制造太阳能电池的方法技术

本发明专利技术涉及制造以下的方法：其中钙钛矿吸收层的层叠形状和组成得到控制的钙钛矿太阳能电池；和包括钙钛矿太阳能电池的串联型太阳能电池，并且钙钛矿吸收层通过太阳能电池的制造方法形成，其包括以下步骤：通过使用BO源、A掺杂的BO源、或者A

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造太阳能电池的方法
本公开涉及太阳能电池的制造方法，更具体地，涉及其中钙钛矿吸收层的层叠形状和组成受到控制的钙钛矿太阳能电池的制造方法，以及包括钙钛矿型太阳能电池的串联型太阳能电池的制造方法。
技术介绍
晶体硅(c-Si)太阳能电池是代表性的单结(singlejuction)太阳能电池，并且目前广泛用作商业太阳能电池。然而，晶体硅太阳能电池的缺点在于制造成本高并且实际光电转换效率低，这是因为转换效率的理论极限非常低，约为32％。作为克服晶体硅太阳能电池的缺点的新型太阳能电池，正在关注使用钙钛矿光吸收层的钙钛矿太阳能电池和通过连接包括具有不同带隙的吸收层的单结太阳能电池而形成为单个太阳能电池的串联型太阳能电池。钙钛矿太阳能电池的优点在于，转换效率的理论极限约为66％，高于其他太阳能电池的极限，并且制造工艺简单，制造成本低，因此经济效率高。图1示出了串联型太阳能电池中的一般形式的两端串联型太阳能电池的示意性截面。参照图1，形成了串联型太阳能电池，使得包括具有相对大的带隙的吸收层的单结太阳能电池与包括具有相对较小的带隙并且在其间插入结层的吸收层的单结太阳能电池隧道联结。在串联型太阳能电池中，使用包括具有相对大带隙的吸收层的单结太阳能电池的钙钛矿和/或晶体硅串联太阳能电池作为钙钛矿(perovskite)太阳能电池，可以实现30％以上的高光电效率，并且因此引起了极大的关注。同时，在单结太阳能电池和包括钙钛矿吸收层的串联型太阳能电池中，控制钙钛矿吸收层的组成非常重要。这是因为通过钙钛矿吸收层的组成可以控制带隙并抑制不希望的相(例如δ相)的产生。另外，在串联型太阳能电池中，主要使用具有纹理形状的基材来增加光吸收率。当基材具有如上所述的纹理时，在基材上形成的钙钛矿吸收层也应当具有适形(conformal)形状，以保持基材的纹理。然而，在常规方法中，主要使用溶液法作为形成钙钛矿吸收层的方法。溶液法的优点在于经济效率高且工艺简单，而溶液法的缺点在于，由于溶液的特定的高流平性而难以形成钙钛矿吸收层以保持与基材一致的状态。结果是，存在的问题是基材的纹理结构没有反映到到钙钛矿吸收层上。另外，由于在形成晶种层的操作中包含过多的碘(I)，因此在增加溴(Br)的含量上存在限制。同时，还已知一种方法，其中首先通过作为一种干法的反应溅射法形成Pb膜，然后通过后处理使O2和Pb反应来形成PbO。然而，即使在这种情况下，形成的PbO也具有球形颗粒形状，因此难以通过上述方法形成适形钙钛矿吸收层。另外，上述方法的局限性在于难以形成具有包含诸如Cs等高熔点组分的复合组成的钙钛矿吸收层。如上所述，在现有技术的情况下，由于不能形成适形吸收层而增加了入射光的反射率，因此缩短了由晶体硅串联型太阳能电池吸收的长波长的光的路径。结果，存在晶体硅串联型太阳能电池中的光吸收率降低的问题。
技术实现思路
技术问题本公开旨在提供一种钙钛矿太阳能电池或包括钙钛矿吸收层的串联型太阳能电池，其中，为了降低垂直入射光的反射率并且还改变入射光的路径，在具有不均匀结构的纹理的基材上形成用于薄膜的适形无机晶种层，以便通过允许光进入太阳能电池来提高光电效率，因此可以形成与基材一致的钙钛矿薄膜的结构。此外，本公开旨在提供一种钙钛矿太阳能电池或包括钙钛矿吸收层的串联型太阳能电池，其中，形成了具有复合组成的钙钛矿吸收层，其包含诸如Cs等高熔点元素并且其中卤素元素的含量是可控制的。技术方案本公开的一个方面提供了一种制造太阳能电池的方法，该方法包括使用BO源、A掺杂的BO源、或AxOy源和BO源在基材上形成与基材适形的无机晶种层，并将有机卤化物供给到无机晶种层上。其中，A表示碱金属，B表示二价金属阳离子，并且O表示氧。源可以是靶，并且可以通过溅射来形成无机晶种层。可以通过化学气相沉积(CVD)或原子层沉积(ALD)来实现无机晶种层的形成。无机晶种层的厚度可以在10nm至200nm的范围内。有机卤化物可以是A’X组分。其中，A’表示+1单价的有机铵或有机脒鎓，X表示卤素离子。有机卤化物的供给可以通过蒸发法、化学气相沉积(CVD)法、物理气相沉积(PVD)法和气相退火法中的任一种来完成。有机卤化物的供给可以在25℃至200℃的基材温度进行120分钟以下的时间。供给有机卤化物可以包括供给有机卤化物并通过与无机晶种层反应将有机卤化物转化为钙钛矿吸收层。该方法可以进一步包括在供给有机卤化物之后将有机卤化物转化为钙钛矿吸收层。在这种情况下，钙钛矿吸收层的厚度可以在50nm至1,000nm的范围内。特别是，钙钛矿吸收层可以包括FA1-xCsxPbBryI3-y(其中，0≤x≤1，0≤y≤3)。该方法可以进一步包括在供给有机卤化物之后执行后热处理。在这种情况下，后热处理可以是溶剂处理，并且可以在80℃至200℃的温度进行120分钟以下的时间。在这种情况下，该方法可以进一步包括在形成无机晶种层之前形成第一导电型电荷输送层，并且在供给有机卤化物或将有机卤化物转化为钙钛矿吸收层之后形成第二导电型电荷输送层。太阳能电池可以包括充当下部太阳能电池的第一太阳能电池和充当上部太阳能电池的钙钛矿太阳能电池。第一太阳能电池的带隙可以小于钙钛矿太阳能电池的带隙。太阳能电池可以包括充当下部太阳能电池的硅太阳能电池和充当上部太阳能电池的钙钛矿太阳能电池。硅太阳能电池可以包括基材、位于基材的第一表面上的第一导电层和位于基材的第二表面上的第二导电型层。在这种情况下，硅太阳能电池可以包括位于基材和第一导电层之间的第一钝化层以及位于基材和第二导电层之间的第二钝化层。在这种情况下，基材和第一导电层可以具有相同的半导体导电类型。作为另一种选择，基材和第二导电层可以具有相同的半导体导电类型。有益效果根据本公开，在具有不均匀结构的纹理的基材上，形成了与该基材适形的无机晶种层，因此可以形成钙钛矿太阳能电池或包括与该基材适形的钙钛矿吸收层的串联型太阳能电池。结果，在所述钙钛矿太阳能电池或串联型太阳能电池中，可以降低垂直入射光的反射率，并且还可以扩展入射光的路径，因此可以提高光吸收率并且可以最终提高光电效率。同时，特别是，在无机晶种层中不包含含碘(I)的卤素化合物，因此可以显着降低真空沉积设备中性能下降的可能性。因此，可以将物理气相沉积或化学气相沉积应用于适形涂布，这产生了适合于商业化和批量生产的有利的工艺效果。另外，当形成无机晶种层时，可以预先包括诸如Cs等高熔点组分，并且通过在供给有机卤化物的过程中控制有机材料层的组分，可以形成具有所需复合组成的钙钛矿吸收层。因此，可以抑制诸如δ相等不期望的生长，并且此外，可以通过控制有机材料的组分和卤素的组分来控制钙钛矿吸收层的带隙。结果，可以增加入射光的光吸收率并且可以提高光电效率。附图说明图1是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能电池的制造方法，该方法包括：/n使用BO源、A掺杂的BO源、或者A

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171115 KR 10-2017-01525161.一种太阳能电池的制造方法，该方法包括：
使用BO源、A掺杂的BO源、或者AxOy源和BO源在基材上形成与基材适形的无机晶种层；和
将有机卤化物供给供给到所述无机晶种层上，
其中，A表示碱金属，B表示二价金属阳离子，O表示氧。


2.如权利要求1所述的方法，其中，
所述源是靶；并且
所述无机晶种层的形成通过溅射完成。


3.如权利要求1所述的方法，其中，所述无机晶种层的形成通过化学气相沉积(CVD)或原子层沉积(ALD)来完成。


4.如权利要求1所述的方法，其中，所述无机晶种层的厚度为10nm至200nm。


5.如权利要求1所述的方法，其中，所述有机卤化物是A’X组成，其中A’表示+1单价有机铵或有机脒鎓，X表示卤素离子。


6.如权利要求1所述的方法，其中，通过蒸发法、化学气相沉积(CVD)法、物理气相沉积(PVD)法和气相退火法中的任何一种来完成有机卤化物的供给。


7.如权利要求1所述的方法，其中，所述有机卤化物的供给在25℃至200℃的基材温度进行120分钟以下的时间。


8.如权利要求1所述的方法，其中，所述有机卤化物的供给包括供给所述有机卤化物并且通过与所述无机晶种层反应来将所述有机卤化物转化为钙钛矿吸收层。


9.如权利要求1所述的方法，其进一步包括在供给所述有机卤化物后将所述有机卤化物转化为钙钛矿吸收层。


10.如权利要求8或9所述的方法，其中，钙钛矿吸收层的厚度为50nm至1,000n...

【专利技术属性】
技术研发人员：金成卓，安世源，李有真，郑镇元，
申请(专利权)人：LG电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR