[发明专利]一种钙钛矿太阳能电池和钙钛矿太阳能组件

说明书

本发明实施例提供了一种钙钛矿太阳能电池和钙钛矿太阳能电池组件，所述钙钛矿太阳能电池包括：光吸收层、上转换层、用于收集相反类型载流子的第一导电层和第二导电层以及用于传输相反类型载流子的第一传输层和第二传输层，所述第一导电层为透明导电层，其中，所述第一传输层设于所述第一导电层和所述光吸收层之间，所述第二传输层设于所述上转换层和所述第二导电层之间，所述上转换层设于所述光吸收层远离所述第一传输层的一侧；所述上转换层为发光掺杂剂的卤化物钙钛矿结构件，所述光吸收层为包含钙钛矿结构件。可以有效提高所述钙钛矿太阳能电池的能量转换效率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种钙钛矿太阳能电池和一种钙钛矿太阳能组件。

背景技术

随着太阳能电池的发展，钙钛矿型太阳能电池作为一种新概念太阳能电池，具有性能优异、成本低廉等优势，逐渐成为太阳能电池领域中研究的热点。对应于现有的钙钛矿材料体系的带隙，钙钛矿太阳能电池的理论转换效率上限在30-33％之间。

为了进一步突破钙钛矿太阳能电池的能量转换效率，现有技术中引入了上转换层，上转换层可以设置在电极和载流子传输层之间，或者可以设置在透明电极远离载流子传输层的一侧。上转换层可以将太阳光谱中能量低于钙钛矿带隙的光子转化为能量高于钙钛矿带隙且可被吸收层利用的光子，进而可以拓宽钙钛矿太阳能电池的吸收光谱范围，提高钙钛矿太阳能电池的能量转换效率。

然而，上转换层的主体材料通常是掺杂Yb(镱)、Er(铒)的NaYF4(四氟镱钠)体系，使得上转换层属于带隙较宽的绝缘体，将上转换层设置在电极和载流子传输层之间的情况下，上转换层容易影响载流子从载流子传输层传输至电极，进而影响电极对载流子的收集；将上转换层设置在透明电极远离载流子传输层的一侧的情况下，透明电极的电阻较大，不利于电极高效收集载流子。上转换层采用上述两种设置方式，均容易影响电极对载流子的收集，限制提高钙钛矿太阳能电池的能量转换效率。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种钙钛矿太阳能电池和相应的一种钙钛矿太阳能电池组件。

为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种钙钛矿太阳能电池，包括：光吸收层、上转换层、用于收集相反类型载流子的第一导电层和第二导电层以及用于传输相反类型载流子的第一传输层和第二传输层，所述第一导电层为透明导电层，其中，

所述第一传输层设于所述第一导电层和所述光吸收层之间，所述第二传输层设于所述上转换层和所述第二导电层之间，所述上转换层设于所述光吸收层远离所述第一传输层的一侧；

所述上转换层为包含发光掺杂剂的卤化物钙钛矿结构件，所述光吸收层为钙钛矿结构件。

可选地，所述上转换层和所述光吸收层之间的晶格失配度δ≤20％。

可选地，所述发光掺杂剂包括敏化剂离子和活化剂离子。

可选地，所述上转换层包括：过渡层和外延层，所述过渡层设于所述光吸收层和所述外延层之间；

所述过渡层靠近所述光吸收层一侧的光电性能参数与所述光吸收层的光电性能参数相同，所述过渡层靠近所述外延层一侧的光电性能参数与所述外延层的光电性能参数相同。

可选地，所述过渡层的厚度为0-100纳米。

可选地，所述上转换层的带隙大于或等于2.7eV。

可选地，所述上转换层的厚度小于或等于200微米。

可选地，所述上转换层的主体材料的声子能量小于或等于400cm-1。

可选地，所述上转换层由所述光吸收层通过外延生长的方式获取；

所述上转换层的晶粒与所述光吸收层的晶粒之间采用化学键键合。；