本申请提供一种薄膜太阳能电池及其制备方法、光伏组件、发电设备，涉及电池技术领域，薄膜太阳能电池包括：透明衬底、依次设于透明衬底一侧的第一导电层、第一光转换层、第二导电层、依次设于透明衬底另一侧的陷光结构和第二光转换层；第二波长范围的光被第二光转换层吸收并转换为第一波长范围内的光，第一波长范围的光直接透过第二光转换层；经过陷光结构的调整后的光和透过陷光结构的第一波长范围的光，均入射至第一光转换层并被其吸收。这样，使得薄膜太阳能电池不仅可以吸收第一波长范围的光，还可以吸收第二波长范围的光，拓宽薄膜太阳能电池的光吸收范围，并且提高了入射至第一光转换层中的光的量，提高薄膜太阳能电池的光转换效率。光转换效率。光转换效率。
【技术实现步骤摘要】
一种薄膜太阳能电池及其制备方法、光伏组件、发电设备
[0001]本申请涉及电池
，尤其涉及一种薄膜太阳能电池及其制备方法、光伏组件、发电设备。
技术介绍
[0002]碲化镉电池具有比肩基于硅材料的太阳能电池的高性能和低成本的特点，而且碲化镉电池具有优异的长期稳定性，最新的电池具有超过30年的寿命。碲化镉电池采用碲化镉薄膜作为光学吸收转换层，碲化镉薄膜的禁带宽度约为1.5eV，而且为直接带隙材料，吸收系数高，几个微米厚度即可吸收大部分的入射光。目前，碲化镉电池可以包括：依次设置的玻璃衬底、透明导电氧化物薄膜、n型光学窗口层(如硫化镉层)、碲化镉层、复合低阻背接触结构(即缓冲层)、以及金属背电极层；其中，碲化镉层吸收光后产生电子空穴对，电子空穴对在内建电场的作用下，分别向光学窗口层和金属背电极层移动，进而产生光伏效应。
[0003]然而，硫化隔的禁带宽度约为2.4eV，可以吸收小于500nm的光，使得碲化镉电池中碲化镉层吸收500nm至900nm的光，而小于500nm及大于900nm的光则会被浪费掉，无法被碲化镉层利用起来，使得碲化镉电池的光吸收范围受到了一定的限制。
[0004]同样地，除了碲化镉电池之外，在其他种类的薄膜太阳能电池中也会遇到相同的问题，如铜铟镓硒电池和钙钛矿电池，因铜铟镓硒电池中也包括硫化镉层而导致小于500nm的光被浪费，钙钛矿电池中的光吸收层截止吸收波长小于900nm，这导致大量的近红外光无法被利用而浪费。
[0005]因此，如何拓宽薄膜太阳能电池的光吸收范围，提高薄膜太阳能电池的性能，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
[0006]本申请提供一种薄膜太阳能电池及其制备方法、光伏组件、发电设备，用以拓宽薄膜太阳能电池的光吸收范围。
[0007]第一方面，本申请实施例提供了一种薄膜太阳能电池，可以包括：透明衬底、以及依次设于透明衬底一侧的第一导电层、第一光转换层、第二导电层、以及依次设于透明衬底远离第一导电层一侧的陷光结构和第二光转换层；为了便于理解，可以将第一导电层、第一光转换层和第二导电层看作是电池主结构，将陷光结构和第二光转换层看作是增强结构，该增强结构与该电池主结构分别设于透明衬底的相对两侧；
[0008]在本申请实施例中，从第二光转换层一侧入射的光一般包括：第一波长范围的光和第二波长范围的光，其中，从第二光转换层一侧入射的第二波长范围(也即全波长中除第一波长范围之外的至少部分波长)的光可以被第二光转换层吸收并转换为第一波长范围内的光，而从第二光转换层一侧入射的第一波长范围的光可以直接透过第二光转换层。
[0009]经过第二光转换层的转换得到的第一波长范围内的光(记为转换光)进入至陷光结构中，经过陷光结构对转换光的传播方向的调整进入至第一光转换层中；直接透过第二
转换层的第一波长范围的光(记为直透光)可以透过陷光结构进入至第一光转换层中；并且，转换光和直透光在经过陷光结构时，光波频率可以保持不变。
[0010]由于第一光转换层可以吸收第一波长范围的光，所以转换光和直透光均经过透明衬底和透明的第一导电层后，入射至第一光转换层并被第一光转换层吸收。
[0011]这样，通过在透明衬底的其中一侧设置陷光结构和第二光转换层，第二光转换层可以将第二波长范围的光转换为第一波长范围内的光，陷光结构可以对转换光的传播方向进行调整。这样，经过第二光转换层转换后的光和第一波长范围的光，均经过陷光结构后可以入射至第一光转换层中并被第一光转换层吸收，使得薄膜太阳能电池不仅可以吸收第一波长范围的光，还可以吸收第二波长范围的光，且提高了入射至第一光转换层中的光的量，降低转换后的光的损失，提高光的吸收率，从而在拓宽薄膜太阳能电池的光吸收范围，提高薄膜太阳能电池的光电流密度的同时，还可以提高薄膜太阳能电池的光转换效率。
[0012]在本申请实施例中，第二光转换层的材料可以包括上转换量子点材料，或包括下转换量子点材料，或包括上转换量子点材料和下转换量子点材料；在具体实施时，第二光转换层具体包括何种材料，可以根据实际需要进行设置，此处不做限定。
[0013]其中，通过上转换量子点材料可以对大于或等于第一波长范围的上限的光进行转换，也即上转换量子点材料可以对较长波长的光进行转换；通过下转换量子点材料可以对小于或等于第一波长范围的下限的光进行转换，也即下转换量子点材料可以对较短波长的光进行转换。
[0014]这样，可以实现对较长波长的光和较短波长的光进行转换，从而实现将第二波长范围的光转换为第一波长范围内的光，以提高薄膜太阳能电池的光吸收范围。
[0015]在本申请实施例中，通过第二光转换层转换后的光的波长范围可以与第一波长范围相同，或者位于第一波长范围内。例如，第一波长范围可以为500nm至900nm时，通过第二光转换层转换后的光的波长范围可以为500nm至900nm，或者通过第二光转换层转换后的光的波长范围还可以为500nm至700nm。
[0016]为了便于说明，在这里定义一转换材料，该转换材料可以指上转换量子点材料，或者该转换材料可以指下转换量子点材料，又或者该转换材料可以指上转换量子点材料和下转换量子点材料；并且后面内容中涉及的转换材料均表示这一含义。
[0017]在本申请实施例中，第二光转换层还可以包括分散剂，转换材料可以分散于分散剂中，使得转换材料可以均匀地分布于第二光转换层中，实现转换材料的均匀分布。
[0018]其中，分散剂可以但不限于为具有低折射系数的二氧化硅纳米颗粒，还可以为其他可以实现对转换材料进行分散的材料，此处不做限定。
[0019]并且，在第二光转换层包括下转换量子点材料时，下转换量子点材料与分散剂的浓度比可以为0.01至0.3；在第二光转换层包括上转换量子点材料时，上转换量子点材料与分散剂的浓度比可以为0.01至0.3；其中，浓度比还可以根据实际需要进行调节，此处不做限定。
[0020]这样，通过对浓度比的设置，可以通过分散剂对转换材料进行有效均匀地分散，同时转换后的光经过分散剂的折射作用，有利于入射至第一光转换层中，并且还可以避免对第二波长范围的光无法进行有效转换，从而可以提高光的转换效率。
[0021]在本申请实施例中，薄膜太阳能电池可以为：碲化镉电池、铜铟镓硒电池、钙钛矿
电池或有机物太阳能电池中的任一种，只要是包括第一光转换层，且第一光转换层吸收光后产生电子空穴对，电子和空穴发生分离和定向移动而产生电流的电池，均属于本申请的保护范围。
[0022]在本申请实施例中，在薄膜太阳能电池为碲化镉电池、铜铟镓硒电池或钙钛矿电池时，第一光转换层可以为碲化镉层或铜铟镓硒层或钙钛矿层，此时薄膜太阳能电池还可以包括：位于第一导电层与第一光转换层之间的辅助层，辅助层可以吸收小于或等于第一波长范围的下限的光，也即辅助层可以吸收较短波长的光；
[0023]此时，下转换量子点材料可以用于对辅助层吸收的光进行转换，以避免因辅助层的吸收而导致本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种薄膜太阳能电池，其特征在于，包括：透明衬底、第一导电层、第一光转换层、第二导电层、陷光结构和第二光转换层；所述第二光转换层置于与所述陷光结构的一侧，所述第二光转换层将第二波长范围的光转换为第一波长范围内的光；所述第二波长范围为：全波长中除所述第一波长范围之外的至少部分波长；所述陷光结构置于所述第二光转换层与所述透明衬底之间，所述陷光结构调整所述第二光转换层转换后的光的传播方向，以使所述第二光转换层转换后的光依次经过透明衬底与第一导电层后入射至所述第一光转换层；所述第一导电层为透明导电层；所述第一光转换层置于所述第一导电层与第二导电层之间，所述第一光转换层吸收第一波长范围的光。2.如权利要求1所述的薄膜太阳能电池，其特征在于，所述第二光转换层的材料包括：上转换量子点材料和/或下转换量子点材料；所述上转换量子点材料用于：对大于或等于所述第一波长范围的上限的光进行转换；所述下转换量子点材料用于：对小于或等于所述第一波长范围的下限的光进行转换。3.如权利要求2所述的薄膜太阳能电池，其特征在于，所述第二光转换层的材料还包括：用于分散所述上转换量子点材料和/或所述下转换量子点材料的分散剂，所述下转换量子点材料与所述分散剂的浓度比、和/或所述上转换量子点材料与所述分散剂的浓度比均为0.01至0.3。4.如权利要求3所述的薄膜太阳能电池，其特征在于，所述分散剂的折射系数小于所述陷光结构的折射系数且大于空气的折射系数。5.如权利要求2所述的薄膜太阳能电池，其特征在于，所述第一光转换层的材料包括碲化镉材料或铜铟镓硒材料或钙钛矿材料，所述薄膜太阳能电池还包括：位于所述第一导电层与所述第一光转换层之间的辅助层；所述第二光转换层的材料包括下转换量子点材料，所述下转换量子点材料用于：对所述辅助层吸收的光进行转换。6.如权利要求5所述的薄膜太阳能电池，其特征在于，所述辅助层为硫化隔层，所述第一波长范围为500nm至900nm。7.如权利要求1所述的薄膜太阳能电池，其特征在于，所述陷光结构为：绒面结...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘德涛，王硕，辛凯，刘云峰，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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