一种叠层电池制造技术

本发明专利技术公开一种叠层电池，涉及光伏技术领域，以在底电池上形成薄膜有序度较高的功能层，从而提高叠层电池的光电转换效率。该叠层电池包括：底电池，底电池具有绒面；形成在底电池的绒面上的空穴传输层；形成在空穴传输层上的第二有序诱导层和钙钛矿吸收层，第二有序诱导层位于空穴传输层和钙钛矿吸收层之间；以及形成在钙钛矿吸收层上的透明导电层。第二有序诱导层含有的诱导材料为有机铵盐或无机铅化合物。本发明专利技术提供的叠层电池用于以钙钛矿太阳能电池为顶电池的叠层电池。

【技术实现步骤摘要】
一种叠层电池
本专利技术涉及光伏
，尤其涉及一种叠层电池。
技术介绍
单结太阳能电池，往往只能吸收固定波长的太阳光。为了提高对太阳光的利用率，可以将多个不同带隙的太阳能电池通过复合层串联起来，以吸收不同波长的太阳光。钙钛矿电池具有较宽的带隙，且可以通过调整组分配比，调控钙钛矿电池吸收光谱的带隙。可见，钙钛矿电池是理想的叠层电池的顶电池。当钙钛矿电池与具有绒面结构的底电池层叠在一起时，如何在底电池上形成薄膜有序度较高的功能层，成为提高叠层电池光电转换效率的难点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种叠层电池，以在底电池上形成薄膜有序度较高的功能层，从而提高叠层电池的光电转换效率。为了实现上述目的，本专利技术提供一种叠层电池。该叠层电池包括：底电池，底电池具有绒面；形成在底电池的绒面上的空穴传输层；形成在空穴传输层上的第二有序诱导层和钙钛矿吸收层，第二有序诱导层位于空穴传输层和钙钛矿吸收层之间；以及形成在钙钛矿吸收层上的透明导电层。第二有序诱导层含有的诱导材料为有机铵盐或无机铅化合物。采用上述技术方案时，钙钛矿吸收层生长在第二有序诱导层上，在第二有序诱导层的缓冲作用下，钙钛矿吸收层能够避免空穴传输层表面分子无序性的不利影响。与此同时，在第二有序诱导层的诱导作用下钙钛矿吸收层能够有序生长，并具有较高的结晶度、较大的晶粒尺寸。此时，钙钛矿吸收层缺陷较少，具有较高的光电转换效率。并且，第二有序诱导层作为空穴传输层与钙钛矿吸收层之间的中间层，能够降低薄膜间的能极差，形成有利于空穴传输的能级匹配，提高叠层电池的空穴传输性能。当第二有序诱导层的诱导材料为有机铵盐或无机铅化合物时，有机铵盐和无机铅化合物与钙钛矿吸收层的钙钛矿材料晶型结构匹配度较高、性质接近，容易诱导生长高度有序的钙钛矿吸收层。在一些可能的实现方式中，上述无机铅化合物为氧化铅、溴化铅、碘化铅、氯化铅、醋酸铅、硫氰化铅和硫化铅中的一种或多种。这些无机铅化合物为金属氧化物，与金属氧化物空穴传输层之间具有较好的相容性，使得第二有序诱导层与空穴传输层之间能够形成较好的界面接触。同时，无机铅化合物与钙钛矿吸收层的钙钛矿材料均为铅化合物，两者具有较好的相容性，使得第二有序诱导层，更容易诱导生长出钙钛矿吸收层。在一些可能的实现方式中，上述第二有序诱导层的厚度为1nm～20nm。在一些可能的实现方式中，上述叠层电池还包括第一有序诱导层。第一有序诱导层位于底电池和空穴传输层之间。与第二有序诱导层作用机理类似，在第一有序诱导层的界面缓冲和诱导作用下，空穴传输层能够有序生长，具有较高的结晶度、较大的晶粒尺寸，从而减少可以空穴传输层的缺陷，提高空穴传输层的空穴传输性能。并且，第一有序诱导层作为空穴传输层与底电池之间的中间层，可以降低薄膜之间的能级差，在空穴传输层和底电池之间形成有利于空穴传输的能级匹配，进而提高叠层电池的空穴传输性能。当第一有序诱导层的诱导材料为棒状分子材料时，棒状分子材料容易通过密堆积直立于下层薄膜上，形成高度有序的几何沟道。该高度有序的几何沟道可以通过较强的相互作用，诱导上层有机薄膜沿着几何沟道取向生长。此时，含有棒状分子材料的第一有序诱导层对其上层薄膜，具有较好的有序生长诱导作用。并且，棒状分子材料在厚度较薄的薄膜中具有类似液晶的性质，且其液晶相温度较低，容易在较低的温度下通过液晶的流动性形成大面积高度有序的第一有序诱导层。在一些可能的实现方式中，上述第一有序诱导层含有的诱导材料为金属氧化物，空穴传输层的材料采用无机空穴传输材料。采用上述技术方案时，金属氧化物为无机材料，与无机材料制作的无机空穴传输层，材料性质相似，使得第一有序诱导层与空穴传输层之间能够形成较好的界面接触，兼容性较好，更容易诱导空穴传输层有序生长。在一些可能的实现方式中，上述第一有序诱导层的厚度为1nm～20nm。该厚度的第一有序诱导层中棒状分子材料等容易具有类似液晶的性质，从而容易形成大面积有序薄膜。在一些可能的实现方式中，上述棒状分子材料为BPTT，金属氧化物为氧化锌。在一些可能的实现方式中，上述空穴传输层的材料包括PTAA、Cz2T、Spiro-OMeTAD、Spiro-TTB、酞菁铜、氧化镍中的一种或多种。在一些可能的实现方式中，上述空穴传输层的厚度为5nm～100nm。在一些可能的实现方式中，形成上述第一有序诱导层、第二有序诱导层以及空穴传输层的工艺为磁控溅射工艺、激光脉冲沉积工艺、热蒸发镀膜工艺、化学气相沉积工艺、溶液涂布工艺、凝胶-溶胶工艺或水热法合成纳米粒子工艺。在一些可能的实现方式中，形成上述钙钛矿吸收层的方法包括：采用共蒸法在第二有序诱导层上形成碘化铅和溴化铯，在碘化铅和溴化铯上涂布甲脒氢碘酸盐及甲脒氢溴酸盐混合溶液，形成钙钛矿材料薄膜；钙钛矿材料薄膜进行退火处理，形成钙钛矿吸收层。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例提供的一种叠层电池结构示意图；图2为本专利技术实施例中提供的BPTT和Cz2T的分子结构示意图，其中，a为BPTT结构示意图，b为Cz2T结构示意；图3为本专利技术实施例提供的一种p型晶体硅-钙钛矿叠层电池结构示意图；图4-图14为本专利技术实施提供的p型晶体硅-钙钛矿叠层电池制作方法的各阶段状态示意图。附图标记：10-底电池，11-p型晶体硅片，12-n型重掺杂层，20-隧穿复合层，31-第一有序诱导层，32-空穴传输层，33-第二有序诱导层，34-钙钛矿吸收层，35-电子传输层，351-电子传输界面层，352-漏电修复层，36-透明导电层，37-电极。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种叠层电池，其特征在于，包括：/n底电池，所述底电池具有绒面；/n形成在所述底电池的绒面上的空穴传输层；/n形成在所述空穴传输层上的第二有序诱导层和钙钛矿吸收层，所述第二有序诱导层位于所述空穴传输层和所述钙钛矿吸收层之间；/n以及形成在所述钙钛矿吸收层上的透明导电层；/n所述第二有序诱导层含有的诱导材料为有机铵盐或无机铅化合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种叠层电池，其特征在于，包括：
底电池，所述底电池具有绒面；
形成在所述底电池的绒面上的空穴传输层；
形成在所述空穴传输层上的第二有序诱导层和钙钛矿吸收层，所述第二有序诱导层位于所述空穴传输层和所述钙钛矿吸收层之间；
以及形成在所述钙钛矿吸收层上的透明导电层；
所述第二有序诱导层含有的诱导材料为有机铵盐或无机铅化合物。


2.根据权利要求1所述的叠层电池，其特征在于，所述无机铅化合物为氧化铅、溴化铅、碘化铅、氯化铅、醋酸铅、硫氰化铅和硫化铅中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的叠层电池，其特征在于，所述第二有序诱导层的厚度为1nm～20nm。


4.根据权利要求1所述的叠层电池，其特征在于，所述叠层电池还包括第一有序诱导层，所述第一有序诱导层位于所述底电池和所述空穴传输层之间；
所述第一有序诱导层含有的诱导材料为棒状分子材料，所述空穴传输层的材料采用有机空穴传输材料，或，
所述第一有序诱导层含有的诱导材料为金属氧化物，所述空穴传输层的材料采用无机空穴传输材料；
所述第一有序诱导层的厚度为1nm～20nm。


5.根据权利要求4所述的叠层电池，其特征在于，所述棒状分子材料为BPTT，所述金属氧化物为氧化锌。
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【专利技术属性】
技术研发人员：徐琛，
申请(专利权)人：隆基绿能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61