一种自封装叠层光电器件制造技术

本申请涉及叠层光电器件领域，具体而言，涉及一种自封装叠层光电器件，其包括埋栅玻璃、钙钛矿顶电池、硅基电池和封装层；钙钛矿电池沉积在具有顶电极的埋栅玻璃上；钙钛矿电池与不同结构的硅基电池串联后封装，形成叠层光电器件；将硅基电池与钙钛矿电池通过硅基电池的前电极连接；与现有的叠层光电器件相比，本实用新型专利技术独立制备两种电池，通过金属电极串联两种电池，避免了顶电池和硅基电池界面及绒面形貌的影响，简化结构。

【技术实现步骤摘要】
一种自封装叠层光电器件
本申请涉及叠层光电器件
，具体而言，涉及一种自封装叠层光电器件。
技术介绍
太阳能是一种储量大，清洁高效的可再生能源，太阳能发电技术是解决能源问题的重要技术之一。目前钙钛矿太阳能电池因其具有成本低、制备简单、光电转换效率高等优点，是当前的一个研究热点。硅太阳能电池因其具有制作工艺温度低、简单的工艺流程、开路电压高、转换效率高、温度系数低、优异高温/弱光发电特性和衰减低等特点，已经取得了非常大的研究进展。太阳光谱的能量分布较宽，一种太阳能电池器件只能吸收其中一部分能量，而其余的能量不能被利用，以热能的形式被释放，导致单结的太阳能电池的光电转换效率比较低。由于钙钛矿电池的钙钛矿材料具有高的禁带宽度，硅的禁带宽度较窄，因此将钙钛矿电池作为第一吸光层，使其吸收短波的光，比如紫光，而长波的光则透过钙钛矿层，被底层的硅基电池所吸收，比如红光，这样就能最大程度将太阳能转换为电能，提高太阳能电池的转换效率。将钙钛矿电池与硅基电池组合的方案理论上能有效提高光电转换效率。目前的叠层光电器件采用在硅基电池上制备钙钛矿电池，由于硅基电池表面具有不平整的绒面，若直接在其表面制备钙钛矿电池，第一，钙钛矿电池的每一层并不能做的很平整，甚至会破坏钙钛矿层，从而造成短路电流损失严重，不利于提高叠层器件的光电转换效率；第二，钙钛矿电池与硅基电池在相同受光面积下的短路电流不匹配，造成叠层器件光电转换效率不高，通过调整受光面积来使电流匹配存在难点，比如若将硅基电池表面做成光滑平面，硅基电池没有的绒面的陷光效果，不能实现光电转换效率的最大化，因此，叠层器件中钙钛矿电池与硅基电池的界面接触问题成为了叠层器件最难攻克的难题；第三，现有的钙钛矿电池采用在玻璃上沉积功能层、剥离部分功能层后制作阴阳电极，导致连接处贴合度差，普通阴阳电极不利于收集电荷。因此，本技术提出了一种自封装叠层光电器件，解决以上问题。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于，提供一种自封装叠层光电器件以解决上述问题。第一方面，本申请实施例提供的一种自封装叠层光电器件，包括：从上至下连接的埋栅玻璃、钙钛矿电池、硅基电池和封装层，所述埋栅玻璃的槽内设置顶电极，所述顶电极上设置钙钛矿电池，所述硅基电池通过硅基电池的前电极连接所述钙钛矿电池，所述硅基电池的背电极与所述埋栅玻璃内的顶电极形成电流回路，所述硅基电池的背电极与封装层粘接。优选地，所述硅基电池包括PERC电池或者异质结电池或者N型PERT电池。优选地，所述钙钛矿电池包括从上至下设置的第一透明导电层、空穴传输层、钙钛矿吸光层、电子传输层和第二透明导电层，所述第二透明导电层与所述硅基电池的前电极连接。优选地，所述钙钛矿电池包括从上至下设置的第一透明导电层、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和第二透明导电层，所述第二透明导电层与所述硅基电池的前电极连接。优选地，所述所述顶电极、硅基电池的前电极和硅基电池的背电极厚度为1-2000μm。优选地，所述顶电极包括垂直相交的n条主栅线和m条副栅线。优选地，所述顶电极深度范围为1-2000μm，所述主栅线和副栅线长度与埋栅玻璃相等，所述主栅线宽度范围为10-1000μm，所述副栅线宽度范围为10-500μm。优选地，所述硅基电池的前电极的遮光面积与所述钙钛矿电池的顶电极的遮光面积之比范围为0.5-2。优选地，所述n为1-20；m取值范围为1-100。本申请具有以下技术效果：1、通过金属电极连接单独制作的钙钛矿电池和硅基电池，钙钛矿电池与硅基电池并无直接接触，避免了硅基电池的绒面对钙钛矿电池造成的破坏，提高了光电转换效率；由于单独制备钙钛矿电池与硅基电池，因此能选用受光面积匹配的钙钛矿电池与硅基电池，实现电流匹配，因此所述叠层光电器件避免现有在硅基电池上制备钙钛矿电池存在的绒面影响叠层光电器件的光电转换效率和两种电池电流匹配问题，同时将电流匹配的钙钛矿电池与硅基电池通过金属电极直接叠加串联，利于简化叠层光电器件的结构；2、通过对埋栅玻璃开槽制备顶电极，方便地将钙钛矿电池功能层制备在顶电极上，并引出电流，利于埋栅玻璃和钙钛矿电池功能层贴合，埋栅顶电极采用主副栅线设计，利于在整个器件表面收集电荷。3、通过金属电极连接单独制作的钙钛矿电池和硅基电池，载流子在金属电极处复合，有效降低了热损耗；4、由于钙钛矿电池与硅基电池是单独制备，所以能够根据需求，实现简便地叠加地不同结构的硅基电池与钙钛矿电池。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本申请的叠层光电器件的结构示意图一。图2为本申请埋栅玻璃的结构示意图。图3为本申请的叠层光电器件的结构示意图二。附图标记：101-埋栅玻璃，102-顶电极，103-封装层，110-倒置钙钛矿电池，120-硅基异质结电池，111-第一透明导电层，112-空穴传输层，113-钙钛矿吸光层，114-电子传输层，115-第二透明导电层，121-硅基电池的前电极，122-第一氧化透明导电层，123-p型氢化非晶硅层，124-第一本征型氢化非晶硅层，125-n型硅衬底，126-n型氢化非晶硅层，127-第二本征型氢化非晶硅层，128-第二氧化透明导电层，129-硅基电池的背电极，210-正置钙钛矿电池，220-PERC电池，222-减反射层，223-n+发射极，224-p型硅衬底，225-钝化层，226-铝背场。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。此外，应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。为解决现有叠层光电器件中采用在硅基电池上制备钙钛矿电池，存在硅基电池不平整绒面影响钙钛矿电池性能的问题，一种自封装叠层光电器件包括：从上至下连接的埋栅玻璃101、钙钛矿电池、硅基电池和封装层103，所述埋栅玻璃101槽内设置顶电极102，所述顶电极102上制备钙钛矿电池，所述钙钛矿电池通过硅基电池的前电极121连接所述硅基电池，所述硅基电池的背电极129与所述埋栅玻璃101内的顶电极102形成电流回路，所述硅基电池的背电极129与封装层103粘接。通过金属电极连接单独制作的钙钛矿电池和硅基电池，钙钛矿电池与硅基电池并无直接接触，避免了硅基电池的绒面对钙钛矿电池造成的破坏，提高了光电转换效率。实施例1如图1所示，一种自封装叠层光电器件，包括：从上至下连接的埋栅玻璃101、钙钛矿电池、硅基电池和封装层10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自封装叠层光电器件，其特征在于，包括：从上至下连接的埋栅玻璃(101)、钙钛矿电池、硅基电池和封装层(103)，所述埋栅玻璃(101)的槽内设置顶电极(102)，所述顶电极(102)上设置钙钛矿电池，所述硅基电池通过硅基电池的前电极(121)连接所述钙钛矿电池，所述硅基电池的背电极(129)与所述埋栅玻璃(101)内的顶电极(102)形成电流回路，所述硅基电池的背电极(129)与封装层(103)粘接。/n

【技术特征摘要】
1.一种自封装叠层光电器件，其特征在于，包括：从上至下连接的埋栅玻璃(101)、钙钛矿电池、硅基电池和封装层(103)，所述埋栅玻璃(101)的槽内设置顶电极(102)，所述顶电极(102)上设置钙钛矿电池，所述硅基电池通过硅基电池的前电极(121)连接所述钙钛矿电池，所述硅基电池的背电极(129)与所述埋栅玻璃(101)内的顶电极(102)形成电流回路，所述硅基电池的背电极(129)与封装层(103)粘接。


2.根据权利要求1所述的一种自封装叠层光电器件，其特征在于，所述硅基电池包括PERC电池(220)或者异质结电池或者N型PERT电池。


3.根据权利要求1所述的一种自封装叠层光电器件，其特征在于，所述钙钛矿电池包括从上至下设置的第一透明导电层(111)、空穴传输层(112)、钙钛矿吸光层(113)、电子传输层(114)和第二透明导电层(115)，所述第二透明导电层(115)与所述硅基电池的前电极(121)连接。


4.根据权利要求1所述的一种自封装叠层光电器件，其特征在于，所述钙钛矿电池包括从上至下设置的第一透明导电层(111)、电子传输层(114)、钙钛...

【专利技术属性】
技术研发人员：何佳龙，俞健，李君君，陈涛，张海川，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：四川;51