The invention discloses a silicon-based laminated solar cell, which comprises a bottom cell structure and a top cell structure laminated on the bottom cell structure. The bottom cell structure comprises an n-type monocrystalline silicon substrate, and the top surface of the n-type monocrystalline silicon substrate is surrounded by SiO
【技术实现步骤摘要】
一种硅基叠层太阳能电池及其制备方法
本专利技术涉及一种太阳能电池及其制备方法,尤其是涉及一种硅基叠层太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
太阳能是一种可再生的清洁能源,对于人类的可持续发展具有重要的意义。而太阳能电池直接将光能转化为电能,光电转换效率和制备成本是决定其工业化应用的关键因素。目前,硅基太阳能电池是太阳能电池的主流,占据了全球90%的光伏市场,硅基太阳能电池的效率已经达到25.6%,接近肖克利-奎伊瑟(Shockley-Queisser)极限效率(29.4%),但制备成本居高不下。硅基太阳能电池的发展需要降低制备成本,同时提高电池的效率。由于太阳光谱的能量分布较宽,对于任何一种半导体材料只能吸收能量值大于其禁带宽度的光子。因此在硅基电池顶层叠加宽带隙光吸收材料构成叠层电池,在兼顾硅电池成熟工艺的同时,可以提高电池效率[M.A.Green.Prog.Photovoltatics2018,26,427]。目前已经报道的硅基叠层电池的理论极限效率可从29%提高到42.5%。钙钛矿太阳能电池采用具有钙钛矿结构的CH3NH3PbX3(X=I,C,Br)作为光电转换材料,短短几年内其性能提升十分明显,从2009年的光电转换效率3.8%,发展至今效率可以高达22.1%。钙钛矿材料也被认为是最有潜力的下一代低成本太阳能电池光吸收材料。当钙钛矿的禁带宽度为1.55ev时,它可以吸收波长小于800nm的光子,而带隙为1.12ev的晶硅可以吸收太阳光谱中波长小于800nm的光子。当两者自上而下构成叠层电池时,二者 ...
【技术保护点】
1.一种硅基叠层太阳能电池,包括底电池结构和顶电池结构,其特征在于,所述顶电池结构层叠于所述底电池结构之上,所述底电池结构包括n型单晶硅衬底,所述n型单晶硅衬底上表面的四周设置SiO
【技术特征摘要】
1.一种硅基叠层太阳能电池,包括底电池结构和顶电池结构,其特征在于,所述顶电池结构层叠于所述底电池结构之上,所述底电池结构包括n型单晶硅衬底,所述n型单晶硅衬底上表面的四周设置SiO2绝缘层以在所述n型单晶硅衬底的中央区域形成受光窗口,所述受光窗口区域的所述n型单晶硅衬底上制备p型掺杂层,在所述p型掺杂层和所述n型单晶硅衬底的层叠区域刻蚀制备竖直方向的纳米孔周期阵列结构,所述n型单晶硅衬底的纳米孔内为空隙,所述n型单晶硅衬底的下表面设置金属薄膜层;所述顶电池结构由下至上依次包括TiO2薄膜层、钙钛矿吸收层、空穴传输层、透明导电薄膜层和金属电极;所述金属电极和所述金属薄膜层分别引出作为导电电极对外电路供电。
2.根据权利要求1所述的硅基叠层太阳能电池,其特征在于,所述纳米孔周期阵列结构的周期为600~1200nm,所述纳米孔周期阵列结构的纳米孔的直径为400~600nm,深度为400~800nm,所述纳米孔周期阵列结构的占空比为1/3~2/3。
3.根据权利要求1所述的硅基叠层太阳能电池,其特征在于,所述TiO2薄膜厚度为50~300nm。
4.根据权利要求1所述的硅基叠层太阳能电池,其特征在于,所述钙钛矿吸收层的厚度为100~500nm。
5.根据权利要求1所述的硅基叠层太阳能电池,其特征在于,所述空穴传输层为氧化镍、氧化钨、Spiro-OMeTAD之一,厚度为150~800nm。
6.根据权利要求1所述的硅基叠层太阳能电池,其特征在于,所述金属电极的材料为Au、Ag、Al、Gu、Pt之一,厚度为10~500nm。
7.一种硅基叠层太阳能电池的制备方法,其特征在于,依次包括步骤:一、在n型...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘玉申,况亚伟,张树德,魏青竹,倪志春,洪学鹍,钱洪强,
申请(专利权)人:常熟理工学院,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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