一种钙钛矿与晶硅的三结叠层太阳能电池及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种钙钛矿与晶硅的三结叠层太阳能电池，其特征在于，包括位于上部的背接触钙钛矿子电池、位于下部的背接触式晶硅子电池以及位于中间的复合层，背接触钙钛矿子电池包括指叉式背接触钙钛矿太阳能电池或空间网状背接触太阳能电池，背接触式晶硅子电池包括指叉式背接触电池、点接触式背接触电池、背面指叉式单次沉积背接触电池中的任意一种，背接触钙钛矿子电池的电极均埋在钙钛矿吸光材料之下，背接触式晶硅子电池是指其发射区电极和基区电极均位于电池背面的硅太阳能电池。2.如权利要求1所述的钙钛矿与晶硅的三结叠层太阳能电池，其特征在于，所述背接触式晶硅子电池的内部结构包括硅基底，位于硅基底底部的指叉状第一电极和第二电极，以及位于第一电极和第二电极底面的金属电极，复合层设置在硅基底的顶面上；所述背接触钙钛矿子电池的内部结构包括设置在复合层顶面的第一传输层、设置在第一传输层顶面上的指叉式或二维网状的第一功能层、覆盖第一功能层的钙钛矿层以及设置在钙钛矿层顶面的减反层，第一功能层的内部结构从下往上依次包括绝缘层、第三电极和第二传输层，第一电极、第二电极和第三电极分别与外部导线连接。3.如权利要求2所述的钙钛矿与晶硅的三结叠层太阳能电池，其特征在于，制备金属电极的材料为铂、金、银、铜、铝、铑、铟、钛、铁、镍、锡、锌中任意一种金属或者任意一种合金，其厚度为50nm~500nm，或者为石墨，其厚度为500nm~5um。4.如权利要求2所述的钙钛矿与晶硅的三结叠层太阳能电池，其特征在于，制备复合层的材料为氧化铟锡、氧化铝掺氧化锌、氧化铟掺氧化锌、掺氟氧化锡、掺锆氧化铟、掺钨氧化铟中任意一种，其厚度为5nm~80nm。5.如权利要求2所述的钙钛矿与晶硅的三结叠层太阳能电池，其特征在于，所述第一传输层分别为电子传输层或空穴传输层，对应地，第二传输层分别为空穴传输层和电子传输层，其中，电子传输层制备材料为n型氧化物或n型有机物中任意一种，其厚度约为5nm~80nm，n型氧化物包括二氧化钛、二氧化锡、氧化锌中任意一种，n型有机物包括di-pdi、itcptc-th、碳60、碳70、烷富勒烯苯基-碳61-丁酸-甲酯、烷富勒烯苯基-碳72-丁酸-甲酯、pcbm和新型茚与c60双加成物或上述富勒烯基有机物的变体以及掺杂物中至少一种，空穴传输层的制备材料为p型无机物或p型有机物中的任意一种，p型无机物包括氧化镍、氧化钴、氧化钼、氧化钨、氧化钒、硫氰化亚铜中的任意一种，其厚度为5nm~50nm，或者，p型有机物包括聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]、2,2',7,7'-四(n,n-对甲氧苯胺基)-9,9'-螺二芴、3,4-乙烯二氧噻吩、聚(3-己基噻吩-2,5-二基)、聚[双(4-苯基)(4-丁基苯基)胺]中至少一种，其厚度为5nm~50nm。6.如权利要求2所述的钙钛矿与晶硅的三结叠层太阳能电池，其特征在于，所述绝缘层的制备材料为氧化铝、氧化硅或氮化硅，其厚度为30nm~200nm；制备第三电极的材料为铂、金、银、铜、铝、铑、铟、钛、铁、镍、锡、锌中任意一种金属或者任意一种合金，其厚度为50nm~100nm。7.如权利要求2所述的钙钛矿与晶硅的三结叠层太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿层的带隙在不大于3.0ev，其化合物结构式为amx3，其中，a是一价阳离子，a为碱金属阳离子或有机阳离子，m是二价阳离子，m为过渡金属和13到15族元素的二价阳离子中的任意一种，x是一价阴离子，x为卤素阴离子和硫氰根离子中任意一种，钙钛矿层的厚度为300nm~2μm。8.如权利要求7所述的钙钛矿与晶硅的三结叠层太阳能电池，其特征在于，在钙钛矿层
的化合物结构式amx3中，a包括甲胺阳离子、甲脒阳离子、铯阳离子和铷阳离子中任意一种，m包括pb
2
、ge
2
、sn
2
、cu
2
、bi
2
中任意一种。9.一种如权利要求2至8中任意一种所述的钙钛矿与晶硅的三结叠层太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、在底部已制备第一电极、第二电极和金属电极的背接触式晶硅子电池的上表面制备复合层；步骤2、在复合层表面制备第一传输层；步骤3、在第一传输层上涂布用于压印的热塑性高分子材料层；步骤4、使用带有与二维网状的第一功能层的网纹图案设计相符凸起的滚轮对热塑性高分子材料层进行滚轮压印，在热塑性高分子材料层压印材料表面得到滚轮网纹图案；步骤5、在滚轮与热塑性高分子材料层分离脱模后，使用方向性刻蚀除去滚轮网纹图案底部与第一传输层之间残余的热塑性高分子材料层压印材料薄层，得到可用于填入第一功能层的网纹模板沟壑；步骤6、按照上下结构顺序，逐层同时地在热塑性高分子材料层表面以及在网纹模板沟壑内依次制备绝缘层、第二电极层和第二传输层，得到第一功能层；步骤7、使用溶剂法溶去热塑性高分子材料层压印材料，落在热塑性高分子材料层压印材料上的第一功能层电极材料同时被除去；步骤8、依次在第一功能层上制备钙钛矿层和减反层，所述钙钛矿层填满第一功能层的网格间隙并将第一功能层覆盖，直至完成钙钛矿与晶硅的三结叠层太阳能电池的制作。

技术总结
本发明涉及一种钙钛矿与晶硅的三结叠层太阳能电池，包括背接触钙钛矿子电池、背接触式晶硅子电池以及位于中间的复合层，背接触钙钛矿子电池包括指叉式背接触钙钛矿太阳能电池或空间网状背接触太阳能电池，背接触式晶硅子电池包括指叉式背接触电池IBC、点接触式背接触电池PCC、背面指叉式单次沉积背接触电池RISE中的任意一种，背接触钙钛矿子电池的电极均埋在钙钛矿吸光材料之下，背接触式晶硅子电池是指其发射区电极和基区电极均位于电池背面的硅太阳能电池。本发明还公开该三结叠层太阳能电池的制备方法。本发明能更有效提取不同波长光的能量，结构紧凑简单，能有效减少寄生吸收，且不受电流匹配的限制，可以发挥两个子电池的最佳效果。电池的最佳效果。电池的最佳效果。


技术研发人员：ꢀ(74)专利代理机构
受保护的技术使用者：杭州纤纳光电科技有限公司
技术研发日：2020.05.14
技术公布日：2021/12/2