一种钙钛矿叠层太阳能电池的制作方法

1.本实用新型涉及晶体硅太阳能电池技术领域，尤其涉及一种钙钛矿叠层太阳能电池。


背景技术：

2.近几年单结的单晶硅perc电池产能快速扩张，已成为目前量产和成本最低的主流电池，但目前perc电池转化效率遇到瓶颈，难以继续提高。为此，业界开发了叠层电池，即将一些其他电池与太阳能电池叠合，以更加充分的利用太阳能全波段光谱，提升转化效率。
3.另一方面，钙钛矿电池的可充分利用短波长(380
‑
500nm)的太阳光，弥补晶硅电池对短波光利用不足的缺点。因此钙钛矿
‑
太阳能电池叠层电池已经成为本领域的研究热点。如专利cn111987227a即公开了一种制备硅/钙钛矿叠层太阳能电池的方法。
4.然而，现有的钙钛矿
‑
太阳能电池叠层电池存在电池接触不良，导致转化效率低的问题。且目前的叠层电池主要采用n型hjt电池，但hjt电池成本高，限制了叠层电池的推广。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种钙钛矿叠层太阳能叠层电池，其电池接触良好，转化效率高。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种钙钛矿叠层太阳能电池，包括硅太阳能电池和设于其上方的钙钛矿电池，所述钙钛矿电池包括透明导电层和依次设于所述透明导电层上的空穴传输层或电子传输层、钙钛矿层、电子传输层或空穴传输层和tco层；
7.所述硅太阳能电池包括硅基底和设于所述硅基底上的扩散层和第一钝化层；
8.所述透明导电层设于所述第一钝化层上，所述第一钝化层上设有多个贯穿至所述扩散层的小孔，所述透明导电层穿过所述小孔与所述扩散层接触。
9.作为上述技术方案的改进，所述小孔的总横截面积：所述第一钝化层的面积＝(0.5
‑
20)：100。
10.作为上述技术方案的改进，所述空穴传输层由ptaa、nio
x
、 p3ht、v2o5、moo
x
、pedot:pss、wo
x
、sprio
‑
ometad、cuscn、 cu2o、cui、spiro
‑
ttb、f4
‑
tcnq、f6
‑
tcnnq、m
‑
mtdata、tapc 中一种制成，其厚度为1
‑
500nm；
11.所述钙钛矿层的禁带宽度为1.5
‑
2.5ev，其厚度为50
‑
30000nm；
12.所述电子传输层由sno2、tio2、zno、zro2、c60、c70、pcbm、 tisno
x
、snzno
x
中的一种制成，其厚度为1
‑
500nm。
13.作为上述技术方案的改进，所述tco层由氧化铟锡制成，其厚度为1
‑
500nm；
14.所述透明导电层由氧化铟锡制成，其厚度为1
‑
500nm。
15.作为上述技术方案的改进，所述透明导电层和所述第一钝化层之间设有第一减反层，所述小孔贯穿所述第一减反层；
16.所述第一减反层由sio
x
、sin
x
、alo
x
、sic
x
、sic
x
n
y
、sio
x
n
y
的一种制成，其厚度为1
‑
100nm。
17.作为上述技术方案的改进，所述太阳能电池为perc背钝化电池、hjt电池、ibc电池、topcon电池或polo电池。
18.作为上述技术方案的改进，所述太阳能电池为topcon电池，所述硅基底为p型硅片；
19.所述掺杂层为p

掺杂层，其掺杂浓度为10
19
‑
10
21
atom/cm3。
20.作为上述技术方案的改进，所述p

掺杂层、第一钝化层和第一减反层依次设于所述硅基体的正面；
21.所述硅基体背面设有隧穿层、n

多晶硅层、第二钝化层、第二减反层、第一电极层和第二电极层；
22.所述第一电极层透过所述第二钝化层和所述第二减反层与所述硅基底接触；所述第二电极层与所述n

多晶硅层接触。
23.作为上述技术方案的改进，所述第一电极层为银电极层，所述第二电极层为铝电极层。
24.作为上述技术方案的改进，所述隧穿层的厚度为0.5
‑
2nm，
25.所述n

多晶硅层的掺杂浓度为5
×
10
19
‑1×
10
21
atom/cm3，其厚度为20
‑
300nm。
26.实施本实用新型，具有如下有益效果：
27.1.本实用新型的钙钛矿叠层太阳能电池，包括硅太阳能电池和设置在其上方的钙钛矿电池，其中，硅太阳能电池包括硅基底、扩散层和第一钝化层；钙钛矿叠层电池的底部设置透明导电层，透明导电层通过多个贯穿第一钝化层的小孔与扩散层接触。这种接触结构大幅度提升了钙钛矿电池与硅太阳能电池的接触，提升了叠层电池转换效率。
28.2.本实用新型中的底层电池采用p型硅片topcon电池，且p

接触区采用铝电极，有效降低了底层电池的生产成本，降低了叠层电池的生产成本。且本实用新型中的topcon电池转化效率更高。
附图说明
29.图1是本实用新型一实施例中钙钛矿叠层太阳能电池的结构示意图。
具体实施方式
30.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
31.参照图1，本实施例提供一种钙钛矿叠层太阳能电池，其上层电池采用钙钛矿电池1，下层电池采用硅太阳能电池2。其中，钙钛矿电池1包括透明导电层11和依次设于透明导电层11上的空穴传输层或电子传输层12、钙钛矿层13、电子传输层或空穴传输层14和tco 层15。
32.其中，空穴传输层12/14由ptaa、nio
x
、p3ht、v2o5、moo
x
、 pedot:pss、wo
x
、sprio
‑
ometad、cuscn、cu2o、cui、spiro
‑
ttb、 f4
‑
tcnq、f6
‑
tcnnq、m
‑
mtdata、tapc中一种或多种制成。具体的，空穴传输层12/14的厚度为1
‑
500nm；优选的为100
‑
500nm。
33.其中，电子传输层12/14由sno2、tio2、zno、zro2、c60、c70、 pcbm、tisno
x
、snzno
x
中
的一种制成。具体的，电子传输层12/14 的厚度为1
‑
500nm；优选的为100
‑
500nm。
34.其中，钙钛矿层13的禁带宽度为1.5
‑
2.5ev，其厚度为 50
‑
30000nm。优选的，钙钛矿层的厚度为2000
‑
30000nm。
35.其中，tco层15由ito(氧化铟锡)、izo、azo中一种或多种制成，但不限于此。优选的，tco层15由氧化铟锡制成。tco层 15的厚度为1
‑
500nm，优选的为100
‑
500nm。
36.其中，透明导电层11由ito(氧化铟锡)、izo、azo中一种或多种制成，但不限于此。优选的，透明导电层11由氧化铟锡制成。透明导电层1的厚度为1
‑
500nm，优选的为100
‑
500nm。
37.具体的，硅太阳能电池2包括硅基底21、扩散层22和第一钝化层23，透明导电层11设置在第一钝化层23上，在第一钝化层23上设置多个小孔24，透明导电层11穿过小孔24与扩散层22接触，通过这种接触方式，可有效提升钙钛矿电池1与硅太阳能电池2的接触，提升叠层电池的转化效率。
38.进一步的，为了提升太阳光的利用效率，在第一钝化层22与透明导电层11之间还设置了第一减反层25，第一减反层由sio
x
、sin
x
、 alo
x
、sic
x
、sic
x
n
y
、sio
x
n
y
的一种或多种制成，其厚度为1
‑
100nm，优选的为8
‑
100nm。
39.相应的，为了提升钙钛矿电池1和硅太阳能电池2的接触，小孔 24应贯穿第一减反层25和第一钝化层23。其中，小孔24通过激光开槽工艺形成，小孔24的总开孔面积为第一钝化层23面积的 0.5
‑
20％，优选的开孔面积为4
‑
10％。
40.具体的，在本实用新型中，硅太阳能电池可为perc背钝化电池、 hjt电池、ibc电池、topcon电池或polo电池，但不限于此。优选的，在本实施例之中，硅太阳能电池2为topcon电池。
41.具体的，硅基底21的正面依次设置扩散层22、第一钝化层23 和第一减反层25；其背面依次设置了隧穿层26、掺杂多晶硅层27、第二钝化层28、第二减反层29、第一电极层30和第二电极层31，其中，掺杂多晶硅层27呈叉指状结构分布。
42.具体的，硅基底21为p型硅片或n型硅片，优选的为p型硅片，其成本较低。扩散层22可为p

掺杂层或n

掺杂层，优选的为p

掺杂层，其掺杂浓度为10
19
‑
10
21
atom/cm3。
43.具体的，隧穿层26为sio
x
层，其厚度为0.5
‑
2nm，优选的为1
‑
2nm。掺杂多晶硅层27为p

多晶硅层或n

多晶硅层，优选的为n

多晶硅层，其掺杂浓度为5
×
10
19
‑1×
10
21
atom/cm3，其厚度为20
‑
300nm。n

多晶硅层呈叉指状分布。
44.其中，第二电极层31设置在n

多晶硅层所对应的区域，其透过第二减反层29和第二钝化层28与n

多晶硅层接触。第二电极层31 采用铝浆制成，其成本低，且可保证电池效率。
45.相应的，第一电极层30设置在不覆盖n

多晶层的区域，其透过第二减反层29、第二钝化层28和与硅基底21接触。
46.综上，将钙钛矿电池的透明导电层通过多个贯穿硅太阳能电池的第一钝化层的小孔与扩散层接触。这种接触结构大幅度提升了钙钛矿电池与硅太阳能电池的接触，提升了叠层电池转换效率。同时，本实施例中的底层电池采用p型硅片topcon电池，且p

接触区采用铝电极，有效降低了底层电池的生产成本，降低了叠层电池的生产成本。且本实用新型中的topcon电池转化效率更高。
47.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。