[发明专利]制造太阳能电池的方法

说明书

本发明涉及制造以下的方法：其中钙钛矿吸收层的层叠形状和组成得到控制的钙钛矿太阳能电池；和包括钙钛矿太阳能电池的串联型太阳能电池，并且钙钛矿吸收层通过太阳能电池的制造方法形成，其包括以下步骤：通过使用BO源、A掺杂的BO源、或者A_xO_y源和BO源在基材上形成与基材适形的无机晶种层；在晶种层上供给有机卤化物，从而可以形成具有与基材适形的复合组成的钙钛矿薄膜，从而可以实现能使光吸收增加的效果。

技术领域

本公开涉及太阳能电池的制造方法，更具体地，涉及其中钙钛矿吸收层的层叠形状和组成受到控制的钙钛矿太阳能电池的制造方法，以及包括钙钛矿型太阳能电池的串联型太阳能电池的制造方法。

背景技术

晶体硅(c-Si)太阳能电池是代表性的单结(single juction)太阳能电池，并且目前广泛用作商业太阳能电池。

然而，晶体硅太阳能电池的缺点在于制造成本高并且实际光电转换效率低，这是因为转换效率的理论极限非常低，约为32％。

作为克服晶体硅太阳能电池的缺点的新型太阳能电池，正在关注使用钙钛矿光吸收层的钙钛矿太阳能电池和通过连接包括具有不同带隙的吸收层的单结太阳能电池而形成为单个太阳能电池的串联型太阳能电池。

钙钛矿太阳能电池的优点在于，转换效率的理论极限约为66％，高于其他太阳能电池的极限，并且制造工艺简单，制造成本低，因此经济效率高。

图1示出了串联型太阳能电池中的一般形式的两端串联型太阳能电池的示意性截面。

参照图1，形成了串联型太阳能电池，使得包括具有相对大的带隙的吸收层的单结太阳能电池与包括具有相对较小的带隙并且在其间插入结层的吸收层的单结太阳能电池隧道联结。

在串联型太阳能电池中，使用包括具有相对大带隙的吸收层的单结太阳能电池的钙钛矿和/或晶体硅串联太阳能电池作为钙钛矿(perovskite)太阳能电池，可以实现30％以上的高光电效率，并且因此引起了极大的关注。

同时，在单结太阳能电池和包括钙钛矿吸收层的串联型太阳能电池中，控制钙钛矿吸收层的组成非常重要。这是因为通过钙钛矿吸收层的组成可以控制带隙并抑制不希望的相(例如δ相)的产生。

另外，在串联型太阳能电池中，主要使用具有纹理形状的基材来增加光吸收率。当基材具有如上所述的纹理时，在基材上形成的钙钛矿吸收层也应当具有适形(conformal)形状，以保持基材的纹理。

然而，在常规方法中，主要使用溶液法作为形成钙钛矿吸收层的方法。溶液法的优点在于经济效率高且工艺简单，而溶液法的缺点在于，由于溶液的特定的高流平性而难以形成钙钛矿吸收层以保持与基材一致的状态。结果是，存在的问题是基材的纹理结构没有反映到到钙钛矿吸收层上。另外，由于在形成晶种层的操作中包含过多的碘(I)，因此在增加溴(Br)的含量上存在限制。

同时，还已知一种方法，其中首先通过作为一种干法的反应溅射法形成Pb膜，然后通过后处理使O₂和Pb反应来形成PbO。然而，即使在这种情况下，形成的PbO也具有球形颗粒形状，因此难以通过上述方法形成适形钙钛矿吸收层。另外，上述方法的局限性在于难以形成具有包含诸如Cs等高熔点组分的复合组成的钙钛矿吸收层。

如上所述，在现有技术的情况下，由于不能形成适形吸收层而增加了入射光的反射率，因此缩短了由晶体硅串联型太阳能电池吸收的长波长的光的路径。结果，存在晶体硅串联型太阳能电池中的光吸收率降低的问题。

发明内容

技术问题