[发明专利]一种叠层钙钛矿太阳能电池及其制作方法

说明书

提供了一种叠层钙钛矿太阳能电池及其制作方法，所述电池包括从上到下依次设置的第一电极、钙钛矿太阳能电池、硅太阳能电池和第二电极；其中，所述第一电极为蜂窝网格图案的金属电极，位于钙钛矿太阳能电池的最外层上；所述第二电极为网格型金属电极，位于硅太阳能电池的最外层上。本发明的叠层钙钛矿太阳能电池的第一电极具有较好的延展性，衬底选择范围较广，还具有较低的电阻率以及较高的透光率的优点，有利于提高电池的效率；第二电极采用网格型金属银电极，有利于增强电流的收集效果，增大有效电流，从而有利于进一步提升电池的转换效率。此外，所述叠层钙钛矿太阳能电池的制作方法成本较低，重复性好，能够有效地降低制造成本。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种叠层钙钛矿太阳能电池及其制作方法。

背景技术

随着化石能源的日渐枯竭以及对环境造成的污染，寻找可再生的清洁能源已经迫在眉睫。太阳能是一种可再生的清洁能源，具有利用简单、安全、无污染且可在任意地点进行取用的特点，受到越来越多的关注。传统单结太阳电池采用单一的材料，例如晶硅太阳电池、非晶硅太阳电池、有机钙钛矿太阳电池、薄膜太阳电池等，由于太阳光谱分布较宽，对于单结太阳电池只能吸收比其禁带宽度高的光子，使得光能转变成有效电能的效率较低。而通过将不同的禁带宽度的顶部电池和底部电池结合起来形成的多结叠层结构能够最大化的利用光能，是突破光电转换效率极限的途径之一。

钙钛矿太阳能电池由于其禁带宽度可调，制备工艺简单，成本低等诸多优点，使得采用硅太阳能电池作为底电池和钙钛矿作为顶电池的叠层电池成为制备高效率的太阳能电池的可行选项。

叠层钙钛矿太阳能电池的主要参数如填充因子和短路电流密度，很大程度上取决于钙钛矿太阳能电池的透明电极的光透射率以及电阻率。目前钙钛矿太阳能电池应用最广的透明电极材料，如铟锡氧化物(ITO)、氟氧化锡(FTO)等，其中，元素铟是具有毒性且为含量相对稀少的元素，且利用所述透明电极材料在衬底上形成透明电极的常用制备工艺(如溅射、热蒸发、脉冲激光淀积等)也对设备有一定的要求，导致制备该透明电极的成本比较昂贵，不利于大批量生产；此外，所述透明电极材料具有脆性，与柔性衬底不兼容，并且电阻率偏高，从而不利于制备大面积的柔性器件。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种叠层钙钛矿太阳能电池及其制作方法。

根据本发明的实施例的一方面提供的一种叠层钙钛矿太阳能电池，所述叠层钙钛矿太阳能电池包括从上到下依次设置的第一电极、钙钛矿太阳能电池、硅太阳能电池和第二电极；其中，所述第一电极为网格型金属电极，位于所述钙钛矿太阳能电池的最外层上；所述第二电极为网格型金属电极，位于所述硅太阳能电池的最外层上。

进一步地，所述钙钛矿太阳能电池包括从上到下依次设置的电子传输层、钙钛矿光吸收层、空穴传输层和空穴收集层，其中，所述第一电极设置于所述电子传输层的背向所述钙钛矿光吸收层的表面上；所述硅太阳能电池包括从上到下依次设置的第一透明导电薄膜、p型非晶硅层、第一本征非晶硅层、硅片衬底、第二本征非晶硅层、n型非晶硅层、第二透明导电薄膜，其中，所述第二电极设置于所述第二透明导电薄膜的背向所述n型非晶硅层的表面上，且所述第一透明导电薄膜与所述空穴收集层紧密接触。

进一步地，所述第一电极的网格图案为相同尺寸的蜂窝网格图案，并且，所述第一电极包括层叠的厚度为10nm～20nm的镍金属层和厚度为30nm～80nm的金金属层。

进一步地，所述第一电极的网格图案的线宽为5um，所述第一电极的网格图案的边长为87um。

进一步地，所述第一电极的网格图案的线宽为50um，所述第一电极的网格图案的边长为870um。

进一步地，所述第二电极包括等距离设置的横向细栅线和等距离设置的纵向细栅线，且所述横向细栅线和所述纵向细栅线垂直连接形成网格状；其中，所述横向细栅线和所述纵向细栅线的线宽均为35um，所述第二电极的厚度为10um～15um，所述第二电极为银电极。