【技术实现步骤摘要】
本技术涉及太阳电池领域，特别涉及一种mis-钙钛矿串联型太阳电池。
技术介绍
1、在全球能源消耗的大背景下，太阳能作为新一代的绿色清洁能源成为全世界研究开发的热点。钙钛矿材料室温下可溶液制备，生产制造成本低，具有吸收系数高，光学带隙在可见光谱内可调等优点。2009年金属卤化物钙钛矿首次被作为光吸收层应用于太阳能电池中，获得了3.8％的光电转换效率，经过十几年的发展，目前钙钛矿太阳能电池的pce已经突破25.7％，是极具发展潜力的一类光伏材料。
2、钙钛矿材料的带隙在1.3～1.7ev左右，能很好的吸收可见光，但占太阳辐射能量过半的近红外光并没有得到高效利用。研究人员通过将半透明平面异质结钙钛矿太阳能电池和能吸收近红外光的铜铟镓硒太阳能电池串联起来(冷重钱,陆仕荣,杨俊,汤林龙,姬乙雄,麻超燕,罗伟,魏兴战,史浩飞.一种高效铜铟镓硒/钙钛矿串联太阳能电池)，提升了太阳能电池的光电转换效率，可见串联电池能有效提升太阳电池的光电转换效率。但该方案中，铜铟镓硒太阳能虽然和钙钛矿太阳电池组成串联结构，但铜铟镓硒的带隙范围通常为1.0-1.7ev之间，这样的带隙范围与钙钛矿太阳电池的吸收层带隙大小很接近或者重叠，无法更加高效拓宽对太阳光谱的吸收范围，且铜铟镓硒太阳电池的制备工艺步骤较多。
技术实现思路
1、为了解决钙钛矿太阳电池对近红外光利用率低的问题，提高太阳电池的光电转换效率，本技术的目的在于提供一种mis-钙钛矿串联型太阳电池。
2、为了实现本技术目的，本技术提供
3、所述隧穿层包括但不限于ito、izo、导电金属中的一种。
4、所述底电池的复合底电极包括金属电极和二维层状材料层，其中金属电极位于二维层状材料层下表面，两者之间直接相连，二维层状材料起到电流扩展层的作用。
5、所述复合底电极中的二维层状材料包括但不限于二硫化钼、石墨烯中的一种，其中二维层状材料层的层数数为1-10层。
6、所述底电池的绝缘层包括但不限于硫醇、金属氧化物中的一种。
7、所述底电池中的窄带隙吸光层包括但不限于ge、inn中的一种。
8、所述顶电池中的空穴传输层包括但不限于ptaa、pedot:pss、niox、spiro-ometad、pvk、poly-tpd、tfb中的一种或多种，厚度为10-100nm。
9、所述顶电池中的钙钛矿吸光层的结构通式为abx3，其中a为fa+、ma+、cs+、k+、na+、rb+中的一种或多种；b为pb2+、sn2+、ge2+、mn2+中的一种或多种；x为cl-、br-、i-中的一种或多种，其中吸光层的厚度为100-1000nm，优选地为300-1000nm。
10、所述顶电池中的电子传输层包括但不限于c60、pcbm、tio2、sno2、zno中的一种，厚度为10-200nm，优选为10-50nm。
11、所述顶电池中的缓冲层包括但不限于sno2、v2o5、zno、tio2、sio2、pmma中的一种，厚度为2-50nm。
12、所述顶电池中的透明电极包括但不限于ito、izo、azo、金属纳米线中的一种或多种，厚度为50-400nm。
13、所述顶电池中的金属栅线电极包括但不限于ag。
14、所述顶电池中的减反层包括但不限于lif、moox、mgf2、wo3中的一种，厚度为20-500nm。
15、所述一种串联型太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
16、(1)在窄带隙吸光层的背面制备绝缘层；
17、(2)在绝缘层上制备复合底电极；
18、(3)在窄带隙吸光层的正面制备隧穿层；
19、(4)在隧穿层上制备空穴传输层；
20、(5)在空穴传输层上制备钙钛矿吸光层；
21、(6)在钙钛矿吸光层上制备电子传输层；
22、(7)在电子传输层上制备缓冲层；
23、(8)在缓冲层上制备透明电极；
24、(9)在透明电极上制备金属栅线电极
25、(10)在透明电极上制备减反层。
26、与现有技术相比，本技术具有以下优点和有益效果：
27、(1)本技术通过将具有窄带隙吸光层的mis结构的太阳能电池与钙钛矿太阳能电池串联，提高了近红外光的利用率。
28、(2)本技术所使用的是mis(金属-绝缘体-半导体)结构，一方面制备工艺更加简单，同时利用与钙钛矿带隙更加匹配的ge(0.67ev)或者inn(0.7ev)作为mis结构电池的吸光层，可以更加高效地拓宽串联电池对太阳光谱的吸收范围。
29、(3)本技术简单有效，并使电池光电转换效率增强效果明显。
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1.一种MIS-钙钛矿串联型太阳能电池，其特征在于：由下至上依次包括底电池、隧穿层和顶电池；所述底电池为MIS结构，由下至上依次包括复合底电极、绝缘层、窄带隙吸光层；所述顶电池由下至上依次包括空穴传输层、钙钛矿吸光层、电子传输层、缓冲层、透明电极、金属栅线电极、减反层。
2.根据权利要求1所述的一种MIS-钙钛矿串联型太阳能电池，其特征在于，所述隧穿层材料包括但不限于ITO、IZO、导电金属中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种MIS-钙钛矿串联型太阳能电池，其特征在于，所述底电池的复合底电极包括金属电极和二维层状材料层，二维层状材料层的材料包括但不限于二硫化钼、石墨烯中的一种，其中二维层状材料层数为1-10层。
4.根据权利要求1所述的一种MIS-钙钛矿串联型太阳能电池，其特征在于，底电池的绝缘层材料包括但不限于硫醇、金属氧化物中的一种，底电池中的窄带隙吸光层材料包括但不限于为Ge、InN中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种MIS-钙钛矿串联型太阳能电池，其特征在于，顶电池中的空穴传输层材料包括但不限于PTAA、PEDOT:
6.根据权利要求1所述的一种MIS-钙钛矿串联型太阳能电池，其特征在于，顶电池中的钙钛矿吸光层的结构通式为ABX3，其中A为FA+、MA+、Cs+、K+、Na+、Rb+中的任一种；B为Pb2+、Sn2+、Ge2+、Mn2+中的任一种；X为Cl-、Br-、I-中的任一种，其中钙钛矿吸光层的厚度为100-1000nm。
7.根据权利要求1所述的一种MIS-钙钛矿串联型太阳能电池，其特征在于，顶电池中的电子传输层包括但不限于C60、PCBM、TiO2、SnO2、ZnO中的一种，厚度为10-200nm。
8.根据权利要求1所述的一种MIS-钙钛矿串联型太阳能电池，其特征在于，顶电池中的缓冲层的材质包括但不限于SnO2、V2O5、ZnO、TiO2、SiO2、PMMA中的一种，厚度为2-50nm。
9.根据权利要求1所述的一种MIS-钙钛矿串联型太阳能电池，其特征在于，顶电池中的透明电极包括但不限于ITO、IZO、AZO、金属纳米线中的一种，厚度为50-400nm。
10.根据权利要求1所述的一种MIS-钙钛矿串联型太阳能电池，其特征在于，顶电池中的减反层材料包括但不限于LiF、MoOx、MgF2、WO3中的一种，厚度为20-500nm。
...【技术特征摘要】
1.一种mis-钙钛矿串联型太阳能电池，其特征在于：由下至上依次包括底电池、隧穿层和顶电池；所述底电池为mis结构，由下至上依次包括复合底电极、绝缘层、窄带隙吸光层；所述顶电池由下至上依次包括空穴传输层、钙钛矿吸光层、电子传输层、缓冲层、透明电极、金属栅线电极、减反层。
2.根据权利要求1所述的一种mis-钙钛矿串联型太阳能电池，其特征在于，所述隧穿层材料包括但不限于ito、izo、导电金属中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种mis-钙钛矿串联型太阳能电池，其特征在于，所述底电池的复合底电极包括金属电极和二维层状材料层，二维层状材料层的材料包括但不限于二硫化钼、石墨烯中的一种，其中二维层状材料层数为1-10层。
4.根据权利要求1所述的一种mis-钙钛矿串联型太阳能电池，其特征在于，底电池的绝缘层材料包括但不限于硫醇、金属氧化物中的一种，底电池中的窄带隙吸光层材料包括但不限于为ge、inn中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种mis-钙钛矿串联型太阳能电池，其特征在于，顶电池中的空穴传输层材料包括但不限于ptaa、pedot:pss、niox、spiro-ometad、pvk、poly-tpd、tfb中的任一种，厚度为10-100nm。...
【专利技术属性】
技术研发人员：张曙光，谭毅瑛，娄金城，彭俊彪，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：
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