钙钛矿/硅异质结叠层太阳能电池和钙钛矿太阳能电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种钙钛矿/硅异质结叠层太阳能电池和钙钛矿太阳能电池，所述钙钛矿太阳能电池包括钙钛矿层、电子传输层和透明电极层，所述电子传输层为有机化合物层，所述电子传输层设置在所述钙钛矿层上；所述透明电极层设置在所述电子传输层上，所述透明电极层为反应等离子体沉积层，所述透明电极层和所述电子传输层直接接触。根据本实用新型专利技术实施例的钙钛矿太阳能电池具有透光率高、生产成本低和输出功率稳定等优点。出功率稳定等优点。出功率稳定等优点。

【技术实现步骤摘要】
钙钛矿/硅异质结叠层太阳能电池和钙钛矿太阳能电池


[0001]本技术涉及太阳能电池
，具体涉及一种钙钛矿/硅异质结叠层太阳能电池和钙钛矿太阳能电池。

技术介绍

[0002]在诸多类型的太阳能电池中，硅异质结太阳能电池因具有高转换效率、高开路电压、温度系数低等优点而逐渐在光伏产业中确立显著的优势地位。钙钛矿太阳能电池是一种近年来发展最快的太阳能电池技术，其效率由最初的3.8％增长到目前的25.5％。钙钛矿同时还有禁带宽度可调，制备工艺简单，低成本等特点。将硅异质结电池与钙钛矿制成叠层太阳能电池，可最大限度的吸收光谱，提高电池效率。相关技术中，钙钛矿/硅异质结叠层太阳能电池存在效率低和输出功率不稳定等问题。

技术实现思路

[0003]本技术是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识做出的：
[0004]磁控溅射法(PVD)镀膜是指，在真空室中利用高能粒子轰击靶材表面，使被轰击出来的粒子在衬底表面形成薄膜。PVD镀膜技术中的有效的粒子能量范围在1eV～3eV，但其等离子体中却含有大量的能量高于100eV的高能粒子，如二次电子、氩离子和氧离子等。相关技术中，钙钛矿/硅异质结叠层太阳能电池中的钙钛矿电池包括自下而上依次布置的钙钛矿层、电子传输层和透明电极层。其中，透明电极层采用PVD镀膜制作，高能粒子对基板表面有很强的轰击刻蚀作用，在无阻挡层的结构中高能粒子会穿透电子传输层破坏钙钛矿层，损伤钙钛矿层的表面。
[0005]相关技术中，为了保护钙钛矿层，使用PVD镀膜前，需要在电子传输层的表面覆盖一层金属氧化物充当阻挡层，利用阻挡层隔绝高能粒子对钙钛矿层表面的损伤。由于反式钙钛矿的结构限制，阻挡层往往选取n型金属氧化物，如氧化锡、氧化锌、氧化钛等，同时充当辅助电子传输层。此外，部分钙钛矿电池虽然未设置阻挡层，但是电子传输层采用金属氧化物，实际上利用电子传输层充当了阻挡层。
[0006]阻挡层的引入，不仅增加了叠层太阳能电池的制备步骤，增加了叠层太阳能电池的生产成本，而且会造成电子传输层厚度增加，导致额外的红外光谱损失，造成底电池效率损失，最终影响整个叠层太阳能电池的效率。同时，由于n型金属氧化物的电子传输速率低，造成与n型金属氧化物接触的界面处的电子运输不平衡，进而造成顶电池(钙钛矿电池)的迟滞效应，导致叠层太阳能电池无法以较大功率稳定输出
[0007]本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0008]为此，本技术的实施例提出一种光线透光率高的钙钛矿太阳能电池。
[0009]本技术的实施例提出一种具有上述钙钛矿太阳能电池的钙钛矿/硅异质结叠层太阳能电池。
[0010]根据本技术实施例的钙钛矿太阳能电池包括：
[0011]钙钛矿层；
[0012]电子传输层，所述电子传输层为有机化合物层，所述电子传输层设置在所述钙钛矿层上；和
[0013]透明电极层，所述透明电极层设置在所述电子传输层上，所述透明电极层为反应等离子体沉积层，所述透明电极层和所述电子传输层直接接触。
[0014]根据本技术实施例的钙钛矿太阳能电池具有透光率高、生产成本低和输出功率稳定等优点。
[0015]在一些实施例中，所述电子传输层的材质为富勒烯、PCBM、BCP和PEIE中的一种或多种的组合，所述电子传输层的厚度为10nm
‑
20nm。
[0016]在一些实施例中，所述透明电极层为透明导电氧化物薄膜。
[0017]在一些实施例中，所述透明电极层的材质为ITO、IZO、AZO、IWO和ICO中的一种或多种的组合，所述透明电极层的厚度为40nm
‑
120nm。
[0018]在一些实施例中，进一步包括减反膜，所述减反膜设置在所述钙钛矿层上。
[0019]在一些实施例中，进一步包括钙钛矿界面修饰层，所述钙钛矿界面修饰层设置在所述钙钛矿层上，所述电子传输层设置在所述钙钛矿界面修饰层上。
[0020]在一些实施例中，进一步包括：
[0021]抗反射层，所述抗反射层设置在所述透明电极层上；和
[0022]金属栅线电极，所述金属栅线电极设置在所述抗反射层上。
[0023]根据本技术实施例的钙钛矿/硅异质结叠层太阳能电池包括：
[0024]硅异质结电池；和
[0025]钙钛矿电池，所述钙钛矿电池设置在所述硅异质结电池上，所述钙钛矿电池为根据本技术任一实施例所述的钙钛矿太阳能电池。
[0026]根据本技术实施例的钙钛矿太阳能电池具有效率高、生产成本低和输出功率稳定等优点。
[0027]在一些实施例中，进一步包括隧穿结，所述隧穿结设置在所述硅异质结电池上，所述钙钛矿电池设置在所述隧穿结上，以便所述硅异质结电池与所述钙钛矿电池串联。
[0028]在一些实施例中，所述隧穿结的厚度为10nm
‑
100nm。
附图说明
[0029]图1是根据本技术一个实施例的钙钛矿/硅异质结叠层太阳能电池。
[0030]附图标记：
[0031]叠层太阳能电池1000；
[0032]金属底电极101；透明导电层102；p型非晶硅层103；第一本征非晶硅层104；n型硅片105；第二本征非晶硅层106；n型非晶硅层107；隧穿结108；空穴传输层109；钙钛矿层110；电子传输层111；透明电极层112；金属栅线电极113。
具体实施方式
[0033]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本实用新
型的限制。
[0034]如图1所示，根据本技术实施例的钙钛矿/硅异质结叠层太阳能电池(以下简称叠层太阳能电池1000)包括硅异质结电池(硅异质结太阳能电池)和钙钛矿电池(钙钛矿太阳能电池)，钙钛矿电池设置在硅异质结电池上。
[0035]下面参考附图描述根据本技术实施例的钙钛矿电池。
[0036]如图1所示，钙钛矿电池包括钙钛矿层110、电子传输层111和透明电极层112。电子传输层111为有机化合物层，电子传输层111设置在钙钛矿层110上，透明电极层112设置在电子传输层111上。透明电极层112为反应等离子体沉积层，透明电极层112和电子传输层111直接接触。
[0037]相关技术中，钙钛矿电池的透明电极层采用磁控溅射法(PVD)制作，需要在电子传输层和透明电极层之间设置阻挡层，以保护钙钛矿层。阻挡层无疑会降低钙钛矿电池的透光率，从而降低底电池(硅异质结电池)的效率，进而影响叠层太阳能电池的效率。此外，由于反式钙钛矿的结构限制，阻挡层和电子传输层往往选取n型金属氧化物，n型金属氧化物的电子传输速率低，造成与n型金属氧化物接触的界面处的电子运输不平衡，进而造成顶电池(钙钛矿电池)的迟滞效应，导致叠层太阳能电池无法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括：钙钛矿层；电子传输层，所述电子传输层为有机化合物层，所述电子传输层设置在所述钙钛矿层上；和透明电极层，所述透明电极层设置在所述电子传输层上，所述透明电极层为反应等离子体沉积层，所述透明电极层和所述电子传输层直接接触。2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述电子传输层的材质为富勒烯、PCBM、BCP和PEIE中的一种或多种的组合，电子传输层的厚度为10nm
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20nm。3.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述透明电极层为透明导电氧化物薄膜。4.根据权利要求3所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述透明电极层的材质为ITO、IZO、AZO、IWO和ICO中的一种或多种的组合，所述透明电极层的厚度为40nm
‑
120nm。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，进一步包括减反膜，所述减反膜设置在所述钙钛矿层上。6.根据权利要求1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：墙子跃，王彩霞，高翔，吴瑶，赵晓霞，刘雨奇，宗军，王伟，田宏波，
申请(专利权)人：国家电投集团科学技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：