[发明专利]曲面陷光结构的钙钛矿/硅叠层太阳电池及其制作方法

说明书

一种曲面陷光结构的钙钛矿/硅叠层太阳电池及其制作方法，该曲面陷光结构的钙钛矿/硅叠层太阳电池包括硅下电池；曲面陷光结构，设置在硅下电池上；载流子复合层，设置在曲面陷光结构上；钙钛矿上电池，设置在载流子复合层上；透明电极，设置在钙钛矿上电池上；以及金属电极，设置在透明电极上。本发明曲面陷光结构不存在锐利的凸起和凹陷结构，不容易导致薄膜中缺陷态的产生；曲面陷光结构相对于尖锐型陷光结构更容易形成均匀、保形、连续的薄膜，因此更利于器件工艺的简化以及大面积扩展。

技术领域

本发明涉及太阳电池领域，特别地涉及一种曲面陷光结构的钙钛矿/硅叠层太阳电池及其制作方法。

背景技术

提高太阳电池能量转换效率是促进太阳能利用的有效途径，对解决能源和环境问题具有重要意义。叠层太阳电池能够对太阳光谱进行分波段高效利用，相对于单结太阳电池具有更高的转换效率，因此更有利于提升单位面积内太阳能的利用率，从而降低光伏电站的建设成本，提升太阳电池应用的灵活性和广泛性。

目前，硅基太阳电池具有转换效率高、性能稳定等特点，是目前光伏市场中的主导产品。而金属卤化物钙钛矿太阳电池因其低成本、高效率等特性，成为研究最广泛、最具发展潜力的太阳电池。硅和钙钛矿材料具有光谱互补的带隙结构，且钙钛矿材料易于用低成本的方式在硅电池上实现叠层，因此它们是制备叠层电池的理想组合。开发钙钛矿/晶硅叠层电池有利于利用现有的成熟硅太阳电池技术，拓展硅太阳电池的应用场景。因此，为进一步提高电池效率，降低成本，提升器件稳定性，发展新型钙钛矿/晶硅两端叠层太阳电池势在必行。

目前钙钛矿/晶硅叠层太阳电池实际能量转换效率离理论效率还有距离。研究表明，采用具有陷光结构的硅太阳电池作为下电池相对于平面结构的硅电池具有更高的能量转换效率。但是基于传统金字塔绒面结构的硅电池不利于上层薄膜的保形制备，且容易在钙钛矿有源层中和传输层界面引入缺陷。因此在保证陷光结构能够实现高效光捕获的同时降低缺陷产生，是目前钙钛矿/晶硅叠层太阳电池需要解决的关键问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的之一在于提出一种曲面陷光结构的钙钛矿/硅叠层太阳电池及其制作方法，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种曲面陷光结构的钙钛矿/硅叠层太阳电池，包括：

硅下电池；

曲面陷光结构，设置在硅下电池上；

载流子复合层，设置在曲面陷光结构上；

钙钛矿上电池，设置在载流子复合层上；

透明电极，设置在钙钛矿上电池上；以及

金属电极，设置在透明电极上。

作为本发明的另一个方面，还提供了一种曲面陷光结构的钙钛矿/硅叠层太阳电池的制作方法，包括：

在硅下电池表面制作减反结构；

将减反结构制作成曲面陷光结构；

在曲面陷光结构上制作载流子复合层；

在载流子复合层上制作钙钛矿上电池；

在钙钛矿上电池上制作透明电极；

在透明电极上制作金属电极，得到所述钙钛矿/硅叠层太阳电池。

基于上述技术方案可知，本发明的曲面陷光结构的钙钛矿/硅叠层太阳电池及其制作方法相对于现有技术至少具有以下优势之一：

(1)曲面陷光结构不存在锐利的凸起和凹陷结构，不容易导致薄膜中缺陷态的产生；

(2)曲面陷光结构相对于尖锐型陷光结构更容易形成均匀、保形、连续的薄膜，因此更利于器件工艺的简化以及大面积扩展。