[发明专利]钙钛矿/硅叠层太阳能电池及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种钙钛矿/硅叠层太阳能电池，其特征在于，包括：上下设置的顶电池和底电池，其中，所述顶电池为钙钛矿电池，所述底电池为硅电池，所述顶电池上设有下转化层，所述顶电池与所述底电池之间设有光栅陷光层，

其中，所述下转化层的厚度为20～150nm；

所述下转化层包括选自硅酸盐、钒酸盐、铝酸盐和氧化物中的至少之一和稀土元素，所述稀土元素的掺杂量为所述硅酸盐、所述钒酸盐、所述铝酸盐和所述氧化物总质量的0.5～5wt％；

所述光栅陷光层包括间隔设置的金属纳米线或间隔设置且外表面具有银包覆层的碳纳米管，相邻金属纳米线或相邻碳纳米管的间距为50nm～500nm。

2.根据权利要求1所述的钙钛矿/硅叠层太阳能电池，其特征在于，所述顶电池与所述底电池为串联设置，

任选地，所述硅电池为硅异质结电池，

任选地，所述硅异质结电池为平面型硅电池、单面织绒的硅太阳能电池或双面织绒的硅太阳能电池。

3.根据权利要求2所述的钙钛矿/硅叠层太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿/硅叠层太阳能电池由自上而下依次包括：正面金属栅线电极、下转换材料、第一透明导电薄膜、钙钛矿顶电池空穴传输层、钙钛矿吸收层、钙钛矿顶电池电子传输层、第二透明导电薄膜、光栅陷光层、第三透明导电薄膜、遂穿层、硅异质结底电池空穴层、第一钝化层、衬底、第二钝化层、硅异质结底电池电子层和背电极。

4.根据权利要求3所述的钙钛矿/硅叠层太阳能电池，其特征在于，所述硅酸盐为选自硅酸锶、硅酸镁锶、硅酸锶钙、硅酸钇钠和硅酸铝钙中的至少之一，

任选地，所述钒酸盐为选自钒酸钇、钒酸钙镁钠、钒酸镁钇钠和钒酸镁钆钠中的至少之一，

任选地，所述铝酸盐为铝酸锶和/或铝酸氟锶，

任选地，所述氧化物为选自二氧化硅、氧化钇和二氧化钛中的至少之一，

任选地，所述稀土元素为选自镱、铕、铽、镝和铈中的至少之一，

任选地，所述第一透明导电薄膜、所述第二透明导电薄膜和所述第三透明导电薄膜的厚度分别独立地为50～500nm，

任选地，所述第一透明导电薄膜、所述第二透明导电薄膜和所述第三透明导电薄膜分别独立地为选自掺铝氧化锌薄膜、掺氟氧化锡薄膜、掺锡氧化铟薄膜、掺铟氧化锌薄膜、掺钨氧化铟薄膜、掺硼氧化锌薄膜、掺锑氧化锡薄膜、金属透明薄膜和夹层结构透明导电薄膜中的任意一种，

任选地，所述夹层结构透明导电薄膜以金属透明薄膜为中间层，所述中间层相对的两面分别独立的设有选自掺铝氧化锌薄膜、掺氟氧化锡薄膜、掺锡氧化铟薄膜、掺铟氧化锌薄膜、掺钨氧化铟薄膜、掺硼氧化锌薄膜、掺锑氧化锡薄膜中的任意一种。

5.根据权利要求3所述的钙钛矿/硅叠层太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿顶电池空穴传输层的厚度为50nm～500nm，

任选地，所述钙钛矿顶电池空穴传输层为选自氧化镍层、硫氰酸亚铜层、碘化铜层、五氧化二钒层、氧化石墨烯层、Spiro-OMe TAD层、P3HT层、PTAA层、TBP层、Li-TFSI层、TTF-1层、PEDOT:PSS层、PANI层、H101层和PCBTDPP层中的至少之一，

任选地，所述钙钛矿吸收层的厚度为100nm～600nm，

任选地，所述钙钛矿吸收层包括多种卤素元素混合的有机无机杂化材料和/或全无机钙钛矿材料，

任选地，所述多种卤素元素混合的有机无机杂化材料和/或全无机钙钛矿材料的结构式为ABX₃，其中，A为选自CH₃NH₃⁺、HC(NH₂)₂⁺和Cs⁺中的至少之一，B为铅或锡，X为选自碘、溴和氯中的至少之一，

任选地，所述钙钛矿顶电池电子传输层的厚度为50nm～500nm，

任选地，所述钙钛矿顶电池电子传输层为选自二氧化钛层、氧化锌层、二氧化锡层、二氧化锆层、氧化铝层、富勒烯层、PC₆₁BM层、PC₇₁BM层、BCP层和金属卤化物层中至少之一。