本发明专利技术公开了一种碳纳米管互联的钙钛矿/晶硅两端机械叠层太阳电池及其制备方法，该机械叠层太阳电池包括晶硅底电池、碳纳米管互联层以及钙钛矿顶电池；其中，碳纳米管互联层通过机械堆叠的键合方式实现钙钛矿顶电池和晶硅底电池的电学互联与光学耦合，以形成机械叠层太阳电池。本发明专利技术采用机械堆叠的键和方式，利用碳纳米管互联层实现钙钛矿顶电池和晶硅底电池的电学互联与光学耦合，避免了在晶硅晶硅电池上进行额外的工艺，极大地减少了对于晶硅电池的效率损伤，为提高叠层电池效率提供了理想途径；此外，本发明专利技术采用碳纳米管作为互联层，使得晶硅电池与钙钛矿太阳电池键合得更加紧密，削弱了由于晶硅电池表面的微米级起伏造成的电流损失。成的电流损失。成的电流损失。
【技术实现步骤摘要】
碳纳米管互联的钙钛矿/晶硅两端机械叠层太阳电池
[0001]本专利技术属于半导体器件
，具体涉及一种碳纳米管互联的钙钛矿/晶硅两端机械叠层太阳电池。
技术介绍
[0002]有机无机杂化钙钛矿材料由于其优秀的光电特性、低成本的制备方法引起广泛关注，并得到快速发展和应用，其中在太阳电池的应用中，单结效率已经达到25.7％，已经接近了目前主流的硅基太阳电池的最高效率。但是单结电池的最高效率受到肖克利
‑
奎伊瑟极限的限制，所以为进一步提升太阳电池效率，叠层工艺的探索成为了相关工作的必经之路，其中钙钛矿/晶硅叠层电池受到了广泛关注。
[0003]目前，现有的钙钛矿/晶硅叠层太阳电池可分为两端叠层和四端叠层。其中，两端叠层的太阳电池是在晶硅电池上直接制备的钙钛矿层，也即在晶硅电池上需要额外的工艺，这不仅造成晶硅电池的效率损伤，还增加了工艺复杂度和制备成本。同时，由于晶硅电池表面的微米级起伏会造成电流损失，这也为钙钛矿层的制备带来了新的难题。此外，钙钛矿层制备时伴随的高温以及溶液等条件为晶硅电池带来的效率损伤也在一定程度上给两端叠层工艺带来了挑战。
技术实现思路
[0004]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种碳纳米管互联的钙钛矿/晶硅两端机械叠层太阳电池及其制备方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种碳纳米管互联的钙钛矿/晶硅两端机械叠层太阳电池，包括晶硅底电池、碳纳米管互联层以及钙钛矿顶电池；其中，所述碳纳米管互联层通过机械堆叠的键合方式实现钙钛矿顶电池和晶硅底电池的电学互联与光学耦合，以形成机械叠层太阳电池。
[0006]在本专利技术的一个实施例中，所述碳纳米管互联层直接沉积在所述钙钛矿顶电池上，同时通过紫外固化胶实现所述晶硅底电池与所述钙钛矿顶电池的键合。
[0007]在本专利技术的一个实施例中，所述碳纳米管互联层的厚度为10nm
‑
300nm。
[0008]在本专利技术的一个实施例中，所述钙钛矿顶电池自下而上依次包括：ITO导电玻璃、第一传输层、钙钛矿光吸收层、第二传输层、传输缓冲层、氧化物透明导电层、栅电极；其中，
[0009]所述碳纳米管互联层位于所述栅电极上；所述ITO导电玻璃上设有阴极。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，所述第一传输层为电子传输层，且所述第二传输层为空穴传输层；或者，第一传输层为空穴传输层，且所述第二传输层为电子传输层。
[0011]第二方面，本专利技术提供了一种碳纳米管互联的钙钛矿/晶硅两端机械叠层太阳电池的制备方法，包括以下步骤：
[0012]步骤1：制作钙钛矿顶电池；
[0013]步骤2：在所述钙钛矿顶电池上制备碳纳米管互联层；
[0014]步骤3：将晶硅底电池置于所述碳纳米管互联层上，使用机械堆叠的键合方式连接所述钙钛矿顶电池和所述晶硅底电池，以形成机械叠层太阳电池。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，步骤1包括：
[0016]选取ITO导电玻璃作为衬底并进行清洗和预处理；
[0017]依次在所述ITO导电玻璃上制备第一传输层、钙钛矿光吸收层、第二传输层、传输缓冲层、氧化物透明导电层以及栅电极；
[0018]其中，所述第一传输层为SnO2电子传输层；
[0019]所述钙钛矿光吸收层的材料为MA
0.72
FA
0.28
Pb(I
0.85
Cl
0.15
)3薄膜或者FA
0.83
Cs
0.17
PbI3‑
10％PbCl2薄膜；
[0020]所述第二传输层为Spiro空穴传输层；
[0021]所述传输缓冲层的材料为MoO
x
；
[0022]所述氧化物透明导电层的材料为IZO导电薄膜；
[0023]所述栅电极为Ag电极。
[0024]在本专利技术的一个实施例中，步骤2包括：
[0025]以钙钛矿顶电池作为基底，采用旋涂法、喷涂法、电沉积法、蒸镀法或静电纺丝工艺在所述钙钛矿顶电池的Ag电极上生长厚度为10nm
‑
300nm的碳纳米管薄膜，以形成碳纳米管互联层。
[0026]在本专利技术的一个实施例中，步骤3包括：
[0027]将所述晶硅电池的阳极置于碳纳米管互联层上，并使用紫外固化胶固化，以实现所述晶硅电池与所述钙钛矿太阳电池的键合，得到基于碳纳米管互联的机械叠层太阳电池。
[0028]在本专利技术的一个实施例中，在步骤3之后，还包括：
[0029]在所述ITO导电玻璃上制备介质减反层，以提高机械叠层太阳电池的效率。
[0030]本专利技术的有益效果：
[0031]1、本专利技术提供的碳纳米管互联的钙钛矿/晶硅两端机械叠层太阳电池采用机械堆叠的键和方式，利用碳纳米管互联层实现钙钛矿顶电池和晶硅底电池的电学互联与光学耦合，避免了在晶硅电池上进行额外的工艺，极大地减少了对于晶硅电池的效率损伤，为提高叠层电池效率提供了理想途径；此外，本专利技术采用碳纳米管作为互联层，使得晶硅电池与钙钛矿太阳电池键合得更加紧密，削弱了由于晶硅电池表面的微米级起伏造成的电流损失；
[0032]2、本专利技术提供的制备方法同时兼顾了制备工艺与成本的需求，展现了强大的应用潜力，具有低成本、易实现、易重复的优点。
[0033]以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0034]图1是本专利技术实施例提供的一种碳纳米管互联的钙钛矿/晶硅两端机械叠层太阳电池的结构示意图；
[0035]图2是本专利技术实施例提供的碳纳米管互联的钙钛矿/晶硅两端机械叠层太阳电池的制备方法流程示意图；
[0036]图3是本专利技术实施例提供的制备碳纳米管互联的钙钛矿/晶硅两端机械叠层太阳电池的工艺过程图。
具体实施方式
[0037]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0038]实施例一
[0039]请参见图1，图1是本专利技术实施例提供的一种碳纳米管互联的钙钛矿/晶硅两端机械叠层太阳电池的结构示意图，其包括：晶硅底电池1、碳纳米管互联层2以及钙钛矿顶电池3；其中，所述碳纳米管互联层2通过机械堆叠的键合方式实现钙钛矿顶电池3和晶硅底电池1的电学互联与光学耦合，以形成机械叠层太阳电池。
[0040]具体地，所述碳纳米管互联层2直接沉积在所述钙钛矿顶电池3上，同时通过紫外固化胶实现所述晶硅底电池1与所述钙钛矿顶电池3键合的。
[0041]进一步地，请继续参见图1，所述钙钛矿顶电池3自下而上依次包括：ITO导电玻璃31、第一传输层32、钙钛矿光吸收层33、第二传输层34、传输缓冲层35、氧化物透明导电层36、栅电极37；其中，
[0042]所述碳纳米管互联层2位于所述栅电极37上；所述ITO导电玻璃31本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管互联的钙钛矿/晶硅两端机械叠层太阳电池，其特征在于，包括晶硅底电池(1)、碳纳米管互联层(2)以及钙钛矿顶电池(3)；其中，所述碳纳米管互联层(2)通过机械堆叠的键合方式实现钙钛矿顶电池(3)和晶硅底电池(1)的电学互联与光学耦合，以形成机械叠层太阳电池。2.根据权利要求1所述的碳纳米管互联的钙钛矿/晶硅两端机械叠层太阳电池，其特征在于，所述碳纳米管互联层(2)直接沉积在所述钙钛矿顶电池(3)上，同时通过紫外固化胶实现所述晶硅底电池(1)与所述钙钛矿顶电池(3)的键合。3.根据权利要求1所述的碳纳米管互联的钙钛矿/晶硅两端机械叠层太阳电池，其特征在于，所述碳纳米管互联层(2)的厚度为10nm
‑
300nm。4.根据权利要求1所述的碳纳米管互联的钙钛矿/晶硅两端机械叠层太阳电池，其特征在于，所述钙钛矿顶电池(3)自下而上依次包括：ITO导电玻璃(31)、第一传输层(32)、钙钛矿光吸收层(33)、第二传输层(34)、传输缓冲层(35)、氧化物透明导电层(36)、栅电极(37)；其中，所述碳纳米管互联层(2)位于所述栅电极(37)上；所述ITO导电玻璃(31)上设有阴极(4)。5.根据权利要求4所述的碳纳米管互联的钙钛矿/晶硅两端机械叠层太阳电池，其特征在于，所述第一传输层(32)为电子传输层，且所述第二传输层(34)为空穴传输层；或者，第一传输层(32)为空穴传输层，且所述第二传输层(34)为电子传输层。6.一种碳纳米管互联的钙钛矿/晶硅两端机械叠层太阳电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：制作钙钛矿顶电池；步骤2：在所述钙钛矿顶电池上制备碳纳米管互联层；步骤3：将晶硅底电池置于所述碳纳米管互联层上，使用机械堆叠的键合方式连接所述钙钛矿顶电池和所述晶硅底电池，以形成机械叠层太阳电池。7.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱卫东，王天然，张春福，陈大正，张进成，郝跃，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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