一种高效率太阳能电池组件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高效率太阳能电池组件，其内部包括钙钛矿太阳能电池层和硅太阳能电池层，所述的钙钛矿太阳能电池层位于所述的硅太阳能电池层的上方；所述的钙钛矿太阳能电池层中包括一块或多块采用透明的正面电极和反面电极的钙钛矿太阳能电池；所述的硅太阳能电池层中包含一块或多块能够正面受光发电的硅太阳能电池；所述的钙钛矿太阳能电池层中的钙钛矿太阳能电池的总表面积与所述硅太阳能电池层中的硅太阳能电池的总表面积相等。本太阳能电池组件其能够有效利用光能，不仅能够吸收和利用波长小于800nm的光，还能够吸收波长在800~1200nm的光线。

【技术实现步骤摘要】
一种高效率太阳能电池组件
本技术涉及一种太阳能电池组件，尤其涉及一种高效率太阳能电池组件。
技术介绍
当今社会能源危机显露，社会年耗能源在持续上涨，温室效应日益明显，绿色能源已开始普及使用。光伏发电在全球发展迅猛，从发达国家到发展中国家，都得到政府的支持，各种太阳能电池也得到产业界和科学界的长期关注与投入。钙钛矿太阳电池是太阳能电池家族中的新成员，但其效率提升迅速：研发成功至今几年时间，光电转换效率已跃升至22%；相比从20世纪70年代开始研制至今历经40余年时间，光电转换效率最高达到25%的晶体硅太阳能电池，钙钛矿展现了美好的应用前景。由于钙钛矿太阳能电池的转换效率进步大，且比传统的硅电池更便宜、更易生产，故得到了产业界和科学界的极大重视。传统的钙钛矿太阳能电池由上到下分别为玻璃衬底层、作为正面电极的掺氟氧化锡（FTO）透明导电薄膜层、二氧化钛电子传输层、钙钛矿光吸收层、空穴传输层和反面电极层。反面电极层的可采用金属电极或透明电极。由于钙钛矿材料的禁带宽度在1.55eV以上，钙钛矿电池的一大缺陷在于钙钛矿光吸收层仅能吸收波长小于800nm的光，而不能吸收和利用800~1200nm的、波长较长的光线，造成光能的浪费。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种高效率太阳能电池组件，其能够有效利用光能，不仅能够吸收和利用波长小于800nm的光，还能够吸收波长在800~1200nm的光线。为达到上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种高效率太阳能电池组件，其特征在于：其内部包括钙钛矿太阳能电池层和硅太阳能电池层，所述的钙钛矿太阳能电池层位于所述的硅太阳能电池层的上方；所述的钙钛矿太阳能电池层中包括一块或多块采用透明的正面电极和反面电极的钙钛矿太阳能电池；所述的硅太阳能电池层中包含一块或多块能够正面受光发电的硅太阳能电池；所述的钙钛矿太阳能电池层中的钙钛矿太阳能电池的总表面积与所述硅太阳能电池层中的硅太阳能电池的总表面积相等。将钙钛矿太阳能电池和硅太阳能电池集成于同一组件中，即构成本技术的太阳能电池组件。钙钛矿电池对阳光的短波（300~800nm）的响应明显优于硅电池，而硅电池可利用的光谱比钙钛矿电池宽（300~1200nm）。将钙钛矿电池置于上方，使其先吸收利用<800nm的光；未被钙钛矿电池吸收的光再进入下方的硅太阳能电池中被利用。为了保证硅太阳能电池能利用尽量多的光能，钙钛矿电池应采用透明电极。本太阳能电池组件为四终端机械叠层电池，组件内的钙钛矿太阳能电池和硅太阳能电池之间电学分离，组件的正负极终端共四个。与两终端的级联电池相比，本组件的电池工艺更为简单，功率输出上不会有匹配冲突，且每块硅太阳能电池或钙钛矿太阳能电池的尺寸不限，二者大小也不要求相等，只要组件内所有钙钛矿太阳能电池的总表面积与所有硅太阳能电池的总表面积相等即可；生产者可根据电池效果，组件使用要求等，灵活更改上下电池的参数，工业化前景好。优选地，所述的钙钛矿电池的钙钛矿光吸收层的厚度为小于或等于350nm。当钙钛矿电池的钙钛矿光吸收层的厚度小于或等于350mm时，钙钛矿电池的透光度较好，更有利于下层的硅太阳能电池对太阳光的利用。本技术还可以作以下改进：所述的钙钛矿电池以组件前表面的封装玻璃作为其衬底玻璃。在将钙钛矿太阳能电池层和硅太阳能电池层封装为组件时，须在组件前表面设置玻璃，在组件的背面设置封装背板，再将空隙处以EVA封装材料进行封装。而与此同时，钙钛矿太阳能电池本身也必须采用镀有FTO或ITO的玻璃作为其衬底。因此，在上述的改进方案中，以组件前表面的封装玻璃同时作为钙钛矿电池的衬底玻璃，即将钙钛矿电池的玻璃衬底与组件前表面的封装玻璃合二为一，从而减少玻璃的用量，降低光到达钙钛矿吸收层过程中须穿透的玻璃厚度，提高组件光利用效率。优选地，所述的钙钛矿太阳能电池的正面电极为掺氟氧化锡（FTO）透明导电薄膜，以保证良好的导电性与透光性。。更优选地，所述的掺氟氧化锡透明导电薄膜为图案化掺氟氧化锡透明导电薄膜。当钙钛矿太阳能电池层中选用多块钙钛矿太阳能电池时，其电极优选地采用图案化透明导电薄膜，以使多块钙钛矿电池之间实现串并联。所述的硅太阳能电池的结构优选为PERC、IBC或HIT结构。除此之外，本领域的技术人员还可以根据需要选择其它本领域公知的硅太阳能电池结构，只要所选用的硅太阳能电池能正面受光发电即可。有益效果：本技术的太阳能电池组件结合了钙钛矿电池对短波光谱响应好及硅太阳电池对光谱响应范围较宽的优势，光电转换效率高。本电池组件的生产工艺简单，同时可根据电池效果、使用要求等，灵活更改钙钛矿太阳能电池层和硅太阳能电池层的参数；二者电学分离，功率输出上不会有匹配冲突，工业化前景好。附图说明下面结合附图和具体实施例，对本技术作进一步的说明。图1为本技术实施例1的太阳能电池组件的结构示意图。附图标记：1-表面玻璃；2-正面电极；3-钙钛矿太阳能电池主体；4-反面电极；5-EVA封装材料；6-前电极；7-硅太阳能电池主体；8-背电极；9-封装背板。具体实施方式实施例1如图1所示，本技术的高效率太阳能电池组件的内部包括钙钛矿太阳能电池层和硅太阳能电池层，且钙钛矿太阳能电池层位于所述的硅太阳能电池层的上方。钙钛矿太阳能层由钙钛矿太阳能电池主体3（包括电子传输层、钙钛矿光吸收层和空穴传输层）、作为正面电极2的掺氟氧化锡透明导电薄膜和作为反面电极4的掺锡氧化铟（ITO）透明导电薄膜组成。硅太阳能电池层由硅太阳能电池主体7（硅材料的p-n结）和位于硅太阳能电池主体正面和反面的前电极6和背电极8组成。在本实施例中，钙钛矿太阳能电池层中包括一块钙钛矿太阳能电池，该钙钛矿太阳能电池的钙钛矿光吸收层的厚度为350nm。硅太阳能电池层中包括一块硅太阳能电池，该硅太阳能电池为PERC结构，且能够正面受光；所述钙钛矿太阳能电池的表面积与硅太阳能电池的表面积相等。通过EVA封装材料5、表面玻璃1和封装背板9将钙钛矿太阳能电池层和硅太阳能电池层封装为组件，表面玻璃1设置在组件的前表面，封装背板9设置在组件的背面，EVA封装材料5设置在钙钛矿太阳能电池层和硅太阳能电池层之间以及左右两侧，以及硅太阳能电池层和封装背板9之间。实施例2在本实施例中的高效率太阳能电池组件与实施例1的不同之处在于：在钙钛矿太阳能层中，正面电极为图案化掺氟氧化锡透明导电薄膜，反面电极为掺锡氧化铟透明导电薄膜；钙钛矿太阳能电池主体中包括4块串并联的钙钛矿太阳能电池，该钙钛矿太阳能电池的钙钛矿光吸收层的厚度为200nm。在硅太阳能电池层中，硅太阳能电池主体包括3块串并联的硅太阳能电池，所述的硅太阳能电池为HIT结构。钙钛矿太阳能电池的总表面积与硅太阳能电池的总表面积相等。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效率太阳能电池组件，其特征在于：其内部包括钙钛矿太阳能电池层和硅太阳能电池层，所述的钙钛矿太阳能电池层位于所述的硅太阳能电池层的上方；所述的钙钛矿太阳能电池层中包括一块或多块采用透明的正面电极和反面电极的钙钛矿太阳能电池；所述的硅太阳能电池层中包含一块或多块能够正面受光发电的硅太阳能电池；所述的钙钛矿太阳能电池层中的钙钛矿太阳能电池的总表面积与所述硅太阳能电池层中的硅太阳能电池的总表面积相等。

【技术特征摘要】
1.一种高效率太阳能电池组件，其特征在于：其内部包括钙钛矿太阳能电池层和硅太阳能电池层，所述的钙钛矿太阳能电池层位于所述的硅太阳能电池层的上方；所述的钙钛矿太阳能电池层中包括一块或多块采用透明的正面电极和反面电极的钙钛矿太阳能电池；所述的硅太阳能电池层中包含一块或多块能够正面受光发电的硅太阳能电池；所述的钙钛矿太阳能电池层中的钙钛矿太阳能电池的总表面积与所述硅太阳能电池层中的硅太阳能电池的总表面积相等。2.根据权利要求1所述的高效率太阳能电池组件，其特征在于：所述的钙钛矿电池的钙钛矿光吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈辉，周吉祥，任志伟，王学孟，
申请(专利权)人：顺德中山大学太阳能研究院，
类型：新型
国别省市：广东,44