CN203774346U - 一种用于硅薄膜太阳电池的复合背电极 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及太阳电池领域，具体而言，涉及一种用于硅薄膜太阳电池的复合背电极。该用于硅薄膜太阳电池的复合背电极，其特征在于，包括：铝箔衬底、ZnO膜以及多个铝纳米片；所述ZnO膜覆盖在所述铝箔衬底上；多个所述铝纳米片均设置在所述ZnO膜远离所述铝箔衬底的一面；其中，所有所述铝纳米片均为不规则的多边形；所述铝箔衬底为矩形，且所述铝箔衬底的厚度为0.5-1厘米；所述ZnO膜为矩形薄膜，且所述ZnO膜的厚度为15-20纳米。本实用新型提供的用于硅薄膜太阳电池的复合背电极，提高了整个背电极的散射效率，极大的增加了光在电池中的传播路程，进而可使得太阳光被电池的有源层更有效的吸收，进而增加电池的效率。

Description

一种用于硅薄膜太阳电池的复合背电极

技术领域

本实用新型涉及太阳电池领域，具体而言，涉及一种用于硅薄膜太阳电池的复合背电极。

背景技术

提高效率、降低成本是光伏发电大规模推广利用的先决条件。在各种太阳电池中，硅薄膜电池由于耗材少、原材料丰富、便于大面积沉积而在降低成本方面独具优势。但由于硅薄膜电池的有源吸收层只有几百纳米（单结），因此导致其对太阳光的吸收不充分，进而影响电池效率。

为此，在相关技术中，多采用在太阳电池的PIN或PN结增设绒面TCO电极来增强光的散射，使光在电池中的传播路程增大，进而提高太阳电池的吸收光的能力，而ZnO薄膜则为较常用的一种绒面TCO电极。

但是，在相关技术中，这种ZnO薄膜，由于其结构简单，仅为一层具有绒面结构的薄膜，所以其散射效率有限，不能很好的帮助太阳电池吸收阳光。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于硅薄膜太阳电池的复合背电极，以解决上述的问题。

在本实用新型的实施例中提供了一种用于硅薄膜太阳电池的复合背电极，包括：铝箔衬底、ZnO膜以及多个铝纳米片；

所述ZnO膜覆盖在所述铝箔衬底上；

多个所述铝纳米片均设置在所述ZnO膜远离所述铝箔衬底的一面；

其中，所有所述铝纳米片均为不规则的多边形；所述铝箔衬底为矩形，且所述铝箔衬底的厚度为0.5-1厘米；所述ZnO膜为矩形薄膜，且所述ZnO膜的厚度为15-20纳米。

本实用新型的实施例中提供的用于硅薄膜太阳电池的复合背电极，其包括铝箔衬底、ZnO膜以及多个铝纳米片，铝箔衬底起到支撑和导电的作用，可方便整个产品的制作过程，非常利于整个ZnO膜覆盖在其上；而ZnO膜则用于增强光的散射，可以提高光在整个电池中的传播路径，而在ZnO膜上设置了多个铝纳米片后，由于铝纳米片具有非常好的散射效率，其与ZnO膜结合之后，大大提高了整个背电极的散射效率，极大的增加了光在电池中的传播路程，进而可使得太阳光被电池的有源层更有效的吸收，进而增加电池的效率。

可选的，所述铝纳米片的厚度为4-8纳米。

可选的，所有所述铝纳米片呈矩阵排布。

附图说明

图1示出了本实用新型实施例一提供的用于硅薄膜太阳电池的复合背电极示意图；

图2示出了本实用新型实施例二提供的用于硅薄膜太阳电池的复合背电极的示意图。

具体实施方式

在本实用新型中，为了达到更好的吸光效果，并考虑到加工成本以及操作的便利性，可选的，在本实用新型的用于硅薄膜太阳电池的复合背电极在包括铝箔衬底101、ZnO膜102以及多个铝纳米片103；所述ZnO膜102覆盖在所述铝箔衬底101上；多个所述铝纳米片103均设置在所述ZnO膜102远离所述铝箔衬底101的一面的基础之上，可以具有以下一种或者多种方案的组合：可选的，所有所述铝纳米片103均为不规则的多边形；可选的，所述铝箔衬底101为矩形；可选的，所述铝箔衬底101的厚度为0.5-1厘米。可选的，所述ZnO膜102为矩形薄膜。可选的，所述ZnO膜102的厚度为15-20纳米。可选的，所述铝纳米片103的厚度为4-8纳米。可选的，所有所述铝纳米片103呈矩阵排布。

另外，上述的复合背电极可以通过以下方法获得：第一，在厚度为0.5cm-1cm的Al箔衬底上利用磁控溅射设备沉积厚度为15-20nm的ZnO薄膜；第二，利用热蒸发设备在ZnO薄膜上蒸镀厚度为8-15nm的Al膜；第三，通过真空退火形成铝纳米片103，铝纳米片103为不规则多边形，通过上述的三个步骤即可形成Al箔/ZnO薄膜/Al纳米片复合结构背电极。

在现有技术中，常见的绒面TCO电极往往需要化学方法制得，如对ZnO薄膜，常采用酸腐蚀获得一定的绒度。这些化学方法总体来讲不够环境友好，往往会造成环境破坏，然而，本实用新型的这种复合背电极，由于其结构上的特点，其通过物理方式即可获得，因此，本实用新型的这种复合背电极，整个加工制作方法对环境无污染，具有更大的使用价值，尤其大批量对其进行生产时，其效果尤为显著。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

实施例一

请参考图1，在本实用新型的实施例中提供了一种用于硅薄膜太阳电池的复合背电极，包括铝箔衬底101、ZnO膜102以及多个铝纳米片103；所述ZnO膜102覆盖在所述铝箔衬底101上；多个所述铝纳米片103均设置在所述ZnO膜102远离所述铝箔衬底101的一面。

其中，所有所述铝纳米片103均为不规则的多边形；所述铝箔衬底101为矩形，且所述铝箔衬底101的厚度为0.5-1厘米；所述ZnO膜102为矩形薄膜，且所述ZnO膜102的厚度为15-20纳米。

本实用新型的实施例中提供的用于硅薄膜太阳电池的复合背电极，其包括铝箔衬底101、ZnO膜102以及多个铝纳米片103，铝箔衬底101起到支撑的作用，可方便整个产品的制作过程，非常利于整个ZnO膜102覆盖在其上；而ZnO膜102则用于增强光的散射，可以提高光在整个电池中的传播路径，而在ZnO膜102上设置的多个铝纳米片103后，由于铝纳米片103具有非常好的散射效率，其与ZnO膜102结合之后，大大提高了整个背电极的散射效率，极大的增加了光在电池中的传播路程，进而可使得太阳光被电池的有源层更有效的吸收，进而增加电池的效率。

本实施例中，优选的，由于在具体加工的过程中，铝纳米片103的制作要求比较精细，如将其加工成规则的多边形或圆形需要进行光刻等操作较为复杂的加工工艺。因此，在本实施例中，为了不影响其设置在ZnO膜102上的散射效率，并且还为了提高加工的可操作性，优选的，本实施例的铝纳米片103均为不规则的多边形。

此外，为了便于设置，并且提高整个背电极在使用过程中应用范围，优选的，铝箔衬底101以矩形的使用形式最为广泛，且其存在形式广，便于所述复合背电极之上后续太阳电池PN结或PIN结的工业生产。所以，在本实施例中，优选的，铝箔衬底101为矩形。

而且为了提高整个产品的利用率，使其更加方便的设置在太阳电池上，优选的，所述铝箔衬底101的厚度为0.5-1厘米，具有上述尺寸范围的铝箔衬底101其重量适中，因此可以很好的作为支撑物件，并用做沉积ZnO膜102。

当然，在本实施例中，由于ZnO膜102是覆盖在所述铝箔衬底101上的，因此，当铝箔衬底101为矩形结构时，优选的，所述ZnO膜102为矩形薄膜，并且，其厚度为15-20纳米。这样，太阳光则可以在ZnO膜102表面散射，进而加大了其在电池中的传播路程。进而使得整个电池能够更好的吸收太阳光。

接下来，为了使得本实用新型实施例一的用于硅薄膜太阳电池的复合背电极得到更好的应用，本实用新型还在上述实施例一的基础之上提供了实施例二，实施例二是实施例一的用于硅薄膜太阳电池的复合背电极的进一步限定和增加，现做详细的阐述和解释：

实施例二

请参考图2，需要指出的是，在本实施例中，为了增大整个背电极的散射效率，优选的，所述铝纳米片103的厚度为4-8纳米，在该尺寸范围内，所有的铝纳米片103可以使得整个ZnO膜102显得凹凸不平，进而极大的增大了光在其中的行程。另外，优选的，还可以通过设置铝纳米片103的排布方式来提高整个电极的散射效率，例如，在本实施例中，所有所述铝纳米片103呈矩阵排布，具体请参考图2。

在本实施例中，通过实验测得，本实施例的这种具有上述结构的背电极，与现有技术中常见的绒面电极相比，可使太阳电池有源层的光吸收提高15%，因此，其与现有技术中的电极相比，具有更好的散射效果，可以使得光在电池中的行程增大，进而帮助电池能够增大对光的吸收率，提高了整个电池的效率。

同时，由于本实施例这种复合背电极，其可以通过物理的方式获得，因此，得到该产品的过程对环境友好，不存在制作现有技术中的绒面电极所附带的环境污染的问题。所以，本实施例提供的这种复合背电极，其应用范围更广。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于硅薄膜太阳电池的复合背电极，其特征在于，包括：铝箔衬底、ZnO膜以及多个铝纳米片；

所述ZnO膜覆盖在所述铝箔衬底上；

多个所述铝纳米片均设置在所述ZnO膜远离所述铝箔衬底的一面；

其中，所有所述铝纳米片均为不规则的多边形；所述铝箔衬底为矩形，且所述铝箔衬底的厚度为0.5-1厘米；所述ZnO膜为矩形薄膜，且所述ZnO膜的厚度为15-20纳米。

2.根据权利要求1所述的用于硅薄膜太阳电池的复合背电极，其特征在于，所述铝纳米片的厚度为4-8纳米。

3.根据权利要求1-2任一项所述的用于硅薄膜太阳电池的复合背电极，其特征在于，所有所述铝纳米片呈矩阵排布。