一种三端双面叠层太阳电池及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种三端双面叠层太阳电池及其制备工艺，属于太阳电池技术领域，所述三端双面叠层太阳电池至少包括：金属电极；位于金属电极上表面的正向太阳电池；位于金属电极下表面的反向太阳电池；位于正向太阳电池上表面和反向太阳电池下表面的金属栅电极，所述金属栅电极为金或银或铜或锗和金、钛和钯和银、镍和铜和镍、镍和铝复合金属中的一种。通过采用上述技术方案，本发明专利技术能够同时解决太阳光和地球反射光能量获取的问题，包含正反两个太阳电池共正极或共负极，同时将来自器件正反两面的光能转换成电能为负载供电。

【技术实现步骤摘要】
一种三端双面叠层太阳电池及其制备工艺
本专利技术属于太阳电池
，具体涉及一种三端双面叠层太阳电池及其制备工艺。
技术介绍
太阳电池是卫星等空间飞行器的主要能源供给装置。目前空间用太阳电池主要为三结砷化镓太阳电池，转换效率超过30％(AM0)，但是多结砷化镓太阳电池受到工艺技术限制已达到瓶颈，实验室最高转换效率36％(AM0)，近6年进步缓慢，商品化的电池效率提升也举步维艰，仅有32％(AM0)，很难满足未来空间飞行器及载荷的电能源需求。在空间领域中，除了来自太阳的光能可以为飞行器提供能源外，地球反射太阳光的辐照量也相当可观。在近地轨道，飞行器接收来自地球反射的辐照度随着地形(陆地、海洋、云层)和纬度变化，变化范围为150W/m2到320W/m2。将这部分能量加以利用，可以为飞行器多提供3％～6％的能量。由于地球反射光的光谱和强度随着飞行器运行轨迹始终变化，无法成为多结电池中的一节电池进行统一结构设计，因此，不能仅仅将多结太阳电池减薄或制成双面透明电极来同时实现太阳光和地球发射光能量的获取。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种三端双面叠层太阳电池及其制备工艺，能够同时解决太阳光和地球反射光能量获取的问题，包含正反两个太阳电池共正极(负极)，同时将来自器件正反两面的光能转换成电能为负载供电。本专利技术的第一目的是提供一种三端双面叠层太阳电池，至少包括：金属电极(3)；位于金属电极(3)上表面的正向太阳电池(2)；位于金属电极(3)下表面的反向太阳电池(4)；位于正向太阳电池(2)上表面和反向太阳电池(4)下表面的金属栅电极(1)。优选地，所述金属栅电极(1)为金或银或铜或锗和金、钛和钯和银、镍和铜和镍、镍和铝复合金属中的一种。优选地，所述正向太阳电池(2)为m结及以上三五族太阳电池或非晶硅/微晶硅锗叠层太阳电池或硅/钙钛矿叠层太阳电池或铜铟镓硒/钙钛矿叠层太阳电池或钙钛矿/钙钛矿叠层太阳电池或有机太阳电池或单结铜铟镓硒太阳电池或单结碲化镉太阳电池或单结晶硅太阳电池或单结钙钛矿太阳电池中的一种；其中：m为大于0的自然数。优选地，所述金属电极(3)为金或银或铜或钼。优选地，所述反向太阳电池(4)为单结三五族太阳电池或晶硅太阳电池或铜铟镓硒太阳电池或碲化镉太阳电池或钙钛矿太阳电池中的一种。本专利技术的第二目的是提供一种制备上述三端双面叠层太阳电池的工艺，包括如下步骤：步骤一，完成多结砷化镓太阳电池工艺；步骤二，使用静电蓝膜对砷化镓太阳电池表面进行保护；步骤三，在电池背电极上，采用涂覆方法依次制备空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层，然后溅射制备ITO窗口层；步骤四，蒸发金属栅电极。本专利技术的第三目的是提供一种制备上述三端双面叠层太阳电池的工艺，包括如下步骤：步骤一，完成多结砷化镓太阳电池工艺；步骤二，使用静电蓝膜对砷化镓太阳电池表面进行保护；步骤三，制备CIGS太阳电池,具体为：在玻璃衬底上制备含氟牺牲层，然后依次制备Mo、CIGS、CdS、ZnO、TCO层并蒸发金属栅电极；步骤四，在金属栅电极上焊接引出端；步骤五，将CIGS太阳电池表面用EVA、ETFE进行封装；步骤六，将封装后的CIGS太阳电池器件浸泡在刻蚀溶液进行剥离；步骤七，将剥离后的CIGS太阳电池正极用导电胶与砷化镓太阳电池正极进行连接。本专利技术的第四目的是提供一种制备上述三端双面叠层太阳电池的工艺，包括如下步骤：步骤一，完成多结砷化镓太阳电池工艺；步骤二，使用静电蓝膜对砷化镓太阳电池表面进行保护；步骤三，制备CIGS太阳电池,具体为：在玻璃衬底上制备含氟牺牲层，然后依次制备Mo、CIGS、CdS、ZnO、TCO层并蒸发金属栅电极；步骤四，在金属栅电极上焊接引出端；步骤五，将CIGS太阳电池表面用EVA、ETFE进行封装；步骤六，将封装后的CIGS太阳电池器件浸泡在刻蚀溶液进行剥离；步骤七，采用金属键合工艺将CIGS太阳电池正极与砷化镓太阳电池正极连接。本专利技术具有的优点和积极效果是：1、本专利技术能够实现正反两面光的同时获取，并通过电路设计为同一负载或不同负载进行供电，显著提升电池器件的输出功率。2、正反两组电池可单独工作亦可同时工作，不会因为电学性能冲突造成无法工作，也不会因为正反电池面积尺寸差异导致互相影响。3、反向太阳电池采用单结太阳电池，不会因为光谱变化导致电池无法工作。附图说明图1为本专利技术优选实施例的结构图；图2为本专利技术优选实施例的电路图；其中：1、金属栅电极；2、正向太阳电池；3、金属电极；4、反向太阳电池。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：如图1和图2，本专利技术的技术方案为：一种三端双面叠层太阳电池，由上至下依次包括：金属栅电极1、正向太阳电池2、金属电极3、反向太阳电池4和金属栅电极1；其中：所述的金属栅电极为金、银、铜以及锗/金、钛/钯/银、镍/铜/镍、镍/铝复合金属。所述正向太阳电池为单结、双结、三结、四结及以上三五族太阳电池、非晶硅/微晶硅锗叠层太阳电池、硅/钙钛矿叠层太阳电池、铜铟镓硒/钙钛矿叠层太阳电池、钙钛矿/钙钛矿叠层太阳电池、有机太阳电池、单结铜铟镓硒太阳电池、单结碲化镉太阳电池、单结晶硅太阳电池、单结钙钛矿太阳电池等。所述的金属电极为金、银、铜、钼；所述的反向太阳电池为单结三五族太阳电池、晶硅太阳电池、铜铟镓硒太阳电池、碲化镉太阳电池、钙钛矿太阳电池。上述三端双面叠层太阳电池的第一制备方法为：步骤一，完成包括正负电极制备在内的全部多结砷化镓太阳电池工艺；步骤二，使用静电蓝膜对砷化镓太阳电池表面进行保护；步骤三，在电池背电极上，采用涂覆方法依次制备空穴传输层(PTAA)、钙钛矿层(CsMAFAPbI3)、电子传输层(PCBM/ZnOncps)，后溅射制备ITO窗口层；步骤四，蒸发金属栅电极，完成整个器件制备。上述三端双面叠层太阳电池的第二制备方法为：步骤一，完成包括正负电极制备在内的全部多结砷化镓太阳电池工艺；步骤二，使用静电蓝膜对砷化镓太阳电池表面进行保护；步骤三，在玻璃衬底上制备含氟牺牲层，在依次制备Mo、CIGS、CdS/ZnO、TCO层并蒸发金属栅电极，完成CIGS太阳电池的制备；步骤四，在金属栅电极上焊接引出端；步骤五，将CIGS太阳电池表面用EVA、ETFE进行封装；步骤六，将封装后的CIGS太阳电池器件浸泡在刻蚀溶液，完成CIGS太阳电池的剥离；步骤七，将剥离后的CIGS太阳电池正极用导电胶与砷化镓太阳电池正极进行连接，完成整个器件的制备。上述三端双面叠层太阳电池的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三端双面叠层太阳电池，其特征在于，至少包括：/n金属电极(3)；/n位于金属电极(3)上表面的正向太阳电池(2)；/n位于金属电极(3)下表面的反向太阳电池(4)；/n位于正向太阳电池(2)上表面和反向太阳电池(4)下表面的金属栅电极(1)。/n

【技术特征摘要】
1.一种三端双面叠层太阳电池，其特征在于，至少包括：
金属电极(3)；
位于金属电极(3)上表面的正向太阳电池(2)；
位于金属电极(3)下表面的反向太阳电池(4)；
位于正向太阳电池(2)上表面和反向太阳电池(4)下表面的金属栅电极(1)。


2.根据权利要求1所述的三端双面叠层太阳电池，其特征在于，所述金属栅电极(1)为金或银或铜或锗和金、钛和钯和银、镍和铜和镍、镍和铝复合金属中的一种。


3.根据权利要求1所述的三端双面叠层太阳电池，其特征在于，所述正向太阳电池(2)为m结及以上三五族太阳电池或非晶硅/微晶硅锗叠层太阳电池或硅/钙钛矿叠层太阳电池或铜铟镓硒/钙钛矿叠层太阳电池或钙钛矿/钙钛矿叠层太阳电池或有机太阳电池或单结铜铟镓硒太阳电池或单结碲化镉太阳电池或单结晶硅太阳电池或单结钙钛矿太阳电池中的一种；其中：m为大于0的自然数。


4.根据权利要求1所述的三端双面叠层太阳电池，其特征在于，所述金属电极(3)为金或银或铜或钼。


5.根据权利要求1所述的三端双面叠层太阳电池，其特征在于，所述反向太阳电池(4)为单结三五族太阳电池或晶硅太阳电池或铜铟镓硒太阳电池或碲化镉太阳电池或钙钛矿太阳电池中的一种。


6.一种制备权利要求1所述三端双面叠层太阳电池的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，完成多结砷化镓太阳电池工艺；
步骤二，使用静电蓝膜对砷化镓太阳电池表面进行保护；
步骤三，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十八研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12