[发明专利]一种PSC和HIT的叠层太阳能电池

说明书

本发明提供了一种PSC和HIT的叠层太阳能电池，其制作过程不需要在惰性气氛的保护下完成，并且直接在钙钛矿光敏活性膜层上制作碳对电极膜层，即在本申请中采用C作为背电极，其功函数与Au的功函数十分接近，并没有使用昂贵的有机空穴材料，并且PSC太阳能电池和HIT太阳能电池的叠加可以部分共用透明导电氧化物膜层，以大幅度降低PSC和HIT的叠层太阳能电池的制作成本，采用二端串联的方式可以充分利用太阳辐射光照能量，使太阳能电池有望突破单节太阳能电池的理论极限效率。

技术领域

本发明涉及太阳能技术领域，更具体地说，涉及一种PSC和HIT的叠层太阳能电池，尤其涉及一种低成本且可以在空气中制备全无机钙钛矿与本征薄膜异质结太阳能电池叠层器件。

背景技术

太阳能作为一种清洁能源取之不尽用之不竭，太阳能电池装置是实现光能转换为电能的核心部件；基于传统的单节单晶硅基光伏电池而言，其能量转换效率已达到26.7％，已接近其理论极限效率上升空间十分有限，且制备过程中需要高温(温度大约在1400℃左右)处理，并且较厚的硅片也使其制作成本增大。

近年来研究的热门是本征非晶硅薄膜异质结(Heterojunction with IntrinsicThin-layer，简称HIT)太阳能电池，其可以在低温(温度大约在250℃以下)制备且加工工艺流程较少，成本较低，并且商业化产品的光电转换效率已突破25％。

进一步的，钙钛矿太阳能电池(Perovskite solar cell，简称PSC)也是目前光伏领域的研究热点，基于实验室报道的单节钙钛矿太阳能电池的光电转换认证效率已达到25.5％，其可以兼容低温溶液方式的制备。

但是，目前基于PSC和HIT的叠层太阳能电池而言，其制作成本较高；那么如何提供一种低成本且光电转换性能较优的PSC和HIT的叠层太阳能电池，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供一种PSC和HIT的叠层太阳能电池，技术方案如下：

一种PSC和HIT的叠层太阳能电池，所述PSC和HIT的叠层太阳能电池包括：

在第一方向上依次层叠设置的碳对电极膜层、钙钛矿光敏活性膜层、电子传输膜层、第一透明导电氧化物膜层、N型非晶硅膜层、第一i型本征富氢非晶硅膜层、N型单晶硅片基底、第二i型本征富氢非晶硅膜层、P型非晶硅膜层、第二透明导电氧化物膜层以及背电极膜层；

其中，所述第一方向垂直于所述碳对电极膜层，且由所述碳对电极膜层指向所述钙钛矿光敏活性膜层。

优选的，在上述PSC和HIT的叠层太阳能电池中，所述第一透明导电氧化物膜层的材料为ITO、FTO中的一种材料。

优选的，在上述PSC和HIT的叠层太阳能电池中，所述第一透明导电氧化物膜层的厚度为30nm-150nm。

优选的，在上述PSC和HIT的叠层太阳能电池中，所述电子传输膜层的材料为TiO₂、SnO₂、ZnO、Nb₂O₅、Cr₂O₃、WO₃中的一种材料。

优选的，在上述PSC和HIT的叠层太阳能电池中，所述电子传输膜层的厚度为30nm-90nm。

优选的，在上述PSC和HIT的叠层太阳能电池中，所述介孔支架膜层的材料为TiO₂、Al₂O₃、ZrO₂中的一种材料。

优选的，在上述PSC和HIT的叠层太阳能电池中，所述介孔支架膜层的厚度为200nm-400nm。