[发明专利]一种钙钛矿-异质结三端MWT结构叠层太阳能电池的制备方法

说明书

本发明公开了一种钙钛矿‑异质结三端MWT结构叠层太阳能电池的制备方法，涉及太阳能电池制造领域。正面减少了阴影遮挡面积，使其具有高的光电转换效率和高的开路电压，增加了发电量，减少组件功率损失。所述叠层太阳能电池包括层叠的钙钛矿电池以及MWT异质结硅基底电池；所述钙钛矿电池结构从上到下依次包括第一透明导电层、空穴传输层、钙钛矿吸收层、电子传输层；所述MWT异质结硅基底电池从上到下依次包括第二透明导电层、N型掺杂非晶硅层、本征非晶硅层、N型单晶硅基底、本征非晶硅层、P型掺杂非晶硅层、背面ITO导电层。突破了对钙钛矿顶电池材料的带隙限制，增大了对电池材料的选择范围，有利于电池效率的提升。

技术领域

本发明涉及太阳能电池制造领域，尤其涉及一种钙钛矿-异质结三端MWT结构叠层太阳能电池及其制备方法。

背景技术

有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池作为新型高效率、低成本太阳能电池在全世界范围内被广泛关注。短短几年时间里，钙钛矿电池的光电转换效率从2009年的3 .8％迅速攀升到超过25％以上，已接近商业化硅基太阳能电池的效率。叠层太阳电池采用不同禁带宽度的材料吸收太阳光，可减少高于带隙的高能量太阳光的热化损失，以及低于带隙的低能量太阳光不能被吸收的损失，提高电池光电转换效率。近几年，钙钛矿/晶硅叠层太阳电池因具有带隙匹配、光电转换效率高、工艺简单等特性，成为新兴的研究热点。

钙钛矿/晶硅叠层电池主要包括四端和两端结构。

四端结构是分离的顶电池与底电池，其优点是各个子电池的制备工艺不互相制约，能各自采用最优的工艺条件。但是四端叠层电池对电极有较高的要求，要求四个电极其中三个为透明电极，进光面电极需要具备在宽光谱范围内的高透过，中间两个电极需要具备在红外光谱范围内的高透过。而且采用四端结构意味着功率电子元件要加倍，相应地，度电成本将提高。

两端结构是在晶硅电池上直接生长钙钛矿电池，中间通过复合层或隧道结将两个子电池串联起来。两端叠层电池仅需要一个宽光谱透明电极，有利于降低制造成本。但两端叠层电池串联的电流由两个子电池中较小的电流决定，故要求两个子电池具有近似的电流，这个电流匹配要求会将顶电池理想带隙限制在 1．7～1．8 eV 的狭窄范围内，为制备高效率叠层电池带来较大的难度。

发明内容

本发明针对以上问题，提出了一种钙钛矿-异质结三端MWT结构叠层太阳能电池的制备方法，通过MWT的穿孔结构将电极全部引到电池背面，正面减少了阴影遮挡面积，使其具有高的光电转换效率和高的开路电压，增加了发电量，还可以利用现有二维低温背接触封装方式制备组件，减少组件功率损失。

本发明的技术方案为：所述叠层太阳能电池包括层叠的钙钛矿电池以及MWT异质结硅基底电池；

所述钙钛矿电池结构从上到下依次包括第一透明导电层1、空穴传输层2、钙钛矿吸收层3、电子传输层4；所述MWT异质结硅基底电池从上到下依次包括第二透明导电层5、N型掺杂非晶硅层6、本征非晶硅层7、N型单晶硅基底8、本征非晶硅层7、P型掺杂非晶硅层9、背面ITO导电层10；

所述叠层太阳能电池还开设有同时贯穿钙钛矿电池和MWT异质结硅基底电池的第一贯穿孔，以及贯穿MWT异质结硅基底电池的第二贯穿孔，所述第一贯穿孔中设有第一堵孔电极11，所述第二贯穿孔中设有第二堵孔电极12；

所述第一堵孔电极11连接第一透明导电层1，并与第二透明导电层5绝缘；所述第二堵孔电极12同时连接电子传输层4及第二透明导电层5，并与背面ITO导电层10绝缘；

所述第一透明导电层1的正面还设有正面栅线，所述背面ITO导电层10的背面还设有正电极13、背面栅线，所述正面栅线与第一堵孔电极11连接，所述有正电极连接背面ITO导电层10，所述背面栅线与正电极13连接，从而在叠层太阳能电池的背面通过正电极、第一堵孔电极的底端、第二堵孔电极的底端形成三端结构。