[实用新型]一种新型高效率双面入光CdTe钙钛矿叠层光伏电池

说明书

本实用新型公开了一种新型高效率双面入光CdTe钙钛矿叠层光伏电池，由上至下依次设置有玻璃基材、CdTe电池多层膜结构层、透明导电串联层、电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层、第一透明导电层和金属导线层；其中所述CdTe电池多层膜结构层由上至下依次设置有第二透明导电层、MgZnO缓冲层、CdS缓冲层、CdTe吸收层和ZnTe：Cu层。本实用新型采用CdTe及钙钛矿吸收层叠层的设计，提高CdTe钙钛矿叠层电池的效率，通过钙钛矿叠层结构，用来增加可见光波长的吸收，增加光伏电池开路电压。

技术领域

本实用新型属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种新型高效率双面入光CdTe钙钛矿叠层光伏电池。

背景技术

碲化镉薄膜太阳能电池简称CdTe电池，它是一种以p型CdTe和n型Cd的异质结为基础的薄膜太阳能电池。CdTe与太阳光谱非常匹配，最适合于光电能量转换，是一种良好的光伏电池材料，具有很高的理论效率，一直被光伏界看重，是技术上发展较快的一种薄膜太阳能电池。

传统的CdTe光伏电池膜层结构制备的沉积顺序为玻璃基材，FTO透明导电层，CdS缓冲层，CdTe吸收层，TCO窗口层，Mo金属电极层。太阳光由玻璃端入光，穿过FTO到达CdTe吸收层，再通过Mo金属电极层作为反射镜将太阳光反射进行二次吸收，但由于CdTe表面结构无法像硅基异质结(HJT)太阳能电池一样可以透过化学蚀刻的方式进行精准的金字塔型结构处理，可以有效的增加入射光于吸收层内部的反射次数，因此，在电池组件效率的提升上较为困难。

另一方面，1.5eV的CdTe吸收层仅能吸收约60％的太阳光，因此，为了进一步增加太阳光的吸收能力势必要针对CdTe由材料组成着手改善以调整能隙。然而，从材料改质的角度而言，若希望进一步的提升能隙，无非是针对阴或阳离子材料进行部分取代形成多元化合物吸收层，但往往会引起光生电流载子的复合或是界面能带的不匹配造成复合机率提升，使得组件转换效率若要进一步的提升而受到材料组成本身的限制。

钙钛矿材料具有与钛酸钙(CaTiO3)相同晶体结构的材料，由Gustav Rose在1839年发现，后来由L.A.Perovski命名。这种奇特的晶体结构让它具备了很多独特的性质，在太阳能电池与OLED等等领域中广泛的被应用。钙钛矿材料结构式一般为ABX3，其中A和B是两种阳离子，X是阴离子。其中A为有机阳离子，通常为脂肪族或芳香族铵类，B为二价金属阳离子，例如为Ge2+、Sn2+、Pb2+…等，X则为卤素阴离子(Cl-、Br-、I-)。通过材料组成的控制可以使能隙在1.7-2.3eV之间调整，非常适合作为太阳能电池的吸收层使用，也因此，发展出以钙钛矿材料为吸收层的薄膜型太阳能电池，历经近十年的发展该太阳能电池的转换效率目前已经能够达到23％以上，同时具有低成本的发展优势。

随着薄膜技术不断的进步，薄膜太阳能电池的发展趋势也逐渐走向梯度能隙的设计，通过不同能隙吸收相对应的太阳光波长尽可能的将吸收的太阳光产生更多的光生电流以提高组件效率。因此，以钙钛矿太阳能电池作为不同太阳光谱波段的吸收，用以叠层组件是最为适合的，并且在迭层组件的光电转换效率的提升上，具有极高的发展潜力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型高效率双面入光CdTe钙钛矿叠层光伏电池，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型高效率双面入光CdTe钙钛矿叠层光伏电池，由上至下依次设置有玻璃基材、CdTe电池多层膜结构层、透明导电串联层、电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层、第一透明导电层和金属导线层；

其中所述CdTe电池多层膜结构层由上至下依次设置有第二透明导电层、MgZnO缓冲层、CdS缓冲层、CdTe吸收层和ZnTe：Cu层。

优选的，所述CdTe电池多层膜结构层的厚度为300nm-600nm；

所述第二透明导电层采用真空物理性沉积制备；