[发明专利]新型基于钙钛矿和晶硅背钝化叠层太阳电池及其制造方法

权利要求书

1.一种新型基于钙钛矿和晶硅背钝化叠层太阳电池，包括底层电池和顶层电池，上电极(12)固定连接在顶层电池上，所述底层电池和顶层电池之间设有中间层(7)，其特征在于：所述底层电池为晶硅电池背钝化电池，所述中间层(7)为透明导电薄膜，所述顶层电池为钙钛矿电池。

2.如权利要求1所述的新型基于钙钛矿和晶硅背钝化叠层太阳电池，其特征在于：所述晶硅电池背钝化电池依次包括依次连接的n型多晶硅薄膜(3)、隧穿氧化硅薄膜(2)、P型硅基体(1)、背钝化层和金属下电极(6)，所述n型多晶硅薄膜(3)与中间层(7)相连接。

3.如权利要求2所述的新型基于钙钛矿和晶硅背钝化叠层太阳电池，其特征在于：所述背钝化层包括相互连接的第一钝化层(4)和第二钝化层(5)，第一钝化层(4)与P型硅基体(1)相连接，第二钝化层(5)与金属下电极(6)相连接，所述第一钝化层(4)由AlO_x、SiO_x或SiON制得，所述第二钝化层(5)由SiN_x制得，所述金属下电极(6)由Al制得。

4.如权利要求3所述的新型基于钙钛矿和晶硅背钝化叠层太阳电池，其特征在于：所述金属下电极(6)贯穿依次通过第二钝化层(5)和第一钝化层(4)，并延伸至P型硅基体(1)底面与P型硅基体(1)相接触。

5.如权利要求1所述的新型基于钙钛矿和晶硅背钝化叠层太阳电池，其特征在于：所述钙钛矿电池包括依次连接的减反射层(11)、电子传输层(10)、钙钛矿薄膜层(9)和空穴传输层(8)，所述空穴传输层(8)与中间层(7)相连接，所述上电极(12)连接在减反射层(11)上。

6.如权利要求5所述的新型基于钙钛矿和晶硅背钝化叠层太阳电池，其特征在于：所述中间层(7)和减反射层(11)为ITO薄膜、TCO薄膜、FTO薄膜或AZO薄膜。

7.如权利要求5所述的新型基于钙钛矿和晶硅背钝化叠层太阳电池，其特征在于：所述电子传输层(10)由TiO₂、SnO₂或ZnO制得。

8.如权利要求5所述的新型基于钙钛矿和晶硅背钝化叠层太阳电池，其特征在于：所述空穴传输层(8)由Spiro-OMeTAD、Spiro-TTB或PEDOT制得，所述钙钛矿薄膜层(9)由ABX₃型钙钛矿材料制得。

9.如权利要求5所述的新型基于钙钛矿和晶硅背钝化叠层太阳电池，其特征在于：所述ABX₃型钙钛矿材料为碘化甲胺、碘化甲脒、溴化甲胺、溴化铅、碘化铅或氯化甲胺。

10.一种新型基于钙钛矿和晶硅背钝化叠层太阳电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：制绒，以P型单晶硅片作为硅衬底，放置在制绒液中进行制绒处理，所用制绒溶液按照质量比KOH：制绒添加剂：H₂O＝20:3:160的比例配制，温度为80℃，然后在质量分数为2-5％的氢氟酸中进行清洗，清洗干净硅片表面，得到P型硅基体(1)；

步骤二：薄膜沉积，采用LPCVD设备或PECVD设备在P型硅基体(1)一侧沉积一层二氧化硅，得到隧穿氧化硅薄膜(2)，隧穿氧化硅薄膜(2)的厚度为2nm以下，再在隧穿氧化硅薄膜(2)表面沉积一层微晶硅薄膜，采用热扩散的方法，对微晶硅薄膜进行掺杂，形成n型多晶硅薄膜(3)，然后用HF溶液去除表面的磷硅酸玻璃，所述HF溶液的质量分数为5％-10％；

步骤三：钝化层生长，利用PECVD方式在P型硅基体(1)远离隧穿氧化硅薄膜(2)的一侧生长形成第一钝化层(4)，再采用ALD或者PECVD的方式在第一钝化层(4)表面生长形成第二钝化层(5)；

步骤四：下电极制备，在第一钝化层(4)和第二钝化层(5)上激光开槽，裸露出P型硅基体(1)，印刷铝浆形成金属下电极(6)，从而得到底层电池；

步骤五：中间层沉积，在n型多晶硅薄膜(3)表面出沉积一层用于连接底层电池和顶层电池的透明导电薄膜，得到中间层(7)；

步骤六：空穴传输层形成，在中间层(7)表面旋涂Spiro-OMeTAD、Spiro-TTB或PEDOT，并在手套箱中固化，形成空穴传输层(8)；

步骤七：钙钛矿薄膜层形成，将ABX3型钙钛矿材料溶于二甲基亚砜和N，N-二甲基甲酰胺的混合液中，进行搅拌，得到钙钛矿前驱体溶液，将钙钛矿前驱体溶液旋涂到空穴传输层(8)上，进行退火处理，形成钙钛矿薄膜层(9)；

步骤八：电子传输层形成，将二异丙氧基双乙酰丙酮钛加入无水正丁醇中，摇匀后旋涂到钙钛矿薄膜层(9)上，在450℃-500℃条件下煅烧，形成电子传输层(10)；

步骤九：减反射层及上电极形成，在电子传输层(10)表面沉积一层减反射层(11)，再在减反射层(11)上采用真空蒸镀设备蒸镀金电极，形成上电极(12)，得到叠层太阳电池。