一种太阳能电池结构的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及太阳能电池发电技术领域，特别涉及一种太阳能电池结构。
【背景技术】
[0002 ] 现有的太阳能电池的种类包括:单晶硅、多晶硅、非晶硅、m - V族化合物、n - VI族化合物、铜铟镓砸、铜锌锡硫、染料敏化、有机等太阳能电池。这些太阳能电池大部分是分层平面堆叠的，从衬底开始，每一层都是平整的生长或者蒸镀到另一层上，除了栅线电极和陷光设计，基本上没有不平整的设计。其中每一层都是长方体组成，电池比较厚同时比较重，并且太阳光在工作区域激发所产生的载流子在运动到背电极和栅线电极的时候会发生复合，电池效率不高。
[0003]目前针对太阳能效率的提高主要是两个大方向:光学设计和新概念开发两个方向，光学设计包括:聚光技术，叠层技术，陷光技术、被反射技术、分光技术等等。新概念开发包括:紫光区利用、量子效率大于1、热载流子应用、红外能量的应用、高失配合金、表面等离子极元等。光学设计更加注重的是对光在几何分布的利用，尤其是光的粒子性的应用。很少有通过光学设计加强对载流子的运输和吸收的改进。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是如何提高太阳能电池的转换效率。
[0005]为此目的，本发明提出了一种太阳能电池结构，包括:在衬底上依次形成的背电极、缓冲层、背景层、反射层、基层、发射层、窗口层、减反层、接触层和栅线电极;其中，所述基层包括第一基层和第二基层，所述第二基层位于所述第一基层之上，所述第二基层的形状为多个并排的三角柱形状凸起。
[0006]其中优选的，所述接触层和所述栅线电极位于所述减反层之上的所述三角柱形状凸起之间的凹陷处。
[0007]其中优选的，所述接触层和所述栅线电极位于间隔预设距离的所述凹陷处。
[0008]其中优选的，所述背景层由P型砷化镓构成。
[0009]其中优选的，所述反射层是分布式布拉格光栅或者单层反射膜。
[0010]其中优选的，所述基层是由P型砷化镓构成。
[0011 ]其中优选的，所述发射层是由N型砷化镓构成。
[0012]其中优选的，所处窗口层是由磷化铝铟构成。
[0013]其中优选的，所述接触层是由N型砷化镓构成。
[0014]通过采用本发明所提供的太阳能电池结构，将基层设置成三角柱形状，这样既降低了基层的厚度，又可以使电池厚度减小、重量减轻，还提高了光吸收长度，增大了光的利用率而增加了外量子效率，同时减少了载流子的复合，增加了太阳能电池的内量子效率，提高了太阳能电池的转换效率。
【附图说明】
[0015]通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中:
[0016]图1示出了本发明太阳能电池结构的截面示意图；
[0017]图2-5示出了本发明通过基层结构提高太阳能电池转换效率的原理示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。
[0019]如图1所示，本发明提供了一种太阳能电池结构，包括:在衬底I上依次形成的背电极2、缓冲层3、背景层4、反射层5、基层6、发射层7、窗口层8、减反层9、接触层10和栅线电极11;其中，所述基层6包括第一基层和第二基层，所述第二基层位于所述第一基层之上，所述第二基层的形状为多个并排的三角柱形状凸起。其中较优的，所述接触层10和所述栅线电极11位于所述减反层9之上的所述三角柱形状凸起之间的凹陷处。其中较优的，所述接触层10和所述栅线电极11位于间隔预设距离的所述凹陷处。
[0020]具体的，最下层为衬底I，衬底I上有背电极层2，在背电极层2上是缓冲层3，缓冲层3上为背景层4，背景层4上是反射层5，反射层5上是一层薄的第一基层，薄的第一基层上是三角柱形的第二基层，第一基层和第二基层一起构成基层6，基层6外部是发射层7，发射层7外部是窗口层8，窗口层8上有减反层9，每隔一段距离的三角柱的凹陷处上有一层接触层10，接触层10上面是栅线电极11。使用三角柱形状的基层6作为吸收层既可以降低基层6厚度还能保持电池所需要的吸收长度，并且在入射面上被反射的光和出射面上折射出的光可以被周围的吸收体继续吸收，加大了光的利用率而增加了外量子效率，并且大量光线入射的地方更靠近背电极2，减少了载流子被析出所扩散的距离，减少了载流子的复合，并且提高了太阳能电池的内量子效率。
[0021]本发明提供的太阳能电池结构，最下面是衬底I，一般由玻璃或者硅晶体组成，在衬底I上方镀上一层材料可以为铝或者鉬等导电材料构成背电极2，在背电极2的上方是由若干层组成的缓冲层3，一般如果是II1-V族化合物太阳能电池的话可能由不同掺杂浓度的GaAs/AlAs(砷化镓/砷化铝)层或者GaAs(砷化镓)层构成，目的是可以加宽能带隙，这么做可以减少反向饱和电流，从而加大开路电压，同时可以减少载流子的复合，提高短路电流;缓冲层3的上方生长一层背景层4，背景层4可以由高掺杂的P型GaAs构成，目的是可以形成良好的欧姆接触，并且可以吸收部分杂质离子，提高开路电压;在背景层4上是一层很薄的反射层5，可以是分布式布拉格光栅或者是其它单层反射膜组成，主要是可以将入射的太阳光反射回基层6再吸收，可以大大提高外量子效率;在反射膜5上方是一层薄的第一基层，在薄的第一基层上并排生长三角柱形状的第二基层，基层6主要是负责吸收太阳光产生载流子，基层6可以由P型GaAs构成，在基层6上方通过渗透或者光刻等技术形成由N型GaAs构成的发射层7，发射层7除了可以产生载流子之外还可以和基层6产生PN结，PN结可以将载流子中的空穴和电子分隔开，并且可以将基层6产生的少子和发射层7产生的少子漂移到发射层7和基层6，在发射层7上方是很薄的窗口层8，窗口层8的材料可以由InAlP(磷化铝铟)构成，窗口层8的目的是可以给光入射带来良好的条件，从而需选择带宽大，并且和发射层7同一极性，这么做可以避免产生载流子，因为窗口层8的材料容易让载流子复合，所以窗口层8应该尽量做薄;在窗口层8外是一层减反层9，减反层9可以选择MgF2(氟化镁)(单层)或者T102/S102( 二氧化钛/ 二氧化硅)(双层)等材料制成，在每隔一定长度的三角柱凸起的凹陷处的减反层9上有接触层10，接触层10可由N型GaAs构成，接触层10的主要作用是提高载流子的吸收效率，防止电流逆流;最后在接触层10上有电极栅线11，栅线电极11可由AuGeNi/Au(金锗镍/金)等构成，目的