[发明专利]一种PN异质结硒化锑/钙钛矿太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明提供了一种PN异质结硒化锑/钙钛矿太阳能电池，包括依次设置的衬底、金属背电极、P型硒化锑层、N型钙钛矿吸收层与导电电极。与现有技术相比，本发明将多个带隙不同的光吸收剂组成多结太阳能电池，不仅可以拓宽太阳光谱的利用范围，同时可以降低光生载流子的热驰豫损失，提高光电转换效率；并且本发明通过PN异质结Sbsubgt;2/subgt;Sesubgt;3/subgt;/钙钛矿吸收层，无需电子传输层与空穴传输层等，减少工艺制备步骤和成本，同时提高了电池稳定性。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种PN异质结硒化锑/钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

背景技术

太阳能电池可以通过光电转换将太阳能转化为电能被人们直接使用而备受关注。根据太阳能电池的发展和所用的光吸收层材料，可将太阳能电池分为三类。第一类是硅基太阳能电池，包括单晶硅、多晶硅太阳能电池、非晶硅薄膜太阳能电池以及硅的叠层太阳能电池；第二类是化合物太阳能电池，包括铜铟镓硒(CIGS)、碲化镉(CdTe)、砷化镓(GaAs)和钙钛矿等太阳能电池；第三类是新型太阳能电池，包括染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池和量子点太阳能电池等。

其中，钙钛矿型太阳能电池(perovskite solar cells)，是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池，属于第三代太阳能电池，也称作新概念太阳能电池。

钙钛矿太阳能电池，采用具有钙钛矿晶体结构的有机无机杂化的金属卤化物作为吸光层，自2009年以来，因制备方式简单、生产成本低廉和光电性能优异而备受关注，光电转换效率由3.8％迅速升至25％，成为当前发展最快的光伏技术，是全世界最受瞩目的新兴光伏技术。

单结太阳能电池由于只能吸收特定范围内的光子，使其具有肖克利-奎伊瑟(Shockley-Queisser)效率极限。将多个带隙不同的光吸收剂组成多结太阳能电池，不仅可以拓宽太阳光谱的利用范围，同时可以降低光生载流子的热驰豫损失。目前钙钛矿主要与晶硅、铜铟镓硒、钙钛矿等叠加形成双结或多结电池器件。但双结钙钛矿叠层电池是由电子传输层、宽带隙吸收层、空穴传输层和中间隧穿层、以及空穴传输层、窄带隙吸收层、电子传输层等工序制备而成，结构复杂，如公开号为CN111244220A的中国专利公开了一种全无机P/N异质结硒化锑/钙钛矿太阳能电池及其制备方法，所述太阳能电池的结构从下至上依次为FTO导电玻璃基底、二氧化钛(TiO₂)层、无机CsPbBrI₂钙钛矿层、硒化处理的Sb₂Se₃层以及金属对电极层，在此专利中无机钙钛矿层并未进行N型处理，仍需电子传输层TiO₂的制备。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种具有较宽吸收光谱和结构简单的PN异质结硒化锑/钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

本发明提供了一种PN异质结硒化锑/钙钛矿太阳能电池，包括依次设置的衬底、金属背电极、P型硒化锑层、N型钙钛矿吸收层与导电电极。

优选的，所述衬底为柔性金属衬底；所述衬底的厚度为0.1～0.3mm。

优选的，所述金属背电极的材料为金属钼；所述金属背电极的厚度为800～1000mm。

优选的，所述P型硒化锑层的厚度为50～300nm。

优选的，所述N型钙钛矿吸收层的厚度为100～200mm。