[发明专利]一种叠层电池的制备方法及结构

说明书

本发明提供一种叠层电池的制备方法及结构，涉及太阳能电池制备技术领域，包括：提供一第一衬底和一第二衬底；于所述第一衬底上制备得到碲化镉子电池；于所述第二衬底上制备得到纯无机钙钛矿子电池；所述碲化镉子电池和所述纯无机钙钛矿子电池之间采用透明胶膜并通过层压工艺进行叠层处理得到叠层电池；对所述叠层电池进行封装以完成所述叠层电池的制备过程。本发明解决了单一电池开路电压低及吸收光不完全的现象，同时解决了电池稳定性的局限，本发明的叠层电池具有较高的开路电压，且能够充分利用太阳能进行双面发电；保证了稳定性；具有超过19％的转换效率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池制备技术领域，尤其涉及一种叠层电池的制备方法及结构。

背景技术

薄膜太阳电池是缓解能源危机的新型光伏器件，可以使用在价格低廉的陶瓷、石墨、金属片等不同材料当基板来制造。在国际市场硅原材料持续紧张的背景下，薄膜太阳电池已成为国际光伏市场发展的新趋势和新热点。其中，碲化镉薄膜太阳电池简称CdTe电池，它是以CdTe为光吸收层的一种化合物半导体薄膜太阳电池，禁带宽度为1.2～1.3eV，在可见光波长范围内(600nm～1000nm)吸收系数很高，有很高的转换效率和较低的成本。纯无机钙钛矿薄膜太阳能电池是以有机金属卤化物半导体为吸收层的一种薄膜太阳能电池，禁带宽度为1.6～1.7eV，在短波段(250～700nm)有很高的吸收系数。目前碲化镉和钙钛矿电池大面积组件效率已经分别达到了16％和15％，实验室电池的效率则更高。钙钛矿太阳能电池是当前研究以及产业化最热门的太阳能电池材料之一，其效率从短短的几年时间里由3％提升至当前的24.2％。钙钛矿系列材料包括有机无机杂化材料以及纯无机钙钛矿材料。由于其特殊的材料特性，其能隙可调，制备工艺简单，原材料价格便宜。

传统的太阳能薄膜电池一般都是单层的，在过去的几年里有很多厂商采用叠层技术制备了非晶硅薄膜电池，但是非晶硅薄膜电池存在严重的S-W效应，无法从根本上解决，而传统的单层薄膜电池如碲化镉、铜铟镓硒、砷化镓、钙钛矿等在大面积制备的过程中，效率提升比较缓慢，提升一个点可能需要几年甚至十年的时间，这对生产企业来说，通过提升效率降低成本有很大的困难，钙钛矿太阳能电池具有高效率和低材料成本的优势，但其也面临一些主要的问题：(1)该材料的稳定性(2)吸收层中含有可溶性重金属Pb(3)钙钛矿太阳电池的理论研究还有待增强。而CdTe中沉积CdTe层是碲化镉电池最为重要的生产工艺。目前CdTe层的沉积工艺主要分为低温沉积工艺和高温沉积工艺。较有代表性的低温沉积工艺如磁控溅射、电沉积等，其特点在于沉积时衬底所需要的温度在400度以下；高温沉积工艺主要为近空间升华法(CSS)、蒸汽输运法(VTD)等，其特点在于沉积时衬底温度高于400℃，多数在500℃以上。目前业界最为常见和成熟的技术主要是高温沉积工艺，如美国FirstSolar使用的是VTD，德国Antech使用的是CSS。目前CdTe面临的问题是：(1)开路电压的提升(2)窗口层的替代(3)背接触层的选择。目前做的比较主流的叠层电池一般都是同质结，界面处理相对容易，异质结电池在叠层时接触界面的处理问题，很难做到良好的接触及界面匹配，所以不但不会提升电池的电性能，反而有可能对电池的效率起到反作用。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种叠层电池的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤S1，提供一第一衬底和一第二衬底；

步骤S2，于所述第一衬底上制备得到碲化镉子电池；

步骤S3，于所述第二衬底上制备得到纯无机钙钛矿子电池；

步骤S4，所述碲化镉子电池和所述纯无机钙钛矿子电池之间采用透明胶膜并通过层压工艺进行叠层处理得到叠层电池；

步骤S5，对所述叠层电池进行封装以完成所述叠层电池的制备过程。

优选的，所述步骤S2具体包括：

步骤S21，于所述第一衬底上沉积TCO玻璃以形成第一透明导电层；