[发明专利]一种高效铜铟镓硒/钙钛矿串联太阳能电池

摘要

本发明提供了一种高效铜铟镓硒/钙钛矿串联太阳能电池，这种四端串联太阳能电池由半透明平面异质结钙钛矿太阳能电池和铜铟镓硒(CIGS)太阳能电池串联而成。该串联太阳能电池能弥补钙钛矿太阳能电池不能吸收近红外光这一缺点，有效吸收紫外光、可见光和近红外光，提升太阳能电池效率，为钙钛矿的最终商业化提供了新的思路。

主权项

一种高效铜铟镓硒/钙钛矿串联太阳能电池，其特征在于，包括半透明钙钛矿太阳能电池和铜铟镓硒太阳能电池，铜铟镓硒太阳能电池与钙钛矿太阳能电池串联，将半透明钙钛矿太阳能电池的阳极和铜铟镓硒太阳能电池的阴极连接起来，得到串联电池；钙钛矿太阳能电池由下至上依次包括：1)透明衬底透明衬底为石英材质硬质玻璃衬底或柔性PET或柔性PEN衬底；2)第一透明电极层第一透明电极层位于透明衬底之上，为ITO、FTO或石墨烯薄膜，石墨烯薄膜为2‑4层；第一透明电极层采用ITO或FTO则厚度为100‑110纳米,方块电阻小于10Ω/□；3)半透明功能层半透明功能层位于第一透明电极层之上，由下至上依次为空穴传输层、钙钛矿吸光层、电子传输层或者为电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层；空穴传输层材料为Spiro‑OMeTAD、PEDOT:PSS AI4083或PTAA，厚度为50‑180纳米；钙钛矿吸光层材料为CH₃NH₃PbI₃、CH₃NH₃PbI_3‑XCl_X，厚度为150‑200纳米；电子传输层材料为TiO₂、ZnO或PCBM，厚度为30‑50纳米；4)第二透明电极层第二透明电极层位于半透明功能层之上；所述第二透明电极为纯导电层或电子提取层/导电层复合结构；导电层材料为超薄金属，厚度为8‑12纳米；所述电子提取层为Rhodamine 101、LiF，其厚度为0.5‑1纳米；5)减反层位于第二透明电极层之上；减反层材料为MoOx，厚度为1‑10纳米；当第一透明电极层紧挨着空穴传输层位于其下，则为电池阳极；当第一透明电极层紧挨着电子传输层位于其下，则为电池阴极；第一透明电极层为阳极，第二透明电极层则为电池阴极；第一透明电极层为阴极，第二透明电极层则为电池阳极；铜铟镓硒太阳能电池由下至上依次包括：具有SiO₂层的玻璃衬底；阳极为Mo；铜铟镓硒吸光层；缓冲层为CdS，与铜铟镓硒形成异质结，使光生激子分离和输出；窗口层为ZnO；阴极为ZnO:Al；减反层为MgF₂。