一种叠层太阳能电池中间层及其制备方法和叠层太阳能电池技术

本发明专利技术属于太阳能发电技术领域，尤其涉及一种叠层太阳能电池中间层及其制备方法和叠层太阳能电池。本发明专利技术提供的中间层包括依次层叠设置的超薄金属电极层、金属栅线和掺杂聚苯胺层。其中，超薄金属电极层兼具高导电性能和高透光性能的优点，掺杂聚苯胺层具有电导率高、合适的功函数(

【技术实现步骤摘要】
一种叠层太阳能电池中间层及其制备方法和叠层太阳能电池


[0001]本专利技术属于太阳能发电
，尤其涉及一种叠层太阳能电池中间层及其制备方法和叠层太阳能电池。

技术介绍

[0002]钙钛矿太阳能电池作为一种新型薄膜电池技术，具有成本低廉、光电转换效率高、带隙可调、易于溶液加工、应用场景广泛等突出优点，预计其大规模推广和应用可显著降低光伏电池的使用成本。效率的快速提升使其成为薄膜光伏发电技术中的翘楚，近年来钙钛矿光伏电池技术成为了国际前沿研究领域极具活力的研究热点之一。
[0003]钙钛矿太阳能电池的核心吸光层通常为有机
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无机杂化材料，其化学组成一般可表述为ABX3。通过改变化学组成配比可以有效地调控吸光层的带隙。因而钙钛矿太阳能电池在叠层电池的开发应用方面前景十分诱人。
[0004]基于有机太阳能电池在近年来的快速发展(单结电池光电转换效率超过18％)，有机/钙钛矿材料叠层太阳能电池作为新兴的技术也引起了广泛的重视。
[0005]对于叠层电池而言，中间层的结构和性能至关重要。中间层作为连接底电池和顶电池的连接层，一方面，要求其与底电池和顶电池连接界面处形成欧姆接触，且自身具备高载流子迁移率；另一方面，中间层自身还需要具有较高的透光率。如何改善中间层的光电学性能和降低其制备难度，是本领域当前的研究重点。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种叠层太阳能电池中间层及其制备方法和叠层太阳能电池，本专利技术提供的中间层具有良好的光电学性能，且其结构简单，易于制备。
[0007]本专利技术提供了一种叠层太阳能电池中间层，包括：依次层叠设置的超薄金属电极层、金属栅线和掺杂聚苯胺层。
[0008]优选的，所述超薄金属电极层的材料为铜或金。
[0009]优选的，所述超薄金属电极层的厚度为5～20nm。
[0010]优选的，所述金属栅线的材料为金、银、铜或铝。
[0011]优选的，所述金属栅线的宽度为10～100μm；所述金属栅线的厚度为10～50nm。
[0012]优选的，所述掺杂聚苯胺层的成分为盐酸掺杂聚苯胺。
[0013]优选的，所述掺杂聚苯胺层的厚度为0.5～100nm。
[0014]本专利技术提供了一种上述技术方案所述的叠层太阳能电池中间层的制备方法，包括以下步骤：
[0015]a)沉积制备超薄金属电极层；
[0016]b)在所述超薄金属电极层上划刻出槽线，然后进行金属材料的沉积，得到金属栅线；
[0017]c)在所述金属栅线上涂布掺杂聚苯胺的溶液，然后退火形成掺杂聚苯胺层，得到
叠层太阳能电池中间层。
[0018]优选的，步骤a)中，所述沉积的方式为真空蒸镀、原子层沉积、电子束蒸发或磁控溅射。
[0019]优选的，步骤b)中，所述划刻的方式为激光划刻或机械划刻。
[0020]优选的，步骤b)中，所述沉积的方式为真空蒸镀、原子层沉积、电子束蒸发或磁控溅射。
[0021]优选的，步骤c)中，所述溶液的溶剂为甲醇、乙醇、丙三醇和正丁醇中的一种或多种。
[0022]优选的，步骤c)中，所述涂布的方式为旋涂、刮涂、狭缝挤涂、线棒涂布或印涂。
[0023]本专利技术提供了一种叠层太阳能电池，包括：依次层叠设置的底电池、中间层和顶电池；
[0024]所述中间层为上述技术方案所述的叠层太阳能电池中间层或上述技术方案所述的制备方法制备的叠层太阳能电池中间层；
[0025]所述中间层中的超薄金属电极层与底电池相接触，作为底电池的金属电极层；所述中间层中的掺杂聚苯胺层与顶电池相接触，作为顶电池的空穴传输层。
[0026]优选的，所述底电池为钙钛矿太阳能电池；所述顶电池为有机太阳能电池。
[0027]与现有技术相比，本专利技术提供了一种叠层太阳能电池中间层及其制备方法和叠层太阳能电池。本专利技术提供的中间层包括依次层叠设置的超薄金属电极层、金属栅线和掺杂聚苯胺层。其中，超薄金属电极层兼具高导电性能和高透光性能的优点，掺杂聚苯胺层具有电导率高、合适的功函数(
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5.14eV)、环境稳定性好、良好的抗氧化性能、耐高温、易于成膜等优点。本专利技术提供的中间层具有良好的光电学性能，可用于叠层太阳能电池中实现底电池和顶电池各自电压的累加输出；且该中间层的结构简单，易于制备，具有良好的市场前景。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0029]图1是本专利技术实施例提供的叠层太阳能电池中间层的结构示意图；
[0030]图2是本专利技术实施例提供的叠层太阳能电池的结构示意图；
[0031]图3是本专利技术实施例提供的底电池的结构示意图；
[0032]图4是本专利技术实施例提供的顶电池的结构示意图；
[0033]图5是本专利技术实施例提供的不同厚度金薄膜的透光率图。
[0034]附图中标记如下：101为超薄金属电极层，102为金属栅线，103为掺杂聚苯胺层，201为底电池，202为中间层，203为顶电池，301为透明电极层，302为底电池空穴传输层，303为钙钛矿材料吸光层，304为底电池电子传输层，305为底电池金属电极层，401为顶电池空穴传输层，402为有机材料吸光层，403为顶电池电子传输层，404为顶电池金属电极层。
具体实施方式
[0035]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0036]本专利技术提供了一种叠层太阳能电池中间层，包括：依次层叠设置的超薄金属电极层(101)、金属栅线(102)和掺杂聚苯胺层(103)。
[0037]在本专利技术提供的中间层中，超薄金属电极层(101)的材料优选为铜或金；超薄金属电极层(101)的厚度优选为5～20nm，更优选为8～15nm，具体可为8nm、9nm、10nm、11nm、12nm、13nm、14nm或15nm。
[0038]在本专利技术提供的中间层中，金属栅线(102)的材料优选为金、银、铜或铝；金属栅线(102)的宽度优选为10～100μm，更优选为30～80μm，具体可为30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm或80μm；金属栅线(102)的厚度优选为10～50nm，更优选为15～30nm，具体可为15nm、16nm、17nm、18nm、19nm、20nm、21nm、22nm、23nm、24nm、25n本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种叠层太阳能电池中间层，包括：依次层叠设置的超薄金属电极层、金属栅线和掺杂聚苯胺层。2.根据权利要求1所述的叠层太阳能电池中间层，其特征在于，所述超薄金属电极层的材料为铜或金；所述超薄金属电极层的厚度为5～20nm。3.根据权利要求1所述的叠层太阳能电池中间层，其特征在于，所述金属栅线的材料为金、银、铜或铝；所述金属栅线的宽度为10～100μm；所述金属栅线的厚度为10～50nm。4.根据权利要求1所述的叠层太阳能电池中间层，其特征在于，所述掺杂聚苯胺层的成分为盐酸掺杂聚苯胺；所述掺杂聚苯胺层的厚度为0.5～100nm。5.一种权利要求1～4任一项所述的叠层太阳能电池中间层的制备方法，包括以下步骤：a)沉积制备超薄金属电极层；b)在所述超薄金属电极层上划刻出槽线，然后进行金属材料的沉积，得到金属栅线；c)在所述金属栅线上涂布掺杂聚苯胺的溶液，然后退火形成掺杂聚苯胺层，得到叠层太阳能电池中间层。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤a...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖平，赵建勇，杨永军，赵东明，赵志国，张赟，
申请(专利权)人：华能新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：