The invention provides a preparation method of solar cell high permeability and high conductivity thin film electrode, including A. preparation of transition layer of solar cell high permeability and high conductivity thin film electrode; B. preparation of collector layer of solar cell high permeability and high conductivity thin film electrode; C. energy filtering is achieved by introducing stainless steel grid electrode; D. the Tai of the invention is composed of the high permeability transition layer and the high permeability and high conductivity collector layer. High permeability and high conductivity thin film electrodes for solar cells. The film is a composite double-layer structure, which effectively solves the problem of high temperature damage to the hole transport material of solar cells during the preparation of transparent electrodes. Then, a high permeability and high conductivity collector layer is sputtered on the surface of the high permeability transition layer by energy filtering magnetron sputtering to increase the conductivity of the electrodes. The photoelectric conversion efficiency of perovskite-silicon two-terminal stacked solar cells is increased by 20% by using a transition/collector double-layer structure.
【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池高透高导薄膜电极的制备方法
本专利技术属于可再生能源材料
,特别涉及一种高透高导薄膜电极的制备。
技术介绍
钙钛矿-晶硅两端叠层太阳电池的理论极限效率高达42%以上,高于单晶硅太阳能电池33%的理论极限效率限制,但是在实际制备及运行过程中,由于热和水分的影响,钙钛矿-晶硅两端叠层太阳电池的商业化进程受到极大限制。在顶电池中,钙钛矿吸光层易受到水分侵蚀和有机阳离子的溢出的影响,构成钙钛矿材料的卤化物腐蚀金属电极,透明导电层的寄生损失等问题均有待解决。由于在集成一体化的叠层结构电池制备过程中,直接在有机传空穴输层表面高温处理(溅射等)会严重损伤空穴传输层的性能,加上钙钛矿层不耐高温、顶部电极需要高度透明和高度导电等特点,普通的透明电极会造成大的寄生损失,最后导致器件性能退化。在空穴传输层的顶部增加一层过渡层被认为是能够减少透明电极沉积过程中给器件带来的损伤的潜在办法。现有的制备技术中,由于过渡层能与钙钛矿层发生反应,使得过渡层长期稳定性较差,加上已报到的增加过渡层的叠层太阳能电池开路电压及填充因子都较低,并且过渡层的制备均需要较高的真空环境,使得制备工艺较为复杂。此外,现有的过渡层材料的种类较少,与理想的叠层器件结构不匹配,说明现有的技术仍不能解决在钙钛矿基太阳能电池中容易制备高透光性、高导电性的薄膜问题。
技术实现思路
技术问题:本专利技术的目的是提供一种太阳能电池高透高导薄膜电极的制备方法,克服高透高导电极现有缺陷,保护空穴传输层和钙钛矿层,解决钙钛矿/晶硅两端叠层太阳电池透明电极制备过程中高温对于对空穴传输材料的损伤,及长期稳定性差的问题 ...
【技术保护点】
1.一种太阳能电池高透高导薄膜电极的制备方法,该方法包括以下步骤:a.太阳能电池高透高导薄膜电极过渡层的制备:采用低温低离子的真空蒸发镀膜方法在钙钛矿‑晶硅两端叠层太阳能电池空穴传输层表面制备金属氧化物高透过渡层,所述过渡层薄膜厚度为3‑30nm;b.太阳能电池高透高导薄膜电极集流层的制备:在已经制备好的高透过渡层表面,采用能量过滤磁控溅射的方法制备一层高透高导集流层,所述集流层厚度约为80‑150nm;c.通过引入不锈钢网栅电极达到能量过滤的目的,不锈钢网栅电极位于靶材和衬底之间,衬底和靶材间距为50‑70mm,不锈钢网栅电极与衬底间距控制为5‑15mm;d.由所述高透过渡层和高透高导集流层构成本专利技术的太阳能电池高透高导薄膜电极,厚度为83‑180nm。
【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池高透高导薄膜电极的制备方法,该方法包括以下步骤:a.太阳能电池高透高导薄膜电极过渡层的制备:采用低温低离子的真空蒸发镀膜方法在钙钛矿-晶硅两端叠层太阳能电池空穴传输层表面制备金属氧化物高透过渡层,所述过渡层薄膜厚度为3-30nm;b.太阳能电池高透高导薄膜电极集流层的制备:在已经制备好的高透过渡层表面,采用能量过滤磁控溅射的方法制备一层高透高导集流层,所述集流层厚度约为80-150nm;c.通过引入不锈钢网栅电极达到能量过滤的目的,不锈钢网栅电极位于靶材和衬底之间,衬底和靶材间距为50-70mm,不锈钢网栅电极与衬底间距控制为5-15mm;d.由所述高透过渡层和高透高导集流层构成本发明的太阳能电池高透高导薄膜电极,厚度为83-180nm。2.根据权利要求1所述太阳能电池高透过渡层的制备方法,其特征在于所述高透金属氧化物过渡层薄膜的化学通式为MOx,其中M为金属,x的范围为1-3。3.根据权利要求2所述太阳能电池高透过渡层的制备方法,其特征在于所述金属为Mo、Ni、Cu、V或W。4.根据权利要求1所述太阳能电池高透高导集流层的制备方法,其特征在于,所述低温低离子的真空蒸发镀膜方法,真空蒸发操作温度<150℃,蒸镀速率为5.根据权利要求1所述太阳能电池高透高导集流层的制备方法,其特征在于,所述能量过滤磁控溅射的制备方法,溅射功率40...
【专利技术属性】
技术研发人员:王育乔,印杰,卢明龙,孙岳明,
申请(专利权)人:东南大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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