两端叠层钙钛矿太阳能电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种两端叠层钙钛矿太阳能电池，其包括：至少能够吸收太阳光内的短波长的光线而使长波长的光线太阳光完全透过的第一太阳能电池单元；以及，至少能够吸收太阳光内的全部光线的第二太阳能电池单元；第一太阳能电池单元经一连接层固定设置在第二太阳能电池单元的上方；第一太阳能电池单元包括依次叠层设置的第一传输层、第一钙钛矿吸光层、第二传输层和第一电极层，第二太阳能电池包括依次叠层设置的第三传输层、第二钙钛矿吸光层、第四传输层和第二电极层；连接层设置在第一传输层和第三传输层之间。本实用新型专利技术提供的两端叠层钙钛矿太阳能电池为锡钙钛矿‑钙钛矿叠层电池，其成本更低，更利于产业化生产，产品的市场竞争力高。

Perovskite solar cell with two ends stacked

【技术实现步骤摘要】
两端叠层钙钛矿太阳能电池
本技术涉及一种太阳能电池，特别涉及一种两端叠层钙钛矿太阳能电池，属于太阳能电池

技术介绍
钙钛矿电池因其制备工艺简单，成本较低并且可制备大面积的柔性电池和透明电池等优势，受到越来越多的关注和研究，效率也从3.8％提高到了23.3％。钙钛矿的效率主要由其带隙决定，任何一种光敏材料都有其理论极限。可以通过调节钙钛矿的带隙，将不同带隙宽度的电池依带隙宽度大小，从上到下串叠成两端全钙钛矿的叠层器件，能拓宽电池的吸收光谱范围，提高太阳能电池的光电转换效率。最高效的叠层电池要求下层电池的带隙在0.9-1.2eV，上层电池的带隙在1.7-1.9eV。目前叠层电池中电池的光敏层单一，只能吸收某一波段的太阳能光谱，对光的利用有限，因此，提供一种合适的能带匹配以提高层叠电池的效率仍是业界亟待解决的问题。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种两端叠层钙钛矿太阳能电池，以克服现有技术的不足。为实现前述技术目的，本技术采用的技术方案包括：本技术实施例提供了一种两端叠层钙钛矿太阳能电池，其包括：至少能够吸收太阳光内的短波长的光线而使长波长的光线太阳光完全透过的第一太阳能电池单元；以及，至少能够吸收太阳光内的全部光线的第二太阳能电池单元；所述第一太阳能电池单元经一连接层固定设置在第二太阳能电池单元的上方；所述第一太阳能电池单元包括依次叠层设置的第一传输层、第一钙钛矿吸光层、第二传输层和第一电极层，所述第二太阳能电池包括依次叠层设置的第三传输层、第二钙钛矿吸光层、第四传输层和第二电极层；所述连接层设置在第一传输层和第三传输层之间。进一步的，所述第一钙钛矿吸光层包括第一钙钛矿薄膜，第一钙钛矿薄膜为宽带隙的钙钛矿薄膜。进一步的，所述第一钙钛矿吸光层的带隙为1.7-1.9eV。更进一步的，所述第一钙钛矿薄膜为APbX3薄膜，其中A包括Cs、CH3NH3和[HC(NH2)2]中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此，X包括卤族元素。进一步的，所述第二钙钛矿吸光层包括第二钙钛矿薄膜，第二钙钛矿薄膜为窄带隙的钙钛矿薄膜。进一步的，所述第二钙钛矿吸光层的带隙大于0且小于等于1.2eV。更进一步的，所述第二钙钛矿薄膜为ASnX3薄膜，其中A包括Cs、CH3NH3和[HC(NH2)2]中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此，X包括卤族元素。进一步的，所述第一传输层为空穴传输层、第二传输层为电子传输层；或者，所述第一传输层为电子传输层、第二传输层为空穴传输层。进一步的，所述第三传输层为空穴传输层、第四传输层为电子传输层；或者，所述第三传输层为电子传输层、第四传输层为空穴传输层。进一步的，所述连接层包括一层以上的透明导电膜。优选的，所述透明导电膜包括ITO膜、FTO膜、IWO膜中的任意一者或两种以上的组合，但不限于此。进一步的，所述第一电极层和第二电极层包括金属电极和非金属电极中的任意一种。优选的，所述非金属电极包括IWO膜，但不限于此。进一步的，所述第一太阳能电池单元和第二太阳能电池单元串联设置。进一步的，所述第二太阳能电池单元设置的基底上。优选的，所述基底包括透明导电基底。优选的，所述透明导电基底包括ITO基底、IWO基底、FTO基底中的任意一种，但不限于此。与现有技术相比，本技术提供的两端叠层钙钛矿太阳能电池为锡钙钛矿-钙钛矿叠层电池，其成本更低，更利于产业化生产；以及，较之四端叠层钙钛矿电池相比，两端叠层钙钛矿一体化生产，更利于推广应用；锡钙钛矿-钙钛矿叠层电池效率高、成本低、应用性强，产品的市场竞争力高。附图说明图1是本技术一典型实施案例中一种两端叠层钙钛矿太阳能电池的结构示意图。具体实施方式鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本技术的技术方案。如下将结合附图对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。请参阅图1，一种两端叠层钙钛矿太阳能电池，可以包括第一太阳能电池单元1和第二太阳能电池单元2，第一太阳能电池单元1和第二太阳能电池单元2之间经ITO(掺锡氧化铟)膜和/或IWO(掺钨氧化铟)膜和/或IFO膜3连接，ITO膜、IWO膜、FTO膜均为透明的导电膜；第一太阳能电池单元1作为上层电池设置在第二太阳能电池单元2上方，第二太阳能电池单元2设置在ITO基底或FTO(掺氟的二氧化锡)基底上。第一太阳能电池单元1至少能够吸收短波长的太阳光并使长波长的太阳光完全透过，第二太阳能电池单元2至少能够吸收全部长波长的太阳光。具体的，第一太阳能电池单元1包括由下向上依次叠层设置的第一传输层11、第一钙钛矿吸光层12、第二传输层13和第一电极层14，第二太阳能电池包括由上向下依次叠层设置的第三传输层21、第二钙钛矿吸光层22、第四传输层23和第二电极层24，ITO膜和/或IWO膜3设置在第一传输层11和第三传输层21之间。第一钙钛矿吸光层12采用宽带隙的APbX3薄膜，其中A包括Cs、CH3NH3和[HC(NH2)2]中的任意一种，但不限于此，X包括卤族元素，第一钙钛矿吸光层12的带隙为1.7-1.9eV；第二钙钛矿吸光层采用窄带隙的ASnX3薄膜，其中A包括Cs、CH3NH3和[HC(NH2)2]中的任意一种，但不限于此，X包括卤族元素；第二钙钛矿吸光层22的带隙在1.2eV以下。具体的，第一传输层11为空穴传输层、第二传输层13为电子传输层，或者，第一传输层11为电子传输层、第二传输层13为空穴传输层；第三传输层21为空穴传输层、第四传输层23为电子传输层，或者，第三传输层21为电子传输层、第四传输层23为空穴传输层。第一传输层和第三传输层同为电子传输层或者空穴传输层，第二传输层和第四传输层同为空穴传输层或者电子传输层。具体的，第一电极层14和第二电极层14的包括金属电极和非金属电极中的任意一种。金属电极的材质可以是金、银、铝、铜等任意一种金属或由两种以上金属形成的合金；非金属电极的材质可以是IWO、ITO、石墨烯等。其中，第一传输层、第二传输层、第三传输层和第四传输层的材质可以采用本领域技术人员已知的材料。组成第一太阳能电池和第二太阳能电池的各结构层的厚度可以根据具体以情况调整，在此不作具体限定。本技术提供的两端叠层钙钛矿太阳能电池为锡钙钛矿-钙钛矿叠层电池，其成本更低，更利于产业化生产；以及，较之四端叠层钙钛矿电池，两端叠层钙钛矿一体化生产，更利于推广应用；另外，其成本低、应用性强，产品的市场竞争力高。应当理解，上述实施例仅为说明本技术的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本技术的内容并据以实施，并不能以此限制本技术的保护范围。凡根据本技术精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种两端叠层钙钛矿太阳能电池，其特征在于包括：至少能够吸收太阳光内的短波长的光线而使长波长的光线太阳光完全透过的第一太阳能电池单元；以及，至少能够吸收太阳光内的全部光线的第二太阳能电池单元；所述第一太阳能电池单元经一连接层固定设置在第二太阳能电池单元的上方；所述第一太阳能电池单元包括依次叠层设置的第一传输层、第一钙钛矿吸光层、第二传输层和第一电极层，所述第二太阳能电池包括依次叠层设置的第三传输层、第二钙钛矿吸光层、第四传输层和第二电极层；所述连接层设置在第一传输层和第三传输层之间；其中，所述第一钙钛矿吸光层包括第一钙钛矿薄膜，所述第一钙钛矿薄膜为宽带隙的钙钛矿薄膜，所述第二钙钛矿吸光层包括第二钙钛矿薄膜，所述第二钙钛矿薄膜为窄带隙的钙钛矿薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种两端叠层钙钛矿太阳能电池，其特征在于包括：至少能够吸收太阳光内的短波长的光线而使长波长的光线太阳光完全透过的第一太阳能电池单元；以及，至少能够吸收太阳光内的全部光线的第二太阳能电池单元；所述第一太阳能电池单元经一连接层固定设置在第二太阳能电池单元的上方；所述第一太阳能电池单元包括依次叠层设置的第一传输层、第一钙钛矿吸光层、第二传输层和第一电极层，所述第二太阳能电池包括依次叠层设置的第三传输层、第二钙钛矿吸光层、第四传输层和第二电极层；所述连接层设置在第一传输层和第三传输层之间；其中，所述第一钙钛矿吸光层包括第一钙钛矿薄膜，所述第一钙钛矿薄膜为宽带隙的钙钛矿薄膜，所述第二钙钛矿吸光层包括第二钙钛矿薄膜，所述第二钙钛矿薄膜为窄带隙的钙钛矿薄膜。2.根据权利要求1所述的两端叠层钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述第一钙钛矿吸光层的带隙为1.7-1.9eV。3.根据权利要求1所述的两端叠层钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述第二钙钛矿吸光层的带隙小于等于1.2eV。4.根据权利要求1所述的两端叠层钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述第一传输层为空穴传输层、第二传输层为电子传输层；或者，所述第一传输层为电子传输层、第二传输层为空穴传输层。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛文奇，田清勇，袁晨辰，刘秋菊，陈伟中，白华，范斌，
申请(专利权)人：苏州协鑫纳米科技有限公司，苏州协鑫能源技术发展有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32