[發明專利]一種制備硅/鈣鈦礦疊層太陽能電池的方法

在審

• 申請號: 201910431527.2
• 申請日: 2019-05-22
• 公開（公告）號: CN111987227A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 常青;唐澤國
• 申請（專利權）人: 北京宏泰創新科技有限公司
• 主分類號: H01L51/48
• 分類號: H01L51/48;H01L27/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種制備硅/鈣鈦礦疊層太陽能電池的方法，所述方法包括制備硅電池；在所述硅電池上制備鈣鈦礦電池，包括：在所述硅電池上制備電子傳輸層或空穴傳輸層；在所述電子傳輸層或所述空穴傳輸層上蒸鍍含鉛鹵化物；使有機鹵化物蒸氣與所述蒸鍍的含鉛鹵化物進行反應形成鈣鈦礦層。

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域，尤其涉及一種制備硅/鈣鈦礦疊層太陽能電池的方法。

背景技術

鈣鈦礦太陽能電池由于具有光電轉換效率高、成本低、制作工藝簡單等突出優點，因此成為最具前景的太陽能電池并且已成為全世界研究的熱點。目前，鈣鈦礦電池的轉換效率已經達到23.7％，接近晶硅太陽能電池的轉換效率26.7％。晶硅電池的轉換效率已經接近效率極限，提升空間有限。

為了進一步提升太陽能電池的光電轉化效率，疊層太陽能電池技術是解決該問題的有效途徑。由于鈣鈦礦電池具有如上諸多優點，因此鈣鈦礦電池與硅電池形成的硅/鈣鈦礦疊層太陽能電池成為了近年來的研究熱點。理論上，硅/鈣鈦礦疊層太陽能電池的轉換效率可以超過30％，具有非常大的應用潛力。

目前大部分鈣鈦礦與晶硅疊層電池的制備過程都是先將硅片進行拋光，以便鈣鈦礦層可以在硅片上進行很好的成膜。但拋光會增加硅片表面對光的反射，不利于電池對光的吸收，從而限制了電池的轉換效率。

一些研究采用具有制絨面的硅片制備硅/鈣鈦礦疊層太陽能電池。對于這種疊層太陽能電池，現有技術采用蒸鍍法與旋涂法結合，例如先在硅片的絨面上蒸鍍一層PbI₂層，再在PbI₂上旋涂有機鹵化物溶液，再加熱退火形成鈣鈦礦薄膜。硅片制絨后金字塔的高度一般在3-5um，而鈣鈦礦薄膜的厚度一般是500nm。但采用這種方法制備的鈣鈦礦薄膜質量較差，鈣鈦礦薄膜難以均勻地覆蓋在金字塔表面，容易堆積在金字塔的塔底，從而影響疊層太陽能電池的轉換效率，甚至導致整個電池失效。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種制備硅/鈣鈦礦疊層太陽能電池的方法，使得鈣鈦礦薄膜可以均勻的沉積在硅電池的表面。

本發明的制備硅/鈣鈦礦疊層太陽能電池的方法包括：

制備硅電池；

在所述硅電池上制備鈣鈦礦電池，包括：在所述硅電池上制備電子傳輸層或空穴傳輸層；在所述電子傳輸層或所述空穴傳輸層上蒸鍍含鉛鹵化物；和使有機鹵化物蒸氣與所述蒸鍍的含鉛鹵化物進行反應形成鈣鈦礦層。

進一步地，硅電池的硅片為制絨的硅片。優選地，所述制絨的硅片具有金字塔狀絨面。優選地，所述金字塔絨面的金字塔的高度為0.5-5微米。

進一步地，所述鈣鈦礦層的厚度為200nm-1000nm。

進一步地，形成鈣鈦礦層的步驟包括：

加熱有機鹵化物形成有機鹵化物蒸氣；

所形成的有機鹵化物蒸氣吸附在所述含鉛鹵化物上進行反應；和

將制備的電池片進行退火處理形成鈣鈦礦層。

采用本發明的加熱有機鹵化物形成蒸氣與含鉛鹵化物反應制備硅/鈣鈦礦疊層電池的方法，使得鈣鈦礦薄膜可以均勻的沉積在硅電池金字塔的表面，從而使電池光電轉化效率得到提升，克服了采用旋涂法制備的鈣鈦礦薄膜容易在硅電池的金字塔底部堆積的技術問題。

此外，本發明的技術方法采用加熱蒸氣吸附的方式可以容易地制備大面積鈣鈦礦薄膜。

本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖的描述來實現和獲得。

附圖說明