本申请属于太阳能电池,更具体地说,是涉及一种叠层太阳能电池及其制备方法。
背景技术:
1、目前,晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池常采用全覆盖的透明导电氧化物薄膜作为中间隧穿层,该中间隧穿层的厚度常为10-100nm左右,其对于300-1200nm的光透过率通常在90%以下,这就造成了叠层太阳能电池在吸光方面的损失。而且,高效的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池要求其中间隧穿层有着较好的纵向导通性而非横向导通性。但是,全覆盖的中间隧穿层能够横向导通电子和空穴,因此会造成一定的非复合损失,从而降低叠层太阳能电池的效率。
2、如果取消中间隧穿层,钙钛矿顶电池中的空穴传输层会直接与晶硅底电池中的n型多晶硅(n+-poly-si)接触,从而会产生较大的接触电阻和复合损失,影响叠层太阳能电池的性能。这是因为:目前广泛使用的钙钛矿空穴传输层一般为由溅射法或旋涂法所制备的氧化镍或有机小分子膜层,该膜层能使得钙钛矿顶电池具有高效的器件性能,然而,其在叠层中与晶硅底电池中的n型多晶硅(n+-poly-si)无法形成较好的欧姆接触和致密的界面。
技术实现思路
1、本申请实施例的目的在于提供一种叠层太阳能电池及其制备方法,以解决相关技术中存在的:晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池中的中间隧穿层能够横向导通电子和空穴,造成一定的非复合损失,从而降低叠层太阳能电池的效率的问题。
2、为实现上述目的,本申请实施例采用的技术方案是:
3、一方面,提供一种叠层太阳能电池,包括:
4、晶硅底电池,包括晶硅电极层、设于所述晶硅电极层的表面的p型基底掺杂层、设于所述p型基底掺杂层的表面的基底底面钝化层、设于所述基底底面钝化层的表面的硅衬底、设于所述硅衬底的表面的基底表面钝化层和设于所述基底表面钝化层的表面的n型基底掺杂层;
5、钙钛矿顶电池,包括钙钛矿空穴传输层、设于所述钙钛矿空穴传输层的表面的钙钛矿吸收层、设于所述钙钛矿吸收层的表面的钙钛矿钝化层、设于所述钙钛矿钝化层的表面的电子传输层、设于所述电子传输层的表面的缓冲层和设于所述缓冲层的表面的钙钛矿电极层;
6、界面空穴传输层,设于所述n型基底掺杂层和所述钙钛矿空穴传输层之间。
7、在一个实施例中,所述界面空穴传输层由氧化钒材料制备得到。
8、在一个实施例中,所述晶硅电极层包括晶硅金属电极层和设于所述晶硅金属电极层的表面的晶硅透明电极层,所述p型基底掺杂层设于所述晶硅透明电极层的表面。
9、在一个实施例中,所述钙钛矿电极层包括设于所述缓冲层上的钙钛矿透明电极层和设于所述钙钛矿透明电极层的表面的钙钛矿金属电极层。
10、在一个实施例中,所述钙钛矿顶电池还包括设于所述钙钛矿电极层的表面的减反射层。
11、另一方面,提供一种叠层太阳能电池的制备方法,制备上述任一实施例提供的叠层太阳能电池,所述叠层太阳能电池的制备方法包括步骤:
12、提供晶硅底电池;
13、在所述晶硅底电池的n型基底掺杂层的表面制备界面空穴传输层;
14、在所述界面空穴传输层的表面制备钙钛矿顶电池。
15、在一个实施例中,在所述晶硅底电池的n型基底掺杂层的表面制备界面空穴传输层步骤中:
16、采用原子积沉积法将空穴传输层材料利用原子积沉积设备沉积至所述n型基底掺杂层的表面,以制备得到所述界面空穴传输层;沉积真空度范围为0-1×10-4pa,沉积管道温度范围为50-150℃,沉积腔室温度范围为40-150℃,所述界面空穴传输层的厚度范围为0-20nm。
17、在一个实施例中,在提供晶硅底电池步骤中,所述晶硅底电池的制备方法包括步骤:
18、提供硅衬底;
19、在所述硅衬底的底面制备基底底面钝化层,在所述基底底面钝化层的底面制备p型基底掺杂层,在所述p型基底掺杂层的底面制备晶硅电极层;
20、在所述硅衬底的表面制备基底表面钝化层,在所述基底表面钝化层的表面制备n型基底掺杂层。
21、在一个实施例中,在所述界面空穴传输层的表面制备钙钛矿顶电池步骤中,所述钙钛矿顶电池的制备方法包括步骤:
22、在所述界面空穴传输层的表面制备钙钛矿空穴传输层;
23、在所述钙钛矿空穴传输层的表面制备钙钛矿吸收层;
24、在所述钙钛矿吸收层的表面制备钙钛矿钝化层;
25、在所述钙钛矿钝化层的表面制备电子传输层;
26、在所述电子传输层的表面制备缓冲层;
27、在所述缓冲层的表面制备钙钛矿电极层。
28、在一个实施例中,所述钙钛矿顶电池的制备方法还包括步骤:
29、在所述钙钛矿电极层的表面制备减反射层;
30、在所述钙钛矿电极层的表面制备减反射层步骤位于在所述缓冲层的表面制备钙钛矿电极层步骤之后。
31、本申请实施例提供的叠层太阳能电池及其制备方法至少具有以下有益效果:本申请通过在晶硅底电池与钙钛矿顶电池之间添加界面空穴传输层,该界面空穴传输层可以直接与晶硅底电池中的n型多晶硅(n+-poly-si)形成良好的欧姆接触和致密的界面,从而可以取代传统的中间隧穿层,晶硅底电池中产生的电子可以和钙钛矿顶电池中产生的空穴在界面空穴传输层上高效复合;同时,该界面空穴传输层可以带来更高的光透过率,从而减少叠层太阳能电池在吸光方面的损失,进而提升叠层太阳能电池的光电性能。
1.一种叠层太阳能电池,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的叠层太阳能电池,其特征在于:所述界面空穴传输层由氧化钒材料制备得到。
3.如权利要求1所述的叠层太阳能电池,其特征在于:所述晶硅电极层包括晶硅金属电极层和设于所述晶硅金属电极层的表面的晶硅透明电极层,所述p型基底掺杂层设于所述晶硅透明电极层的表面。
4.如权利要求1所述的叠层太阳能电池,其特征在于:所述钙钛矿电极层包括设于所述缓冲层上的钙钛矿透明电极层和设于所述钙钛矿透明电极层的表面的钙钛矿金属电极层。
5.如权利要求1所述的叠层太阳能电池,其特征在于:所述钙钛矿顶电池还包括设于所述钙钛矿电极层的表面的减反射层。
6.一种叠层太阳能电池的制备方法,其特征在于,制备如权利要求1-5任一项所述的叠层太阳能电池,所述叠层太阳能电池的制备方法包括步骤:
7.如权利要求6所述的叠层太阳能电池的制备方法,其特征在于,在所述晶硅底电池的n型基底掺杂层的表面制备界面空穴传输层步骤中:
8.如权利要求6所述的叠层太阳能电池的制备方法,其特征在于,在提供晶硅底电池步骤中,所述晶硅底电池的制备方法包括步骤:
9.如权利要求6所述的叠层太阳能电池的制备方法,其特征在于,在所述界面空穴传输层的表面制备钙钛矿顶电池步骤中,所述钙钛矿顶电池的制备方法包括步骤:
10.如权利要求9所述的叠层太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述钙钛矿顶电池的制备方法还包括步骤: