而多晶光电转化单元层内的多晶光电转化层的厚度为3μm或更小，多晶光电转化层的厚度处于非晶光电转化层厚度的四到八倍的范围内。
日本公开专利申请No.2002-118273公开了一种集成混合薄膜光电转化设备，该设备包括透明电极层、非晶半导体光电转化单元层、对光进行部分反射和透射的导电光学中间层、多晶半导体光电转化单元层、和背电极，其被依次层叠来覆盖透明绝缘衬底。通过由激光划线形成的平行分割沟槽划分透明电极层、非晶半导体光电转化单元层、多晶半导体光电转化单元层和背电极的叠层，由此形成一组混合转化单元。通过用分割沟槽平行形成的连接沟槽，从而串联电连接混合光电转化单元。该出公开文本公开了非晶光电转化单元层的厚度范围是0.01到0.5μm，以及，多晶光电转化单元层的厚度范围是0.1到10μm，其中，光学中间层具有10到100nm的厚度和1×10-3到1×10-1Ω·m的电阻率。
发明内容
因此，本发明涉及提供一种在转化效率和产率上优越的串联薄膜太阳能电池。
在本发明的一个方面，一种串联薄膜太阳能电池组成为：第一导电层，形成于透明衬底上；第一太阳能电池层，形成于所述第一导电层上；和第二太阳能电池层，覆盖所述第一太阳能电池层。第一导电层具有表面不平整性(irregularity)，该表面不平整性的间距(pitch)的范围是0.2到2.5μm，且该表面不平整性的幅度的范围是表面不平整性的间距的四分之一到一半。
在一个实施例中，第一太阳能电池层是主要由非晶硅形成的非晶硅太阳能电池，该非晶硅太阳能电池包括：具有选自P型和N型的第一导电类型的第一硅层；I型非晶硅层；和具有不同于第一导电类型的第二导电类型的第二硅层。而第二太阳能电池层是主要由多晶硅形成的多晶硅太阳能电池，该多晶硅太阳能电池包括：具有选自P型和N型的第三导电类型的第三硅层；I型多晶硅层；和具有不同于第三导电类型的第四导电类型的第四硅层
优选地，第一太阳能电池层的厚度的范围是200到400nm，而第二太阳能电池层的厚度的范围是1.5到3.0μm。
优选地，串联薄膜太阳能电池可以还包括形成于第一太阳能电池层和第二太阳能电池层之间的中间导电层。
在该情况中，优选的是第一太阳能电池层的厚度的范围是100到400nm，而第二太阳能电池层的厚度的范围是1.0到3.0μm。
在优选的实施例中，中间导电层主要由选自ZnO、SnO2、氧化铟锡的材料形成，且中间导电层在600到1200nm的波长下具有小于1％的光吸收率。
串联薄膜太阳能电池优选地包括覆盖第二太阳能电池层的第二导电层，第二导电层由银形成。
在这种情况下，串联薄膜太阳能电池优选地包括形成于第二太阳能电池层和第二导电层之间的第三导电层。第三导电层优选地主要由ZnO形成，具有20到100nm的厚度。
附图说明
结合附图，通过以下的详细描述，本发明的以上和其它优点和特征将更加明显，在附图中：
图1是示出常规串联薄膜太阳能电池的示范性结构的示意性截面图；
图2是示出本发明的第一实施例中的串联薄膜太阳能电池的示范结构的示意性截面图；
图3是示出第二实施例中串联薄膜太阳能电池内非晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池的厚度和其稳定化转化效率的关系的曲线图；
图4是示出本发明的第三实施例中的串联薄膜太阳能电池的示范结构的示意性截面图；
图5是示出在串连薄膜太阳能电池中透明中间层的厚度和多晶硅太阳能电池的量子效率在800nm的波长下的关系的表；
图6是示出第五实施例中串联薄膜太阳能电池内非晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池的厚度和其稳定化转化效率的关系的曲线图；
图7示出串联薄膜太阳能电池内第二透明电极的厚度和其稳定化转化效率的关系的表格。
具体实施方式
现将参考附图在这里描述本发明。
本发明涉及提高太阳能电池的转化效率和产率。为了实现此目的，优化了阳光入射的第一透明电极的表面形貌，该表面形貌包括表面不平整性的间距和幅度。这通过增加太阳能电池中的传播距离有效地改善了太阳能电池的稳定化的转化效率。另外，提供了一种串联太阳能电池，其中非晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池的厚度被优化。
应注意的是期望非晶硅太阳能电池的厚度薄，以提高稳定化的转化效率。另外，期望多晶硅太阳能电池的厚度薄，以提高稳定化的转化效率和产率。
以下描述的实施例提供了通过适当平衡太阳能电池内的层厚而具有提高的稳定化的转化效率和产率的太阳能电池。
第一实施例
图2是示出本发明的第一实施例中的串联薄膜太阳能电池的示范截面结构的示意性截面图。
该实施例中的串联薄膜太阳能电池由透明绝缘衬底10、第一透明电极20、非晶硅太阳能电池150、多晶硅太阳能电池200、第二透明电极90和背电极100组成。第一透明电极20由ITO(氧化铟锡)形成，第二透明电极90由ZnO形成。背电极100由诸如银(Ag)的金属形成。
非晶硅太阳能电池150由P型非晶硅层30、I型非晶硅层40和N型非晶硅层50组成。应注意到非晶硅太阳能电池150内的层的顺序可以被颠倒；非晶硅太阳能电池150可以采用PIN结构和NIP结构。相应地，多晶硅太阳能电池200由P型多晶硅层60、I型多晶硅层70和N型多晶硅层80形成。应注意到多晶硅太阳能电池200内的层的顺序可以被颠倒；多晶硅太阳能电池200可以采用PIN结构和NIP结构。
其上形成多晶硅太阳能电池150的第一透明电极20的主表面粗糙，存在表面不平整性。该表面不平整性的间距在0.2到2.5μm的范围内选择，且该表面不平整性的幅度在该表面不平整性的间距的四分之一到一半的范围内选择。在该实施例中，如图2所示，表面不平整性的间距被定义为第一透明电极20的主表面上的根部的间距，而表面不平整性的幅度被定义为第一透明电极20的顶部到其根部的高度。
在该实施例中，第一透明电极20的表面部平整体的间距是0.6μm，而其幅度为0.2μm。覆盖第一透明电极20的层的形貌取决于第一透明电极20的表面不平整性。
通过散射入射阳光，第一透明电极20的表面不平整性有效地增加了非晶硅太阳能电池150和多晶硅太阳能电池200内的光学传播距离。为了最大化第一透明电极20的散射系数，优选地，表面不平整性的间距大致等于被散射的光(即，阳光)的波长，且表面不平整性的幅度大致等于表面不平整性的间距的三分之一，这取决于硅具有大致为3的相对折射系数。
在下文中给出了实验结果。在非晶硅太阳能电池150具有300nm的厚度且多晶硅太阳能电池200具有2μm的厚度的情况下，对于AM(空气质量)1.5的阳光而言，本实施例的串联太阳能电池的稳定化转化效率是11.5％。稳定化的转化效率被定义为在通过50℃，1SUN(即，100mw/cm2)下持续1000小时的光照，或通过与之等同的加速条件下的光照引起光入射劣化之后的转化效率。
在相同的条件下测试了比较样品(a)到(c)的稳定化效率。比较样品(a)设置有具有0.2μm间距和0.1μm幅度的表面不平整性的第一透明电极。比较样品(b)设置有0.5μm间距和0.8μm幅度的表面不平整性的第一透明电极。最后，比较样品(c)设置有4.0μm间距和1.0μm幅度的表面不平整性的第一透明电极。比较样品(a)到(c)内的非晶硅太阳能电池的厚度为300μm，且比较样品(a)到(c)内的多晶硅太阳能电池的厚度为2.0μm。比较样品(a)到(c)的稳定化的转化效率分别为10.7％、10.7％、10.2％。该结果证实了在本实施例中的串联太阳能电池实现了优于比较样品的卓越的稳定化转化效率。
本实施例中的串联太阳能电池的高稳定化转化效率由以下实事引起，即有效地散射了为多晶硅太阳能电池200内的功率电流做出贡献的阳光的700-900nm的波长组分，且由此有效地提高了多晶硅太阳能电池200的转化效率。
总之，凭借第一透明电极20的表面不平整性，本实施例中的串联薄膜太阳能电池实现了等于或大于10.5％的稳定化的转化效率，表面不平整性的间距是0.2到2.5μm，表面不平整性的幅度为间距的四分之一到一半。在本实施例中，由此提供了稳定化转化效率提高至11.5％的串联薄膜太阳能电池。
第二实施例
第二实施例中的串联薄膜太阳能电池的截面结构几乎相同于第一实施例的截面结构。差别是在第二实施例中额外地优化了非晶硅太阳能电池150的厚度和多晶硅太阳能电池200的厚度。
该实施例中的串联太阳能电池的功率电流取决于充当顶部电池的非晶硅太阳能电池150和充当底部电池的多晶硅太阳能电池200的功率电流中较小的一个。非晶硅太阳能电池150的功率电流随其厚度增加而增加。另一方面，多晶硅太阳能单元200的功率电流取决于不被顶部电池吸收的阳光的光强，随着非晶硅太阳能电池150的厚度减小，到达多晶硅太阳能电池200的阳光的强度增加。在到达多晶硅太阳能电池200的阳光具有相同强度的情况下，多晶硅太阳能电池200的功率电流随着其厚度的增加而增加。因此，在非晶硅太阳能电池150和多晶硅太阳能电池200的厚度之间的关系中存在平衡点。
另一方面，增加非晶硅太阳能电池150的厚度将导致低下的产率，这是不希望看到的。非晶硅太阳能电池150的厚度的增加还将导致严重的光入射劣化。因此，应存在非晶硅太阳能电池150的厚度的适当的值。
另外，增加多晶硅太阳能电池200的厚度将导致由于缺陷增加引起的功率电压减小和横跨多晶硅太阳能电池200的层的势能梯度减小。因此，应存在多晶硅太阳能电池200的厚度的适当的值。
在本实施例中，非晶硅太阳能电池150的厚度选自200到400nm的范围，且多晶硅太阳能电池200的厚度选自1.5到3.0μm的范围。这有效地实现了如下所述的优越的稳定化的转化效率和产率。
图3是示出本实施例中串联薄膜太阳能电池内非晶硅太阳能电池150和多晶硅太阳能电池200的厚度和串联薄膜太阳能电池的稳定化转化效率的关系的曲线图。图3中标记“◆”代表了稳定化转化效率的测量值，且线代表了模拟的结果。该测试在AM1.5的条件下实现，其与JIS(日本工业标准)C8394一致。如本领域公知，非晶硅太阳能电池在实际使用中遭受光入射劣化。如第一实施例的情况，稳定化转化效率被定义为在通过50℃，1SUN(即，100mw/cm2)下持续1000小时的光照，或通过与之等同的加速条件下的光照引起光入射劣化之后的转化效率。
如图3所示，为了实现11％的卓越稳定化转化效率和卓越的产率，有利的是非晶硅太阳能电池150具有200到400nm的厚度，且多晶硅太阳能电池200具有1.5到3.0μm的厚度，有利的厚度范围被指示为在图3中阴影的区域。应注意到为了实现优越的产率，需要将非晶硅太阳能电池150减小到400nm或更小的厚度，且需要将多晶硅太阳能电池减小到3.0μm或更小的厚度。如图3所示的有利的厚度范围有效地实现了高达约12％的稳定化的转化效率。
如上所述，在第二实施例中，额外地优化了非晶硅太阳能电池150和多晶硅太阳能电池200的厚度来增大稳定化的转化效率。这在效率和产率上提供了比第一实施例中的串联薄膜太阳能电池更优越的串联薄膜太阳能电池。
第三实施例
图4是示出本发明的第三实施例中的串联薄膜太阳能电池的示范结构的截面图。第三实施例中的串联表面太阳能电池的截面结构几乎相同于第一实施例的截面结构。差别是，在本实施例中，在非晶硅太阳能电池150和多晶硅太阳能电池200之间设置了透明中间层300。
具体而言，本实施例中的串联薄膜太阳能电池由透明绝缘衬底10、第一透明电极20、第二透明电极90和背电极100组成。非晶硅太阳能电池150和多晶硅太阳能电池200设置于第一和第二透明电极20和90之间。透明中间层300设置于非晶硅太阳能电池150和多晶硅太阳能电池200之间。非晶硅太阳能电池150由P型非晶硅层30、I型非晶硅层40和N型非晶硅层50组成。应注意到非晶硅太阳能电池150内层的顺序可以被颠倒，非晶硅太阳能电池150可以采用PIN结构或NIP结构。相应地，多晶硅太阳能电池200由P型多晶硅层60、I型多晶硅层70和N型多晶硅层80形成。应注意到多晶硅太阳能电池200内的层的顺序可以被颠倒；多晶硅太阳能电池200可以采用PIN结构和NIP结构。
其上形成多晶硅太阳能电池150的第一透明电极20的主表面是粗糙的，存在表面不平整性。该表面不平整性的间距在0.2到2.5μm的范围内选择，且该表面不平整性的幅度在该表面不平整性的间距的四分之一到一半的范围内选择。在该实施例中，第一透明电极20的表面不平整性的间距是0.6μm，而其幅度为0.2μm。
在本实施例中，透明中间层300部分反射入射的阳光，且反射的阳光重新进入非晶硅太阳能电池150。
这有效地增加了顶部电池(即，非晶硅太阳能电池150)的功率电流，且允许顶电池的厚度减小，从而获得与没有透明中间层300的情况相同的功率电流。非晶硅太阳能电池150的厚度的减小降低了光入射劣化的影响，且有效地提高了串联薄膜太阳能电池的总体的稳定化的转化效率。
在优选的实施例中，非晶硅太阳能电池150具有250nm的厚度，且多晶硅太阳能电池200具有2.0μm的厚度。另外，透明中间层300具有60nm的厚度，且由用1.5at％的锗掺杂的ZnO形成，其通过含氧气氛中的溅射而得到沉积。该结构获得了12.4％的稳定化的转化效率。应注意到透明中间层300可以主要由ZnO形成，且用锗或铝掺杂。透明中间层300可以由未掺杂ZnO形成。
如上所述，透明中间层300设置于充当顶部电池的非晶硅太阳能电池150和充当底部电池的多晶硅太阳能电池200之间。这有效地增加了非晶硅太阳能电池150的功率电流。这还允许非晶硅太阳能电池150的厚度减小，且由此与第一和第二实施例表现的效率相比，提高了串联薄膜太阳能电池的稳定化的转化效率。
第四实施例
在第四实施例中，优化了串联薄膜太阳能电池内的透明中间层300的厚度来提高稳定化的转化效率。
增加透明中间层300的厚度有效地增加了充当顶部电池的非晶硅太阳能电池150的功率电流。应注意到在被透明中间层300反射的阳光的波长下，这伴随着充当底部电池的多晶硅太阳能电池200的功率电流的减小。实际上，多晶硅太阳能电池200提供了在比非晶硅太阳能电池150更长的波段处的光电转化。
因此，期望优化透明中间层300的厚度来减小对更长波段处阳光的吸收，而充当底部电池的多晶硅太阳能电池200则被设计在所述的更长波段处吸收阳光。
图5是示出透明中间层300的厚度和多晶硅太阳能电池200的量子效率在800nm的波长处的关系表。应注意到800nm的波长相应于阳光的较长波段，且量子效率被定义为由太阳能电池收集的电荷载流子的数量对光子数量的比例。透明中间层300的厚度的增加引起在阳光的较长波段中透明中间层300的反射系数的增加，并由此减小了进入多晶硅太阳能电池200的光强。
另外，透明中间层300的厚度的增加增强了透明中间层300和背电极100之间的光学限制效应。因此，增加了进入多晶硅太阳能电池200的阳光的吸收效率。如图5所示，当将透明中间层300的厚度减小到100nm或更小时，对于800nm波长的阳光，有效地实现了光学限制效应(即，将量子效率保持在基本恒定的值)。
如上所述，该实施例涉及透明中间层300的厚度的优化，平衡非晶硅太阳能电池150和多晶硅太阳能电池200的动力电流。这有效地提供了具有高稳定化的转化效率的串联薄膜太阳能电池。
第五实施例
第五实施例中的串联薄膜太阳能电池的截面结构几乎相同于第三实施例的截面结构。差异在于在第五实施例中额外地优化了非晶硅太阳能电池150和多晶硅太阳能电池200的厚度。
在透明中间层300具有相同厚度的情况下，该实施例中的串联太阳能电池的功率电流取决于充当顶部电池的非晶硅太阳能电池150和充当底部电池的多晶硅太阳能电池200的功率电流中较小的一个。非晶硅太阳能电池150的功率电流随其厚度增加而增加。另一方面，多晶硅太阳能单元200的功率电流取决于不被顶部电池吸收的阳光的光强，随着非晶硅太阳能电池150的厚度减小，到达多晶硅太阳能电池200的阳光的强度增加。对于到达多晶硅太阳能电池200的阳光的相同强度，多晶硅太阳能电池200的功率电流随着其厚度增加而增加。因此，在非晶硅太阳能电池150和多晶硅太阳能电池200的厚度之间的关系中存在平衡点。
另一方面，增加非晶硅太阳能电池150的厚度将导致低下的产率，这是不希望看到的。非晶硅太阳能电池150的厚度的增加额外地导致了严重的光入射劣化。因此，应存在非晶硅太阳能电池150的厚度的适当的值。
另外，增加多晶硅太阳能电池200的厚度将导致由于缺陷增加引起的功率电压减小和横跨多晶硅太阳能电池200的层的势能梯度减小。因此，应存在多晶硅太阳能电池200的厚度的适当的值。
在本实施例中，非晶硅太阳能电池150的厚度选自100到400nm的范围，且多晶硅太阳能电池200的厚度选自1.0到3.0μm的范围。这有效地实现了如下所述的优越的稳定化的转化效率和产率。
图6是示出本实施例中串联薄膜太阳能电池内非晶硅太阳能电池150和多晶硅太阳能电池200的厚度和串联薄膜太阳能电池的稳定化转化效率的关系的曲线图。图6中标记“◆”代表了稳定化转化效率的测量值，且线代表了模拟的结果。该测试在AM1.5的条件下实现，其与JIS(日本工业标准)C8394一致。如本领域公知，非晶硅太阳能电池在实际使用中遭受光入射劣化。如第一实施例的情况，稳定化转化效率被定义为在通过50℃，1SUN(即，100mw/cm2)下持续1000小时的光照，或通过与之等同的加速条件下的光照引起光入射劣化之后的转化效率。
如图6所示，为了实现优越的11％的稳定化的转化效率和优越的产率，有利的是非晶硅太阳能电池150具有100到400nm的厚度，且多晶硅太阳能电池200具有1.0到3.0μm的厚度，有利的厚度范围被指示为在图6中阴影的区域。应注意到为了实现优越的产率，需要将非晶硅太阳能电池150减小到400nm或更小的厚度，且需要将多晶硅太阳能电池减小到3.0μm或更小的厚度。如图6所示的有利的厚度范围有效地实现了高达约13％的稳定化的转化效率。
总之，本实施例涉及在引入透明中间层300的串联薄膜太阳能电池内非晶硅太阳能电池150和多晶硅太阳能电池200的厚度的优化。这提供了与第三实施例呈现的效率相比具有优越的稳定化的转化效率和产率的串联薄膜太阳能电池，即，在非晶硅太阳能电池150和多晶硅太阳能电池200减小厚度的情况下，实现了高稳定化的转化效率。
另外，非晶硅太阳能电池150和多晶硅太阳能电池200的厚度的减小有效地减小了引入其中的，在层上施加的机械应力。这有效地改善了串联薄膜太阳能电池的可靠性。
第六实施例
第六实施例中的串联薄膜太阳能电池基本相同于第三实施例。差异在于优化了在多晶硅太阳能电池200和背电极100之间由ZnO形成的第二透明电极90的厚度来提高稳定化的转化效率。
第二透明电极90的优化允许有效地反射在多晶硅太阳能电池200中不被吸收的较长波段(800nm左右)的阳光，且由此允许该较长波段的阳光有效地重新进入多晶硅太阳能电池200。这有效地增加了多晶硅太阳能电池200的功率电流，且由此提高了串联薄膜太阳能电池的总体的稳定化的转化效率。
图7是示出本实施例中第二透明电极的厚度和串联薄膜太阳能电池的稳定化转化效率的关系的表格。对于600nm到1200nm的波长，第二透明电极90具有减小到1％以下的吸收率，基本是透明的。
如图7所示，有利的是第二透明电极90的厚度选自20到100nm的范围，用于将稳定化的转化效率提高至12％或更大。
如上所述，优化了第二透明电极90的厚度来提高被第二透明电极90和背电极100反射并重新进入多晶硅太阳能电池200的较长波段的阳光的反射系数。这有效地增加了多晶硅太阳能电池200的功率电流，且由此提供了具有优越的稳定化的转化效率的串联薄膜太阳能电池。
本发明明显不限于上述的实施例，其可以在不脱离本发明的范围的情况下进行改进和变化。特别地，应注意到本发明应用于任何引入非晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池的太阳能电池。

Claims (9)

1.一种串联薄膜太阳能电池，包括：
第一导电层，形成于透明衬底上；
第一太阳能电池层，形成于所述第一导电层上；和
第二太阳能电池层，覆盖所述第一太阳能电池层，
其中，所述第一导电层具有表面不平整性，所述表面不平整性的间距在0.2到2.5μm的范围，且所述表面不平整性的幅度在所述表面不平整性的间距的四分之一到一半的范围内。
2.根据权利要求1所述的串联薄膜太阳能电池，其中，所述第一太阳能电池层是主要由非晶硅形成的非晶硅太阳能电池，所述非晶硅太阳能电池包括：
具有选自P型和N型的第一导电类型的第一硅层；
I型非晶硅层；和
具有不同于所述第一导电类型的第二导电类型的第二硅层，并且
其中，所述第二太阳能电池层是主要由多晶硅形成的多晶硅太阳能电池，所述多晶硅太阳能电池包括：
具有选自P型和N型的第三导电类型的第三硅层；
I型多晶硅层；和
不同于所述第三导电类型的第四导电类型的第四硅层。
3.根据权利要求2所述的串联薄膜太阳能电池，其中，所述第一太阳能电池层的厚度在200到400nm的范围内，并且
其中，所述第二太阳能电池层的厚度在1.5到3.0μm的范围内。
4.根据权利要求2所述的串联薄膜太阳能电池，还包括：
形成于所述第一太阳能电池层和所述第二太阳能电池层之间的中间导电层。
5.根据权利要求4所述的串联薄膜太阳能电池，其中，所述第一太阳能电池层的厚度在100到400nm的范围内，并且
其中，第二太阳能电池层的厚度在1.0到3.0μm的范围内。
6.根据权利要求4所述的串联薄膜太阳能电池，其中，所述中间导电层主要由选自ZnO、SnO2和氧化铟锡的材料形成，并且
其中，所述中间导电层在600到1200nm的波长上具有小于1％的光吸收率。
7.根据权利要求1所述的串联薄膜太阳能电池，还包括：
覆盖所述第二太阳能电池层的第二导电层，所述第二导电层由银形成。
8.根据权利要求7所述的串联薄膜太阳能电池，还包括：
形成于所述第二太阳能电池层和所述第二导电层之间的第三导电层。
9.根据权利要求8所述的串联薄膜太阳能电池，其中，所述第三导电层主要由ZnO形成，其具有20到100nm的厚度。
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