本實用新型屬于光伏技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種太陽能電池的改進。

背景技術(shù)：

太陽能電池是一種利用光伏效應(yīng)直接將太陽光能轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體光電子器件。太陽能與其它常用能源相比污染非常小，是一種理想的純潔、可再生能源。其中硅基太陽能電池使用最為廣泛，硅基太陽能電池的原理是將高純度的半導(dǎo)體材料(硅)加入摻質(zhì)物使其呈現(xiàn)不同的性質(zhì)，以形成p型半導(dǎo)體及n型半導(dǎo)體，并將p-n兩型半導(dǎo)體相接合，如此即可形成p-n結(jié)面。當P型及N型半導(dǎo)體層互相接觸時，N型半導(dǎo)體層內(nèi)的電子會涌入P型半導(dǎo)體層中，以填補其內(nèi)的空穴。在P-N接觸面附近，因電子-空穴的接合形成一個載子空乏區(qū)，而P型及N型半導(dǎo)體層中也因分別帶有負、正電荷而形成一個內(nèi)建電場。當太陽光照射到此P-N結(jié)構(gòu)時，P型和N型半導(dǎo)體層因吸收太陽光而產(chǎn)生電子-空穴對。由于空乏區(qū)所提供的內(nèi)建電場，可以讓半導(dǎo)體內(nèi)所產(chǎn)生的電子在電流內(nèi)流動，因此若經(jīng)由電極把電子引出，就可以形成一個完整的太陽能電池。此外太陽能電池也常被設(shè)計成p-i-n型結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換單元。

為了傳導(dǎo)足夠的電子流量，前電極與基板之間必須有足夠大的傳導(dǎo)面積，然而，為降低外部電極對于太陽入射光的遮蔽率，前電極覆蓋于基板上的表面積又必須盡可能的小。因此，在對于前電極結(jié)構(gòu)的設(shè)計而言，必須兼顧電流傳導(dǎo)量和低光遮蔽率的特性。目前前電極結(jié)構(gòu)主要可分為匯流電極和指狀電極，所述匯流電極直徑大于指狀電極，相當于匯流電極為樹木的主干，指狀電極為樹木的枝干，指狀電極均布在基板表面。

另外，太陽光中小于帶隙 Eg 1.2eV(1100nm) 的近紅外光 (1200～2500nm) 不僅無法利用，而且還會提高硅基太陽能電池的工作結(jié)點溫度，從而降低太陽能電池的光轉(zhuǎn)化率及使用壽命。

此外，太陽能電池在惡劣環(huán)境下使用容易出現(xiàn)損壞，尤其是大風環(huán)境對太陽能電池的損壞非常嚴重，因此在復(fù)雜環(huán)境對太陽能電池的保護尤為重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型就是針對上述問題，提供一種轉(zhuǎn)換效率高且安全穩(wěn)定的硅基太陽能電池。

為實現(xiàn)本實用新型的上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案，一種硅基太陽能電池，包括前電極、光電轉(zhuǎn)換單元和背電極，其特征在于：在前電極表面設(shè)有玻璃前板，所述玻璃前板為波紋狀玻璃前板；所述的光電轉(zhuǎn)換單元包括N型半導(dǎo)體層和P型半導(dǎo)體層，在N型半導(dǎo)體層與P型半導(dǎo)體層之間為本征i層；在本征i層與P型半導(dǎo)體層之間設(shè)置有寬帶隙的硅基薄膜緩沖層，所述寬帶隙的硅基薄膜緩沖層的帶隙寬度在1.7-1.85eV內(nèi)；在背電極底部設(shè)有散熱涂層，散熱涂層下部設(shè)有保護板，所述的保護板由與背電極底部散熱涂層相接的接觸面和接觸面下部的加強面構(gòu)成，所述的加強面為兩側(cè)低中部高的弧形結(jié)構(gòu)；所述弧形的加強面的弧部頂端與接觸面底部中心處固接，弧形的加強面兩端通過加強桿連接接觸面兩端下部；構(gòu)成保護板的所述接觸面和弧形的加強面均為鋼化玻璃板，所述鋼化玻璃板的厚度在5-20mm之間。

作為一種優(yōu)選方案，所述的前電極為透明導(dǎo)電極，所述的透明導(dǎo)電極由透明導(dǎo)電氧化物構(gòu)成，所述的透明導(dǎo)電極通過激光劃線將光電轉(zhuǎn)換單元的電流引出，在透明導(dǎo)電極表面設(shè)有絨毛層；設(shè)置絨毛層有助于改變光線方向，減少反射，增加陽光利用率。

作為另一種優(yōu)選方案，所述的前電極由數(shù)個匯流電極和數(shù)個指狀電極構(gòu)成，所述匯流電極均布于光電轉(zhuǎn)換單元表面，所述指狀電極連接于匯流電極兩側(cè)，指狀電極的頭端較末端粗，指狀電極的頭端連接匯流電極；指狀電極較細的末端其輸送電流量即為其周圍產(chǎn)生的電流，其電流量較小，貼近匯流電極的頭端其輸送電流量為頭端附近產(chǎn)生的電流量加上尾端輸送過來的電流量，因此頭端的輸送電流量大于末端輸送電流量。因此本實用新型將指狀電極設(shè)置為頭端寬尾端窄的方式，可在不增大前電極面積的情況下，保持電流的輸送效率。

作為另一種優(yōu)選方案，所述的寬帶隙的硅基薄膜緩沖層包括非晶硅、非晶硅碳和非晶硅合金。

本實用新型的有益效果:波紋狀玻璃前板；波紋狀玻璃前板可增加太陽光照射面積，同時改變陽光照射方向，降低發(fā)散率，提高總體利用率。另外針對太陽能電池無法利用的1200-2000nm的近紅外光，這部分光能不僅僅電池無法利用，而且還會導(dǎo)致p區(qū)工作結(jié)點溫度升高，降低太陽能電池的光轉(zhuǎn)化效率的問題。本實用新型采用在背電極底部設(shè)置散熱涂層的方式解決，散熱涂層可降低硅基太陽能電池的p區(qū)工作溫度，從而提高硅基太陽能電池光轉(zhuǎn)化率及使用壽命。本實用新型保護板采用由接觸面和接觸面下部的弧形的加強面結(jié)合的方式，接觸面可有效的增加太陽能電池的機械強度，而弧形的加強面不但增加強度且增加太陽能電池板的穩(wěn)定性。

附圖說明

附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的限制。

圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型前電極結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1為玻璃前板、2為前電極、3為N型半導(dǎo)體層、4為本征i層、5為硅基薄膜緩沖層、6為P型半導(dǎo)體層、7為背電極、8為散熱涂層、9為接觸面、10為加強面、11為加強桿、12為匯流電極、13為指狀電極。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行說明，應(yīng)當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

實施例1：

如圖1所示，一種硅基太陽能電池，包括前電極2、光電轉(zhuǎn)換單元和背電極7，所述的前電極2為透明導(dǎo)電極，所述的透明導(dǎo)電極由透明導(dǎo)電氧化物構(gòu)成，通常為氟摻雜的氧化錫；所述的透明導(dǎo)電極通過激光劃線將光電轉(zhuǎn)換單元的電流引出，在透明導(dǎo)電極表面設(shè)有絨毛層；設(shè)置絨毛層有助于改變光線方向，減少反射，增加陽光利用率。在前電極2表面設(shè)有玻璃前板1，所述玻璃前板1為波紋狀玻璃前板；所述的光電轉(zhuǎn)換單元包括N型半導(dǎo)體層3和P型半導(dǎo)體層6，在N型半導(dǎo)體層3與P型半導(dǎo)體層6之間為本征i層4；在本征i層4與P型半導(dǎo)體層6之間設(shè)置有寬帶隙的硅基薄膜緩沖層5，所述的寬帶隙的硅基薄膜緩沖層5包括非晶硅、非晶硅碳和非晶硅合金，所述寬帶隙的硅基薄膜緩沖層5的帶隙寬度在1.7-1.85eV內(nèi)；在背電極7底部設(shè)有散熱涂層8，散熱涂層8下部設(shè)有保護板，所述的保護板由與背電極7底部散熱涂層8相接的接觸面9和接觸面9下部的加強面10構(gòu)成，所述的加強面10為兩側(cè)低中部高的弧形結(jié)構(gòu)；所述弧形的加強面10的弧部頂端與接觸面底部中心處固接，弧形的加強面10兩端通過加強桿11連接接觸面9兩端下部；構(gòu)成保護板的所述接觸面9和弧形的加強面10均為鋼化玻璃板，所述鋼化玻璃板的厚度在5-20mm之間。

所述的P型半導(dǎo)體層6一般為硼摻雜的寬帶隙非晶硅合金或納米晶硅。所述的非摻雜的本征i層4一般為非晶硅。所述的N型半導(dǎo)體層3為磷摻雜的非晶硅和納米晶硅。

P型半導(dǎo)體層6和N型半導(dǎo)體層3在本征i層4內(nèi)建立電場，在光線照射下電子-空穴分離，產(chǎn)生的電子流向N型半導(dǎo)體側(cè)，空穴流向P型半導(dǎo)體側(cè)，形成的電流由前電極2和背電極7收集。

實施例2：

一種硅基太陽能電池，包括前電極2、光電轉(zhuǎn)換單元和背電極7，所述的前電極2由數(shù)個匯流電極12和數(shù)個指狀電極13構(gòu)成，所述匯流電極12均布于光電轉(zhuǎn)換單元表面，所述指狀電極13連接于匯流電極12兩側(cè)，指狀電極13的頭端較末端粗，指狀電極的頭端連接匯流電極；指狀電極較細的末端其輸送電流量即為其周圍產(chǎn)生的電流，其電流量較小，貼近匯流電極的頭端其輸送電流量為頭端附近產(chǎn)生的電流量加上尾端輸送過來的電流量，因此頭端的輸送電流量大于末端輸送電流量。因此本實用新型將指狀電極設(shè)置為頭端寬尾端窄的方式，可在不增大前電極面積的情況下，保持電流的輸送效率。在前電極2表面設(shè)有玻璃前板1，所述玻璃前板1為波紋狀玻璃前板；所述的光電轉(zhuǎn)換單元包括N型半導(dǎo)體層3和P型半導(dǎo)體層6，在N型半導(dǎo)體層3與P型半導(dǎo)體層6之間為本征i層4；在本征i層4與P型半導(dǎo)體層6之間設(shè)置有寬帶隙的硅基薄膜緩沖層5，所述的寬帶隙的硅基薄膜緩沖層5包括非晶硅、非晶硅碳和非晶硅合金，所述寬帶隙的硅基薄膜緩沖層5的帶隙寬度在1.7-1.85eV內(nèi)；在背電極7底部設(shè)有散熱涂層8，散熱涂層8下部設(shè)有保護板，所述的保護板由與背電極7底部散熱涂層8相接的接觸面9和接觸面9下部的加強面10構(gòu)成，所述的加強面10為兩側(cè)低中部高的弧形結(jié)構(gòu)；所述弧形的加強面10的弧部頂端與接觸面底部中心處固接，弧形的加強面10兩端通過加強桿11連接接觸面9兩端下部；構(gòu)成保護板的所述接觸面9和弧形的加強面10均為鋼化玻璃板，所述鋼化玻璃板的厚度在5-20mm之間。

所述的P型半導(dǎo)體層6一般為硼摻雜的寬帶隙非晶硅合金或納米晶硅。所述的非摻雜的本征i層4一般為非晶硅。所述的N型半導(dǎo)體層3為磷摻雜的非晶硅和納米晶硅。

P型半導(dǎo)體層6和N型半導(dǎo)體層3在本征i層4內(nèi)建立電場，在光線照射下電子-空穴分離，產(chǎn)生的電子流向N型半導(dǎo)體側(cè)，空穴流向P型半導(dǎo)體側(cè)，形成的電流由前電極2和背電極7收集。

以上詳細描述了本實用新型的較佳具體實施例。應(yīng)當理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本實用新型的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。