一种两端钙钛矿/晶硅叠层电池及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种两端钙钛矿/晶硅叠层电池及其制备方法，其中两端钙钛矿/晶硅叠层电池包括：层叠且串联的晶硅电池和钙钛矿电池，所述钙钛矿电池包括第一栅线，所述第一栅线背离所述晶硅电池；所述钙钛矿电池中具有贯穿所述钙钛矿电池的光传输口，所述光传输口与所述第一栅线间隔设置，所述光传输口未延伸至所述晶硅电池。所述两端钙钛矿/晶硅叠层电池的发电效率高。效率高。效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种两端钙钛矿/晶硅叠层电池及其制备方法


[0001]本专利技术涉及太阳能电池
，具体涉及一种两端钙钛矿/晶硅叠层电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]钙钛矿/晶硅叠层电池近年来由于其可获得更高的转换效率而引起众多研究者的关注。钙钛矿/晶硅叠层电池主要以两种方式结合，一种为钙钛矿电池与晶硅电池两端串联叠层模式，另一种为钙钛矿电池与晶硅电池各自独立的四端叠层模式。其中两端串联叠层结构中，源于其与目前光伏市场中大规模组件制备工艺更加兼容，成为目前钙钛矿/晶硅叠层电池研究的重点。在两端串联叠层电池结构中，根据基尔霍夫定律，串联的结构设计中电流受限于最小电流值，即钙钛矿电池与晶硅电池电流相等时，两端钙钛矿/晶硅叠层电池获得最大的电流输出，实现最高的转换效率。因此在两端串联叠层设计中会涉及钙钛矿电池与晶硅电池的电流匹配问题。现有技术为了实现电流匹配通过改变钙钛矿电池的光吸收层的带隙和厚度，但是此种方式势必会降低钙钛矿电池的发电效率，而且工艺难度增大很多。因此，需要提供一种两端钙钛矿/晶硅叠层电池。

技术实现思路

[0003]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中两端钙钛矿/晶硅叠层电池的发电效率低的缺陷，从而提供一种两端钙钛矿/晶硅叠层电池及其制备方法。
[0004]本专利技术提供一种两端钙钛矿/晶硅叠层电池，包括：层叠且串联的晶硅电池和钙钛矿电池，所述钙钛矿电池包括第一栅线，所述第一栅线背离所述晶硅电池；所述钙钛矿电池中具有贯穿所述钙钛矿电池的光传输口，所述光传输口与所述第一栅线间隔设置，所述光传输口未延伸至所述晶硅电池。
[0005]可选的，任意一个所述光传输口的横截面面积为80平方微米
‑
4平方毫米。
[0006]可选的，所述光传输口的数量为若干个；若干个所述光传输口的总横截面面积占据所述晶硅电池面积的2.5％
‑
18％。
[0007]可选的，所述第一栅线包括若干第一主栅线和若干第一细栅线，第一细栅线与第一主栅线连接，所述光传输口位于第一细栅线之间且位于第一主栅线之间。
[0008]可选的，在任意相邻的第一细栅线之间且在任意相邻的第一主栅线之间设置若干均匀分布的光传输口；在任意相邻的第一细栅线之间且在任意相邻的第一主栅线之间的相邻的光传输口之间的距离为10微米
‑
10毫米。
[0009]可选的，所述光传输口的横截面形状包括圆形、矩形或者正方形。
[0010]可选的，所述钙钛矿电池还包括：在背离所述晶硅电池的方向上依次排布的第一载流子传输层、光吸收层、第二载流子传输层和第一透明导电膜，所述第一栅线位于所述第一透明导电膜背离所述第二载流子传输层的一侧表面；所述光传输口贯穿所述第一载流子传输层、光吸收层、第二载流子传输层和第一透明导电膜。
[0011]可选的，还包括：位于所述钙钛矿电池和所述晶硅电池之间的共用透明导电膜；所述光传输口贯穿所述共用透明导电膜；或，所述光传输口未延伸至所述共用透明导电膜；或，所述光传输口延伸至部分厚度的所述共用透明导电膜。
[0012]可选的，所述晶硅电池的边缘与所述钙钛矿电池的边缘对齐。
[0013]本专利技术还提供一种两端钙钛矿/晶硅叠层电池的制备方法，包括：形成层叠且串联的晶硅电池和钙钛矿电池，所述钙钛矿电池包括第一栅线，所述第一栅线背离所述晶硅电池；在所述钙钛矿电池中形成贯穿所述钙钛矿电池的光传输口，所述光传输口与所述第一栅线间隔设置，所述光传输口未延伸至所述晶硅电池。
[0014]可选的，形成贯穿所述钙钛矿电池的光传输口的工艺包括：激光打孔工艺；所述激光打孔工艺的参数包括：采用的激光的波长为500nm
‑
600nm，激光的脉冲宽度为8皮秒
‑
12皮秒，激光的频率为200Khz
‑
10Mhz。
[0015]可选的，所述激光打孔工艺中，激光的光斑大小为25微米
‑
35微米。
[0016]可选的，在形成任意一个光传输口的步骤中，所述激光先后照射在具有部分重叠面积的不同的光照射位置，多个具有部分重叠面积的光照射位置的重叠度为23.3％
‑
80％。
[0017]可选的，形成所述第一栅线的步骤包括：形成若干第一主栅线和若干第一细栅线，第一细栅线与第一主栅线连接；在第一细栅线之间且在第一主栅线之间形成光传输口。
[0018]可选的，形成所述钙钛矿电池的步骤包括：在背离所述晶硅电池的方向上依次形成第一载流子传输层、光吸收层、第二载流子传输层和第一透明导电膜，在所述第一透明导电膜背离所述第二载流子传输层的一侧表面形成第一栅线；在所述钙钛矿电池中形成贯穿所述钙钛矿电池的光传输口的步骤为：在所述第一载流子传输层、光吸收层、第二载流子传输层和第一透明导电膜中形成光传输口。
[0019]可选的，形成层叠且串联的晶硅电池和钙钛矿电池的步骤包括：形成晶硅电池之后，形成所述钙钛矿电池；所述的两端钙钛矿/晶硅叠层电池的制备方法还包括：形成所述钙钛矿电池，在所述晶硅电池一侧表面形成共用透明导电膜；形成所述钙钛矿电池之后，所述共用透明导电膜位于所述钙钛矿电池和所述晶硅电池之间；在所述钙钛矿电池中形成贯穿所述钙钛矿电池的光传输口的步骤中，所述光传输口贯穿所述共用透明导电膜，或，所述光传输口未延伸至所述共用透明导电膜，或，所述光传输口延伸至部分厚度的所述共用透明导电膜。
[0020]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0021]本专利技术提供的两端钙钛矿/晶硅叠层电池，所述钙钛矿电池包括第一栅线，所述第一栅线背离所述晶硅电池，所述钙钛矿电池中具有贯穿所述钙钛矿电池的光传输口，所述光传输口与所述第一栅线间隔设置，所述光传输口未延伸至所述晶硅电池，一方面，所述光传输口可以达到调整钙钛矿电池的透光率；另一方面，所述光传输口可以增加晶硅电池的受光面积，且所述光传输口的陷光效应可以使得光最大程度的被晶硅电池吸收而不被反射，提高晶硅电池表面的吸光性能，从而提高晶硅电池的短路电流，使得晶硅电池和钙钛矿电池的短路电流一致，实现两端钙钛矿/晶硅叠层电池最大电流输出，进而提高两端钙钛矿/晶硅叠层电池的发电效率，综上，所述两端钙钛矿/晶硅叠层电池的发电效率高。
[0022]进一步的，在任意相邻的第一细栅线之间且在任意相邻的第一主栅线之间设置若干均匀分布的光传输口，所述光传输口均匀设置会使两端钙钛矿/晶硅叠层电池处于温度
相对均匀的状态，可以避免两端钙钛矿/晶硅叠层电池局部温度过高而造成所述两端钙钛矿/晶硅叠层电池中温度不均匀，避免局部温度过高而导致钙钛矿电池发生降解，避免所述两端钙钛矿/晶硅叠层电池发生隐裂，因此，所述光传输口均匀设置可以提高所述两端钙钛矿/晶硅叠层电池的长期稳定性。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种两端钙钛矿/晶硅叠层电池，其特征在于，包括：层叠且串联的晶硅电池和钙钛矿电池，所述钙钛矿电池包括第一栅线，所述第一栅线背离所述晶硅电池；所述钙钛矿电池中具有贯穿所述钙钛矿电池的光传输口，所述光传输口与所述第一栅线间隔设置，所述光传输口未延伸至所述晶硅电池。2.根据权利要求1所述的两端钙钛矿/晶硅叠层电池，其特征在于，任意一个所述光传输口的横截面面积为80平方微米－4平方毫米。3.根据权利要求1所述的两端钙钛矿/晶硅叠层电池，其特征在于，所述光传输口的数量为若干个；若干个所述光传输口的总横截面面积占据所述晶硅电池面积的2.5％－18％。4.根据权利要求1所述的两端钙钛矿/晶硅叠层电池，其特征在于，所述第一栅线包括若干第一主栅线和若干第一细栅线，第一细栅线与第一主栅线连接，所述光传输口位于第一细栅线之间且位于第一主栅线之间。5.根据权利要求4所述的两端钙钛矿/晶硅叠层电池，其特征在于，在任意相邻的第一细栅线之间且在任意相邻的第一主栅线之间设置若干均匀分布的光传输口；在任意相邻的第一细栅线之间且在任意相邻的第一主栅线之间的相邻的光传输口之间的距离为10微米－10毫米。6.根据权利要求1所述的两端钙钛矿/晶硅叠层电池，其特征在于，所述光传输口的横截面形状包括圆形、矩形或者正方形。7.根据权利要求1所述的两端钙钛矿/晶硅叠层电池，其特征在于，所述钙钛矿电池还包括：在背离所述晶硅电池的方向上依次排布的第一载流子传输层、光吸收层、第二载流子传输层和第一透明导电膜，所述第一栅线位于所述第一透明导电膜背离所述第二载流子传输层的一侧表面；所述光传输口贯穿所述第一载流子传输层、光吸收层、第二载流子传输层和第一透明导电膜。8.根据权利要求1至7任意一项所述的两端钙钛矿/晶硅叠层电池，其特征在于，还包括：位于所述钙钛矿电池和所述晶硅电池之间的共用透明导电膜；所述光传输口贯穿所述共用透明导电膜；或，所述光传输口未延伸至所述共用透明导电膜；或，所述光传输口延伸至部分厚度的所述共用透明导电膜。9.根据权利要求1至7任意一项所述的两端钙钛矿/晶硅叠层电池，其特征在于，所述晶硅电池的边缘与所述钙钛矿电池的边缘对齐。10.一种两端钙钛矿/晶硅叠层电池的制备方法，其特征在于，包括：形成层叠且串...

【专利技术属性】
技术研发人员：董一昕，刘冬雪，杨静，孙天歌，贡永帅，颜步一，戴万雷，张鹭，
申请(专利权)人：杭州纤纳光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：