[发明专利]叠层电池及叠层电池制备方法

说明书

本发明公开了一种叠层电池及叠层电池制备方法，所述叠层电池包括顶电池和底电池，所述底电池包括底电极、衬底、绝缘体、复合结和多个硅纳米柱，所述底电极包括沿第一方向相对设置的第一表面和第二表面，所述衬底设在所述底电极的所述第一表面上，所述复合结位于衬底在第一方向上远离所述底电极的一侧，且复合结与衬底在所述第一方向上间隔开，所述硅纳米柱的部分在第一方向上位于衬底和复合结之间，多个所述硅纳米柱呈矩阵式布置；所述顶电池包括沿所述第一方向层叠设置的空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层、透明导电层和金属栅线电极，所述空穴传输层设在所述复合结上。本发明的底电池具有对光的吸收率高、适于柔性制造的优点。

技术领域

本发明涉及叠层电池技术领域，具体地，涉及一种叠层电池及叠层电池制备方法。

背景技术

钙钛矿电池在光伏行业具有巨大潜力，相关技术中，世界上单节钙钛矿叠层电池转换效率已达25.6％。单节钙钛矿电池无法实现对红外波段光的充分吸收，因此使用硅做底电池与钙钛矿制成叠层电池可有效拓展钙钛矿电池的吸收光谱，提高电池效率。但是，相关技术中的叠层电池的厚度通常在100μm以上，受其厚度限制，当其弯曲形变时易产生破损，导致叠层电池不适用于柔性制造，若通过减少电池厚度以实现柔性制造，则会面临底电池光吸收率大幅下降的问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的实施例提出一种叠层电池,该叠层电池具有对光的吸收率高、适于柔性制造等优点。

本发明的实施例还提出一种叠层电池制备方法,该叠层电池制备方法制备的叠层电池具有对光的吸收率高、适于柔性制造等优点。

根据本发明实施例的叠层电池，其特征在于，包括：底电池，所述底电池包括底电极、衬底、绝缘体、复合结和多个硅纳米柱，所述底电极、所述衬底、所述绝缘体和所述复合结沿所述第一方向层叠设置，所述底电极包括沿第一方向相对设置的第一表面和第二表面，所述底电极的厚度方向平行于所述第一方向，所述衬底设在所述底电极的所述第一表面上，所述复合结位于所述衬底在所述第一方向上远离所述底电极的一侧，且所述复合结与所述衬底在所述第一方向上间隔开，所述硅纳米柱的部分在所述第一方向上位于所述衬底和所述复合结之间，所述硅纳米柱的所述部分位于所述绝缘体内，所述硅纳米柱包括沿其轴向相对设置的第一端和第二端，所述第一端设在所述衬底上，所述第二端与所述复合结接触，所述硅纳米柱包括pn结，所述pn结的方向平行于所述硅纳米柱的轴向和径向中的一者，所述硅纳米柱的轴向平行于所述第一方向，所述硅纳米柱的径向垂直于所述第一方向，多个所述硅纳米柱呈矩阵式布置；和顶电池，所述顶电池包括沿所述第一方向层叠设置的空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层、透明导电层和金属栅线电极，所述空穴传输层设在所述复合结上。

根据本发明实施例的叠层电池，钙钛矿材料在可见光波段具有较高的光吸收系数，其顶电池能够在厚度小于1μm的情况下对可见光的充分吸收。硅纳米柱可作为谐振腔，将入射光束缚在纳米柱内部形成谐振，进而增强单根纳米柱内的光吸收，入射进纳米柱阵列的光可在硅纳米柱阵列中进行多次散射，增加了光在纳米柱阵列中的传播路径，因此促进纳米柱阵列中的光吸收。

此外，底电池可在厚度小于10μm的情况下实现对近红外波段光的充分吸收，有效拓展顶电池的吸收光谱，且保证叠层电池具有较高的光吸收率。

由此，本发明实施例的叠层电池具有对光的吸收率高的优点。

在一些实施例中，本发明实施例的叠层电池还包括抗反射膜，所述抗反射膜设置在所述顶电池的顶部。

在一些实施例中，所述硅纳米柱还包括金属纳米颗粒，所述金属纳米颗粒分散在所述硅纳米柱的表面。

在一些实施例中，所述硅纳米柱还包括钝化层，所述钝化层设在所述硅纳米柱的表面。