[发明专利]SPPs薄膜异质结和钙钛矿叠层的太阳电池及其制备方法

摘要

本发明公开一种SPPs薄膜异质结和钙钛矿叠层的太阳电池及其制备方法，所述太阳电池的构造从下至上为：铝电极；SPPs薄膜异质结太阳电池；ITO连接层；三角形光栅钙钛矿电池；金属栅线电极，所述太阳电池的制备方法包括如下步骤：步骤1：制备SPPs薄膜异质结电池；步骤2：采用磁控溅射镀膜系统在SPPs薄膜异质结电池正面制备ITO连接层；步骤3：制备三角形光栅钙钛矿电池；步骤4：采用丝网印刷法制备金属栅线电极。本发明制备的太阳电池，先利用钙钛矿顶电池吸收短波长太阳光，再利用薄膜异质结底电池吸收长波长太阳光，构成合理的叠层薄膜电池结构，有效地拓宽了薄膜电池的光谱吸收范围，提高了光电转换效率。

主权项

1.一种SPPs薄膜异质结及三角形光栅钙钛矿叠层太阳电池的制备方法，其特征在于：所述太阳电池的制备步骤如下：步骤1：制备SPPs薄膜异质结电池：A：在超薄单晶硅片的正面采用超短脉冲激光微加工法制备三角形槽，利用飞秒激光微加工系统对三角形槽进行线结构加工；采用射频等离子体增强化学气相沉积法在H₂稀释的SiH₄气体中沉积一层本征非晶硅层；然后在B₂H₆、H₂和SiH₄混合气体中沉积一层重掺杂P⁺型非晶硅层；B：在单晶硅片的背面采用超短脉冲激光微加工法制备三角形槽，利用飞秒激光微加工系统对三角形槽进行线结构加工；采用射频等离子体增强化学气相沉积法沉积一层共形本征非晶硅层；然后在PH₃和H₂稀释的SiH₄混合气体中沉积一层重掺杂共形N⁺型非晶硅层；C：在共形N⁺型非晶硅层表面采用上述射频等离子体增强化学气相沉积法制备共形Si₃N₄隔离层；在共形Si₃N₄隔离层上采用丝网印刷法制备三角形银纳米光栅；最后，采用丝网印刷法在SPPs薄膜异质结电池背面制备铝电极；步骤2：采用磁控溅射镀膜系统在SPPs薄膜异质结电池正面制备ITO连接层；步骤3：制备三角形光栅钙钛矿电池，在步骤(2)制备的ITO连接层上采用磁控溅射法制备共形ZnO电子传输层；采用两步浸泡法在所述ZnO电子传输层上制备CH₃NH₃PbI₃钙钛矿层；采用旋涂法在所述CH₃NH₃PbI₃钙钛矿层上制备共形结构Spiro‑OMeTAD空穴传输层；采用热蒸发法在所述空穴传输层上制备共形结构MoO₃界面修饰层；最后，采用磁控溅射镀膜系统制备共形结构ITO透明电极；步骤4：采用丝网印刷法制备金属栅线电极。