一种叠层太阳能电池、系统及制备工艺的制作方法

本技术涉及到电池结构领域，尤其涉及到一种叠层太阳能电池、系统及制备工艺。

背景技术：

1、钙钛矿-硅基叠层电池是近年来一种发展迅速的电池类型，其包括层叠设置的钙钛矿电池以及硅基电池，其中钙钛矿电池位于硅基电池的正面，即使用时朝向光源的一面。

2、目前的钙钛矿-硅基叠层电池的结构，为在钙钛矿顶部使用一个正极或负极导出电流，在硅基电池底部使用与顶部极性相反的电极。该种叠层电池对生产工艺技术要求较高，特别是连接钙钛矿与硅基电池的中间层，当叠层电池在工作过程中发生由于中间层或钙钛矿顶电池故障而导致的失效，即使硅基底电池部分发电性能完好，电池也无法继续运行，叠层电池工作的稳定性较差，造成材料的浪费。

技术实现思路

1、本技术提供了一种叠层太阳能电池、系统及制备工艺，用以提高叠层太阳能电池的稳定性，减少材料浪费的问题。

2、第一方面，本技术提供了一种叠层太阳能电池，包括：

3、钙钛矿电池；

4、硅基电池；

5、中间层，位于所述钙钛矿电池与所述硅基电池之间，所述钙钛矿电池与所述硅基电池通过所述中间层电连接；

6、第一电极，电连接与所述钙钛矿电池背离所述硅基电池的表面；

7、第二电极，与所述第一电极极性相反，所述第二电极电连接于所述硅基电池背离所述钙钛矿电池表面上的第一区域，且所述第一电极与所述第二电极通过所述钙钛矿电池、中间层以及硅基电池构成第一供电回路；

8、第三电极，与所述第二电极极性相反，所述第三电极电连接于所述硅基电池背离所述钙钛矿电池表面上的第二区域，且所述第二电极与所述第三电极通过所述硅基电池构成第二供电回路；

9、其中，所述硅基电池包括硅衬底以及设置在所述硅衬底背离所述钙钛矿电池表面上的p+层与n+层；

10、所述第一区域为所述硅基电池表面的p+层或n+层所在区域；

11、所述第二区域为所述硅基电池表面的n+层或p+层所在区域。

12、在上述技术方案中，叠层太阳能电池工作过程中，若出现钙钛矿电池或中间层损坏，而硅基电池能够正常工作的情况时，通过设置的第三电极形成的第二供电回路工作，能够继续进行太阳能转化发电，减少出现叠层太阳能电池因为钙钛矿或中间层部分损坏导致整体无法实现正常工作，而需要进行报废处理的情况，提升了叠层太阳能电池工作的稳定性，减少造成材料的浪费。

13、在一个具体的可实施方案中，所述p+层与所述n+层交叉排布；

14、所述第二电极沉积于所述p+层；

15、所述第三电极沉积于所述n+层。

16、在一个具体的可实施方案中，所述硅衬底背离和/或朝向所述钙钛矿电池的表面为绒面。

17、在一个具体的可实施方案中，所述硅基电池还包括界面钝化层，所述界面钝化层设置于所述硅衬底背离所述钙钛矿电池的表面，且所述界面钝化层位于所述p+层以及所述n+层对应位置处；

18、所述第二电极沉积于所述p+层对应的所述界面钝化层；

19、所述第三电极沉积于所述n+层对应的所述界面钝化层。

20、在一个具体的可实施方案中，所述钙钛矿电池包括依次设置于所述中间层的第一载流子层、钙钛矿层、第二载流子层、缓冲层以及透明导电层；

21、所述第一电极与所述透明导电层电连接。

22、在一个具体的可实施方案中，所述中间层为透明导电薄膜、金属氧化物、碱金属卤化物中的任意一种。

23、第二方面，本技术还提供一种叠层太阳能电池系统，包括如上述任一项所述的叠层太阳能电池。

24、在上述技术方案中，通过在叠层太阳能电池中设置的第三电极形成第二供电回路，能够在钙钛矿或中间层发生故障失效的情况下，通过第二供电回路工作，提升叠层太阳能电池系统工作的稳定性，减少材料浪费。

25、在一个具体的可实施方案中，还包括检测单元与调控单元；

26、所述检测单元与所述第一电极串联，所述调控单元与所述第三电极串联；

27、所述检测单元与所述调控单元并联，并与所述第二电极串联；

28、所述调控单元与所述检测单元信号连接，所述调控单元用于在所述检测单元检测到所述第一供电回路断开时，控制所述第二供电回路连通。

29、在上述技术方案中，通过设置的检测单元与调控单元，在钙钛矿电池或中间层损坏造成第一供电回路停止工作的情况下，能够及时对供电回流进行调整，第二供电回路连通工作，不需要工作人员进行调整，提升了叠层太阳能电池系统使用的便利性。

30、第三方面，本技术还提供一种叠层太阳能电池制备工艺，包括以下步骤：

31、制备硅基电池；

32、在硅基电池上制备中间层；

33、在所述中间层背离所述硅基电池一侧制备钙钛矿电池；

34、制备第一电极，所述第一电极电连接与所述钙钛矿电池背离所述硅基电池的一侧；

35、硅基电池背离所述钙钛矿电池的一侧沉积形成p+层与n+层；

36、制备第二电极，所述第二电极电连接于所述硅基电池上的p+层或n+层，其中，所述第二电极与所述第一电极的极性相反；

37、制备第三电极，所述第三电极电连接于所述硅基电池上的n+层或p+层，其中，所述第三电极与所述第二电极的极性相反。

38、通过以上制备工艺制备的叠层太阳能电池，在钙钛矿或中间层部分出现故障失效的情况下，仍能够工作进行太阳能转化，提升生产的叠层太阳能电池工作的稳定性，减少造成材料的浪费。

39、在一个具体的可实施方案中，所述制备硅基电，具体为：

40、选择硅衬底；

41、在所述硅衬底表面扩散制备p+层，并通过热氧化形成掩膜；

42、在所述硅衬底其中一侧大面的p+层上的第一区域或第二区域进行局部开孔，去除对应区域的p+层以及掩膜；

43、通过扩散在进行局部开孔的所述第一区域或所述第二区域形成n+层，在所述硅衬底表面形成p+层与n+层；

44、去除背离所述硅衬底上背离n+层所在表面上的p+层及掩膜。

45、在一个具体的可实施方案中，所述在所述硅基电池上制备中间层，具体为：

46、在所述硅基电池上同各国物理溅射法制备透明导电层形成所述中间层。

47、在一个具体的可实施方案中，在所述硅基电池上制备中间层前，对所述硅基电池承载所述中间层的表面进行清洗制绒，在所述硅基电池表面形成绒面结构。

48、在一个具体的可实施方案中，所述在所述中间层背离所述硅基电池一侧制备钙钛矿电池，具体为：

49、在所述中间层上采用喷涂法制备第一载流子层；

50、在所述第一载流子层上采用涂布法制备钙钛矿层；

51、在所述钙钛矿层上采用磁控溅射法制备第二载流子层；

52、在所述第二载流子层上采用物理溅射法制备透明导电层。

53、在一个具体的可实施方案中，所述制备第二电极以及所述制备第三电极，具体为：

54、在硅电池表面沉积制备钝化膜；

55、在钝化膜上进行丝网印刷，网版图形与开孔图形对准，在n+层以及p+层分别印刷对应材质的浆料，在n+层形成第二电极，在p+形成第三电极，并进行加热烧结。