[发明专利]一种双结叠层电池及其制备方法

说明书

一种双结叠层电池及其制备方法，属于太阳能电池领域。双结叠层电池包括依次叠层设置的底电池、透明导电层以及顶电池。其中，底电池基于半导体材料且具有背面钝化层和正面钝化层。透明导电层结合于底电池的正面钝化层之上。顶电池基于钙钛矿材料，且其钙钛矿层通过背面的电子传输层结合于透明导电层之上。本申请中的双结叠层电池结合了半导体太阳能电池和钙钛矿太阳能电池，从而能够扩展吸收波长范围，从而对更多的光能进行利用。

技术领域

本申请涉及太阳能电池领域，具体而言，涉及一种双结叠层电池及其制备方法。

背景技术

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收，具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发，以致产生电子－空穴对。界面层附近的电子和空穴在复合之前，将通过空间电荷的电场作用被相互分离。电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结内建电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。

目前，太阳能电池主要以晶体硅作为基底材料。由于硅片表面周期性破坏，会产生大量垂悬键(dangling bond)，使得晶体表面存在大量位于带隙中的缺陷能级。除此之外，位错、化学残留物、表面金属的沉积均会导入缺陷能级，使得硅片表面成为复合中心，造成较大的表面复合速率，进而限制了转换效率。

基于此，太阳能电池背钝化技术被开发，背钝化(Passivate Emitter RearContact，PERC)太阳能电池相较于常规太阳能电池，由于可大幅提升开路电压和短路电流，大幅提高转换效率，制备工艺简单，与产线兼容性好，可以有效控制太阳能电池的制作成本。然而，基于现有的背钝化技术的太阳能电池电池转换效率有待提高。

发明内容

基于上述的不足，本申请提供了一种双结叠层电池及其制备方法，以部分或全部地改善、甚至解决相关技术中背钝化技术导致太阳能电池的电池转换效率难以进一步提高的问题。

本申请是这样实现的：

在第一方面，本申请的示例提供了一种双结叠层电池。

双结叠层电池包括底电池、透明导电层以及顶电池。底电池通过透明导电层与顶电池结合形成叠层结构。

其中的底电池基于半导体材料且具有P型硅层、形成于所述P型硅层正面的N型掺杂层、在N型掺杂层之上的正面钝化层、在P型硅层背面的背面钝化层。透明导电层结合于底电池的正面钝化层之上。顶电池基于钙钛矿材料，且顶电池的钙钛矿层通过背面的电子传输层结合于透明导电层之上。

在第二方面，本申请的示例提供了一种双结叠层电池。

双结叠层电池包括：依次叠层布置的减反射层、背面钝化层、P型硅层、N型掺杂层、正面钝化层、透明导电层、电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层以及缓冲层。其中，空穴传输层局部接触结合有正面电极，P型硅层通过局部P型掺杂接触结合有背面电极。

在第三方面，本申请的示例提供了一种制作双结叠层电池的方法，该方法包括：以双面抛光的P型硅为衬底，在正面进行元素掺杂以形成N型掺杂层。于N型掺杂层之上，制作正面钝化层。在正面钝化层之上，制备透明导电层。在透明导电层之上，制备电子传输层。在电子传输层之上，制作钙钛矿层。在钙钛矿层上，制作空穴传输层。在空穴传输层上，制作缓冲层；在缓冲层上，制作完成与缓冲层接触的正面电极。在P型硅片的背面依次制作叠层的背面钝化层和减反射层。对背面钝化层和减反射层进行局部去除以裸露P型硅片的电极区。对电极区进行P型掺杂，并设置与电极区接触的背面电极。