一种双面入射叠层太阳能电池的制作方法

1.本实用新型属于光伏组件制造技术领域，具体涉及一种双面入射叠层太阳能电池。


背景技术：

2.钙钛矿太阳能电池由于具有光电转换效率高、成本低、制作简单等突出优点成为最具前景的太阳能电池并且成为研究热点。宽带隙的钙钛矿吸收层非常有利于和晶硅太阳能电池组成双结电池，光电转换效率高同时具有优于钙钛矿单结电池的稳定性。
3.目前钙钛矿和si电池的叠层多为双结叠层电池，一侧为常规入射面，通过钙钛矿
‑
si 入射，获得双结电池的电压和电流，而另一侧则为si面入射，在双面入射时将会产生较大的电流和较低的开路电压，造成整体器件中的电流失配。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种双面入射叠层太阳能电池，以克服现有技术中存在的不足。
5.为实现前述目的，本实用新型实施例采用的技术方案包括：
6.本实用新型实施例提供一种双面入射叠层太阳能电池，包括沿设定方向依次层叠的第一钙钛矿电池、si电池和第二钙钛矿电池。
7.进一步地，所述si电池包括沿设定方向依次设置的第一导电复合层、n
‑
si层、i
‑
si层、 p
‑
si层和第二导电复合层，所述第一导电复合层、第二导电复合层分别与第一钙钛矿电池中的第一电子传输层、第二钙钛矿电池中的第二空穴传输层结合。
8.进一步地，所述第一导电复合层、第二导电复合层包括ito层或掺杂浓度为108‑
10
17
/cm3的高掺杂复合结。
9.进一步地，所述第一钙钛矿电池包括沿设定方向依次设置的第一电子传输层、第一钙钛矿活性层和第一空穴传输层，所述第一空穴传输层还与第一透明电极连接，所述第二钙钛矿电池包括沿设定方向依次设置的第二电子传输层、第二钙钛矿活性层和第二空穴传输层，所述第二电子传输层还与第二透明电极连接。
10.更进一步地，所述第一钙钛矿电池设置于所述太阳能电池的弱光侧，且所述第一钙钛矿电池的厚度小于第二钙钛矿电池的厚度。
11.进一步地，所述第一透明电极、第二透明电极表面还均结合有栅线电极结构。
12.更进一步地，所述第二透明电极表面还设置有减反结构。
13.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
14.本实用新型双面入射叠层太阳能电池，将中间si电池与双极性的钙钛矿太阳能电池很好的配合，获得三结的钙钛矿
‑
si
‑
钙钛矿双面入射太阳能电池，以获得更好的太阳光利用效率；同时由于钙钛矿本身较长的载流子扩散长度和较好的弱光吸收性能，在控制背板钙钛矿厚度以达到不影响弱光侧的电流收集，便于调整整体器件电流，使得到的整体器
件具有较高效率。
附图说明
15.为了更清楚地说明本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技术中记载的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是本技术一实施方式中双面入射叠层太阳能电池的结构示意图。
17.附图标记说明：1、第一钙钛矿电池，11、第一电子传输层，12、第一钙钛矿活性层，13、第一空穴传输层，14、第一透明电极，2、si电池，21、第一导电复合层，22、 n
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si层、i
‑
si层、p
‑
si层，23、第二导电复合层，3、第二钙钛矿电池，31、第二电子传输层，32、第二钙钛矿活性层，33、第二空穴传输层，34、第二透明电极，35、栅线电极结构，36、减反结构。
具体实施方式
18.通过应连同所附图式一起阅读的以下具体实施方式将更完整地理解本实用新型。本文中揭示本实用新型的详细实施例；然而，应理解，所揭示的实施例仅具本实用新型的示范性，本实用新型可以各种形式来体现。因此，本文中所揭示的特定功能细节不应解释为具有限制性，而是仅解释为权利要求书的基础且解释为用于教示所属领域的技术人员在事实上任何适当详细实施例中以不同方式采用本实用新型的代表性基础。
19.鉴于现有技术中由于目前钙钛矿
‑
si系列叠层太阳能电池通常为二结叠层电池，其要求入射光只能从钙钛矿一侧入射，实际应用之中由于地面等反射情况，光线也可以通过背面入射，同时因为实际应用中的背面入射，si由于窄带隙器件，其背面入射的电流就会较大，影响整体器件性能。本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本实用新型的技术方案，通过半透明和双极性的钙钛矿太阳能电池在背面弱光入射处调节产生的电流，达到整体器件电流相同，同时由于三结叠层电池的效果获得更高的开路电压。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
20.实施例1
21.参阅图1，本实用新型的一个实施例中提供的一种双面入射叠层太阳能电池，由三结叠层薄膜太阳能电池构成，包括沿设定方向依次层叠的第一钙钛矿电池1、si电池2和第二钙钛矿电池3；其中，si电池2包括沿设定方向依次设置的第一导电复合层21、n
‑
si层、i
‑
si 层、p
‑
si层22和第二导电复合层23，且第一导电复合层21、第二导电复合层23的厚度为 10
‑
50nm；第一钙钛矿电池1包括沿设定方向依次设置的第一电子传输层11、第一钙钛矿活性层12和第一空穴传输层13，第一空穴传输层13还与第一透明电极14连接，第二钙钛矿电池3包括沿设定方向依次设置的第二电子传输层31、第二钙钛矿活性层32和第二空穴传输层33，第二电子传输层31还与第二透明电极34连接，第一透明电极14、第二透明电极 34表面还均结合有栅线电极结构35，且第二透明电极34表面还设置有减反结构36，具体地，第一导电复合层21、第二导电复合层23分别与第一钙钛矿电池1中的第一电子传输层13、第二钙钛矿电池3中的第二空穴传输层31结合；其中，栅线电极结构35的厚度为5
‑
6μm，主要由导电栅线形成，导电栅线可以包括宽度为100
‑
300μm的金属栅线，如ag线，且栅线的间距为2
‑
3mm。
22.实施例中，第一导电复合层21、第二导电复合层23为ito层，具体实施时，第一钙钛矿电池1设置于太阳能电池的弱光侧，且第一钙钛矿电池1的厚度小于第二钙钛矿电池3的厚度；其中，第一透明电极14、第二透明电极34包括iwo层或ito层，用于收集电子，且第一透明电极14、第二透明电极34的厚度为400
‑
500nm；第一空穴传输层13、第二空穴传输层33可以为niox：cu、niox、cu2o、cui、cuscn等中的一种，但不局限于此，且第一空穴传输层13、第二空穴传输层33的厚度为20
‑
30nm；第一钙钛矿活性层12、第二钙钛矿活性层32包含带隙为1.5ev
‑
1.7ev的组分，通常为mapbiybr3‑
y，faxcs1
‑
xpbiybr3‑
y，且第一钙钛矿活性层12的厚度为100
‑
200nm，第二钙钛矿活性层32的厚度为400
‑
500nm；第一电子传输层11、第二电子传输层31可以为zno、sno2、tio2、zn2sno4、c60、pcbm、ptaa 等中的一种，但不局限于此，且第一电子传输层11、第二电子传输层31的厚度为30
‑
50nm。
23.本实施例双面入射叠层太阳能电池实现方法，可以包括：在si电池的双侧分别通过 pvd沉积获得电子传输层和空穴传输层，然后通过提拉法或者真空蒸镀法沉积钙钛矿薄膜，随后在其之上沉积相对应的空穴和电子传输层，可以是喷雾或者pvd方法，在两边通过磁控溅射沉积电子传输层，随后丝网印刷ag栅线，并通过pvd法沉积减反层。
24.本实施例提供的双面入射叠层太阳能电池，将中间si电池与双极性的钙钛矿太阳能电池很好的配合，获得三结的钙钛矿
‑
si
‑
钙钛矿双面入射太阳能电池，以获得更好的太阳光利用效率；同时由于钙钛矿本身较长的载流子扩散长度和较好的弱光吸收性能，在控制背板钙钛矿厚度以达到不影响弱光侧的电流收集，便于调整整体器件电流，使得到的整体器件具有较高效率。
25.实施例2
26.本实施例与实施例1相比，不同之处在于利用掺杂浓度为108‑
10
17
/cm3的高掺杂复合结替代ito层，利用包含带隙为1.1ev
‑
1.3ev组分的钙钛矿活性层，如(fasni3) x(mapbi3)1‑
x
形成的钙钛矿电池替代第一钙钛矿电池1，进而形成单纯三结太阳能电池。
27.实施过程中，高掺杂复合结可以使用分别重掺杂的p型a
‑
si和n型a
‑
si，也可以用 p++si和sno2，或者也可以使用pedot：pss层；还有较薄的5nm厚度的au层作为第一导电复合层21、第二导电复合层23。
28.应当理解，上述实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。