[发明专利]钙钛矿太阳能电池、叠层太阳能电池以及电池组件

说明书

本发明实施例提供了一种钙钛矿太阳能电池、叠层太阳能电池以及电池组件，涉及光伏技术领域。钙钛矿太阳能电池包括：钙钛矿吸收层，钙钛矿吸收层包括本征钙钛矿层，设置于本征钙钛矿层一侧的p型钙钛矿层，以及设置于本征钙钛矿层另一侧的n型钙钛矿层；空穴传输层，空穴传输层设置于p型钙钛矿层远离本征钙钛矿层的一侧；电子传输层，电子传输层设置于n型钙钛矿层远离本征钙钛矿层的一侧；其中，p型钙钛矿层的最高占据分子轨道能级高于本征钙钛矿层的最高占据分子轨道能级，n型钙钛矿层的最低未占分子轨道能级低于本征钙钛矿层的最低占据分子轨道能级。本发明实施例可以提高钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。

技术领域

本发明涉及光伏技术领域，特别是涉及一种钙钛矿太阳能电池、一种叠层太阳能电池以及一种电池组件。

背景技术

钙钛矿太阳能电池由于具备光电转换率高且成本较低的优点，受到了广泛的关注。

在传统的钙钛矿电池中，钙钛矿吸收层的光生载流子以扩散形式到达载流子传输层，完成光生载流子的收集及输运，其光生载流子的分离概率及传输速率较低。由于钙钛矿吸收层中存在较多的非辐射复合中心(如晶界、缺位等)，很容易导致光生载流子的复合损失，而较慢的光生载流子扩散速率进一步加剧了光生载流子的复合几率，降低钙钛矿太阳电池的光电转换效率。而且，钙钛矿吸收层的光生载流子通过扩散方式到达载流子传输层，通过钙钛矿吸收层与载流子传输层之间的能级匹配实现输运。传统的钙钛矿电池中，载流子传输层与钙钛矿吸收层界面处的势垒带阶较大，阻碍了光生载流子的输运，增加了光生载流子的复合损失几率，进一步降低了钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种钙钛矿太阳能电池、一种叠层太阳能电池以及一种电池组件。

第一方面，本发明实施例公开了一种钙钛矿太阳能电池，包括：

钙钛矿吸收层，所述钙钛矿吸收层包括本征钙钛矿层，设置于所述本征钙钛矿层一侧的p型钙钛矿层，以及设置于所述本征钙钛矿层另一侧的n型钙钛矿层；

空穴传输层，所述空穴传输层设置于所述p型钙钛矿层远离所述本征钙钛矿层的一侧；

电子传输层，所述电子传输层设置于所述n型钙钛矿层远离所述本征钙钛矿层的一侧；

其中，所述p型钙钛矿层的最高占据分子轨道能级高于所述本征钙钛矿层的最高占据分子轨道能级，所述n型钙钛矿层的最低未占分子轨道能级低于所述本征钙钛矿层的最低占据分子轨道能级。

本发明实施例中，由于本征钙钛矿层的两侧分别设置有p型钙钛矿层、n型钙钛矿层，所述p型钙钛矿层和所述n型钙钛矿层可以构建内建电场，提升光生载流子的输运速度，降低光生载流子的复合几率，提高所述钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。另外，由于所述p型钙钛矿层的最高占据分子轨道能级高于所述本征钙钛矿层的最高占据分子轨道能级，所述n型钙钛矿层的最低未占分子轨道能级低于所述本征钙钛矿层的最低占据分子轨道能级，所述n型钙钛矿层、所述本征钙钛矿层、所述p型钙钛矿层能够形成异质结钙钛矿层，使得所述p型钙钛矿层与所述空穴传输层的界面、以及所述n型钙钛矿层与所述电子传输层的界面处的势垒带阶较小，减少了光生载流子在界面处的积聚，进而，可以减小光生载流子的复合损失几率，进一步提高所述钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。

可选地，所述本征钙钛矿层、所述p型钙钛矿层、所述n型钙钛矿层的材料包括：碘化铅和第一材料，所述第一材料选自甲醚氢碘酸盐、甲醚氢溴酸盐、甲胺碘、溴化铯的至少一种；其中，

所述本征钙钛矿层中，所述碘化铅的摩尔质量与所述第一材料的摩尔质量的比值为第一比值，所述p型钙钛矿层中，所述碘化铅的摩尔质量与所述第一材料的摩尔质量的比值为第二比值，所述n型钙钛矿层中，所述碘化铅的摩尔质量与所述第一材料的摩尔质量的比值为第三比值；