一种串联型钙钛矿晶硅太阳能电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种串联型钙钛矿晶硅太阳能电池，该太阳能电池包括从下到上依次设置的：底电池、隧穿层和顶电池；所述底电池包括从下到上依次设置的金属底电极、底电极开孔钝化层、p型重掺杂层、p型硅、n型发射极和发射极钝化层。本申请串联型钙钛矿晶硅太阳能电池制作成本低廉，太阳光的寄生吸收少，光转换效率高，非常具有较好的商业化前景。

【技术实现步骤摘要】
一种串联型钙钛矿晶硅太阳能电池
本技术涉及太阳能电池
，尤其涉及一种串联型钙钛矿晶硅太阳能电池。
技术介绍
目前太阳能行业发展迅猛、市场上以p型晶体硅太阳能电池为主，量产效率超过20％，已经接近单结硅效率的理论极限。为了能够进一步的减低光伏系统的成本，需要进一步开发成本低廉的光伏太阳能电池技术。双结叠层太阳能电池为进一步提高单结硅太阳能的效率提供了一条很好的技术路径。其理论限理论极限可以超过30％。钙钛矿太阳能电池由于其禁带宽度可调，制备工艺简单，成本低等诸多优点，使得钙钛矿硅叠层太阳电池的技术路径成为一个非常有前景的技术路径。目前多数报道的串联型钙钛矿晶硅叠层大多数是将钙钛矿太阳能电池与异质结硅太阳能电池进行叠加，制备成本较高。目前市场上主要为基于扩散同质结的晶硅太阳能电池，基于扩散结晶硅与钙钛矿制备叠层太阳能电池具有更好的商业化前景。专利CN110156914A《一种串联型钙钛矿/同质结硅叠层太阳能电池及其制备方法》公开了一种串联型钙钛矿n型同质结硅叠层太阳能电池及其制备方法。该技术基于同质结的n型硅，而目前产业上p型同质结的占据主流，因此开发高效率的基于p型晶体硅太阳能电池新型叠层太阳电池，对进一步减低光伏工业造价成本实现产业化具有十分重要的意义。
技术实现思路
本技术提供了一种串联型钙钛矿晶硅太阳能电池法，旨在解决上述问题。根据本申请实施例提供的一种串联型钙钛矿晶硅太阳能电池，包括从下到上依次设置的：底电池、隧穿层和顶电池；所述底电池包括从下到上依次设置的金属底电极、底电极开孔钝化层、p型重掺杂层、p型硅、n型发射极和发射极钝化层。在本技术的串联型钙钛矿晶硅太阳能电池中，所述顶电池包括从下到上依次设置的空穴传输层、钙钛矿吸光层、电子传输层、顶电极缓冲层、透明电极、金属栅线电极、减反膜。在本技术的串联型钙钛矿晶硅太阳能电池中，所述隧穿层包括ITO、IZO、AZO、Ag纳米线、石墨烯和导电金属中的至少一种。在本技术的串联型钙钛矿晶硅太阳能电池中，所述空穴传输层包括PTAA、Poly-TPD、NiOx、P3HT、V2O5、MoOx、PEDOT:PSS、WOx、Spiro-OMeTAD、CuSCN、Cu2O、CuI、Spiro-TTB、F4-TCNQ、F6-TCNNQ、m-MTDATA和TAPC中的至少一种。在本技术的串联型钙钛矿晶硅太阳能电池中，所述p型硅的电阻率为0.1-10ohm·cm，厚度为100-300μm，所述p型硅的背表面为绒面结构或金刚线切割后表面结构；所述p型硅的前表面为金字塔绒面结构、金刚线切割后表面结构和抛光结构中的任一种。在本技术的串联型钙钛矿晶硅太阳能电池中，所述n型发射极的n型扩散深度为0.5-10μm，扩散方块电阻为1-150ohm/sq。在本技术的串联型钙钛矿晶硅太阳能电池中，所述钙钛矿吸光层通式为ABX3，其中A为一价阳离子，包括但不限于锂、钠、钾、铯、铷、胺基或者脒基中的一种或几种阳离子；B为二价阳离子，包括但不限于铅、锡、钨、铜、锌、镓、硒、铑、锗、砷、钯、银、金、铟、锑、汞、铱、铊、铋、中的一种或几种阳离子；X为一价阴离子，包括但不限于碘、溴、氯或砹中的一种或几种阴离子；在本技术的串联型钙钛矿晶硅太阳能电池中，所述钙钛矿吸光层中的钙钛矿成分为Cs0.05FA0.80MA0.15PbI2.55Br0.35；其中Cs是铯，FA是甲脒基，MA是甲胺基，I是碘。在本技术的串联型钙钛矿晶硅太阳能电池中，所述电子传输层包括SnO2、TiO2、ZnO、ZrO2、富勒烯及衍生物、TiSnOX和SnZnOX中的至少一种；和/或，所述顶电极缓冲层包括V2O5、MoOX、Ag、Au、Cu、SnO2、ZnO、TiO2、Al2O3、SiO2、Si3N4、PMMA、BCP、PEIE微晶硅或非晶硅中至少一种；在本技术的串联型钙钛矿晶硅太阳能电池中，所述透明电极为ITO、IZO、AZO、石墨烯和金属纳米线中的至少一个。本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请设计了一种串联型钙钛矿晶硅太阳能电池，采用了p型PERC晶体硅的底电池和基于pin结构的钙钛矿太阳能电池的顶电池，使得太阳能电池成本低廉。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，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的附图。图1是本技术实施例的串联型钙钛矿晶硅太阳能电池的结构示意图。标号说明:10、底电池；11、金属底电极；12、底电极开孔钝化层；13、p型重掺杂层；14、p型硅；15、n型发射极；16、发射极钝化层；20、隧穿层；30、顶电池；31、空穴传输层；32、钙钛矿吸光层；33、电子传输层；34、顶电极缓冲层；35、透明电极；36、金属栅线电极；37、减反膜。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。还应当理解，在此本技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本技术。如在本技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解，在本技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。请参照图1所示，本技术公开了一种串联型钙钛矿晶硅太阳能电池，其包括底电池10、隧穿层20和顶电池30。其中底电池10、隧穿层20和顶电池30从下到上依次设置。底电池10包括从下到上依次设置的金属底电极12、底电极开孔钝化层12、p型重掺杂层13、p型硅14、n型发射极15和发射极钝化层16。本实施例中，金属底电极10为铝、银、钛、钯、镍、铬或者铜中的一种或几种，厚度为1-5000μm。底电池10为基于产业主流的P型PERC晶体硅的底电池，顶电池30为基于pin结构的钙钛矿太阳能电池的顶电池。目前产业上p型同质结的占据主流,因此其制备方法更加成熟，成本更加低。市场上常用的基于nip结构的钙钛矿顶电池通常基于高成本以及太阳光寄生吸收较多的PTAA或者Spiro-OMeTAD作为入光面的空穴传输层，而本技术中基于新型pin结构的顶电池，工艺简单，更充分的利用了太阳光谱。本申请制备成本低廉，太阳光的寄生吸收少，光转换效率高，非常具有较好的商业化前景。在一个可选的实施例中，p型重掺杂层13为局部或者全部掺杂。p型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种串联型钙钛矿晶硅太阳能电池，其特征在于，包括从下到上依次设置的：底电池、隧穿层和顶电池；所述底电池包括从下到上依次设置的金属底电极、底电极开孔钝化层、p型重掺杂层、p型硅、n型发射极和发射极钝化层。/n

【技术特征摘要】
1.一种串联型钙钛矿晶硅太阳能电池，其特征在于，包括从下到上依次设置的：底电池、隧穿层和顶电池；所述底电池包括从下到上依次设置的金属底电极、底电极开孔钝化层、p型重掺杂层、p型硅、n型发射极和发射极钝化层。


2.根据权利要求1所述的串联型钙钛矿晶硅太阳能电池，其特征在于，所述顶电池包括从下到上依次设置的空穴传输层、钙钛矿吸光层、电子传输层、顶电极缓冲层、透明电极、金属栅线电极、减反膜。


3.根据权利要求1所述的串联型钙钛矿晶硅太阳能电池，其特征在于，所述p型硅的电阻率为0.1-10ohm·cm，厚度为10...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳黑晶光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44