[發(fā)明專利]一種基于機械壓合的鈣鈦礦-硅兩端串聯(lián)電池及制備方法

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• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN112864262A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設計）人: 張春福;龐商政;陳大正;朱衛(wèi)東;董航;張進成;郝躍
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L31/043
• 分類號: H01L31/043;H01L31/05;H01L31/18
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

1.一種基于機械壓合的鈣鈦礦-硅兩端串聯(lián)電池，其特征在于，包括：鈣鈦礦電池和硅電池；其中，

所述鈣鈦礦電池的第一端面形成有第一鏤空電極層；

所述硅電池的第二端面形成有第二鏤空電極層；

所述鈣鈦礦電池和所述硅電池被機械壓合在一起實現(xiàn)串聯(lián)，串聯(lián)部分為所述第一鏤空電極層和所述第二鏤空電極層對接形成的透光導電層。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于機械壓合的鈣鈦礦-硅兩端串聯(lián)電池，其特征在于，所述第一鏤空電極層和所述第二鏤空電極層均為一層金屬柵線。

3.根據(jù)權利要求2所述的基于機械壓合的鈣鈦礦-硅兩端串聯(lián)電池，其特征在于，所述第一端面為所述鈣鈦礦電池的下端面；

所述鈣鈦礦電池自上而下包括：玻璃層、透明導電氧化物層、電子傳輸層、鈣鈦礦光吸收層、空穴傳輸層以及一層所述金屬柵線。

4.根據(jù)權利要求3所述的基于機械壓合的鈣鈦礦-硅兩端串聯(lián)電池，其特征在于，所述第二端面為所述硅電池的上端面；

所述硅電池自下而上包括：底部電極、P型硅襯底、N型硅發(fā)射層、制絨層以及一層所述金屬柵線。

5.根據(jù)權利要求4所述的基于機械壓合的鈣鈦礦-硅兩端串聯(lián)電池，其特征在于，所述硅電池中的所述金屬柵線是印刷在所述制絨層上表面的；所述鈣鈦礦電池中的所述金屬柵線是印刷在所述空穴傳輸層下表面的。

6.根據(jù)權利要求5所述的基于機械壓合的鈣鈦礦-硅兩端串聯(lián)電池，其特征在于，所述金屬柵線的高度為2μm±1μm。

7.根據(jù)權利要求2至6任一項所述的基于機械壓合的鈣鈦礦-硅兩端串聯(lián)電池，其特征在于，所述金屬柵線的材質為銀或鋁。

8.一種基于機械壓合的鈣鈦礦-硅兩端串聯(lián)電池的制備方法，其特征在于，包括：

步驟A：制作鈣鈦礦電池，并在所述鈣鈦礦電池的第一端面制作第一鏤空電極層；

步驟B：制作硅電池，并在所述硅電池的第二端面制作第二鏤空電極層；

步驟C：對制作完畢的所述鈣鈦礦電池和所述硅電池進行機械壓合，以使所述第一鏤空電極層和所述第二鏤空電極層對接形成透光導電層，實現(xiàn)所述鈣鈦礦電池和所述硅電池的串聯(lián)。

9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一鏤空電極層和所述第二鏤空電極層均為一層金屬柵線；所述第一端面為所述鈣鈦礦電池的下端面；

所述制作鈣鈦礦電池，并在所述鈣鈦礦電池的第一端面制作第一鏤空電極層，包括：

獲取沉積有透明導電氧化物的玻璃襯底；

在所述玻璃襯底的下表面旋涂電子傳輸材料，并在旋涂完畢后進行退火處理，形成電子傳輸層；

在所述電子傳輸層的下表面旋涂鈣鈦礦溶液，并在旋涂完畢后進行退火處理，形成鈣鈦礦光吸收層；

采用旋涂工藝在所述鈣鈦礦光吸收層的下表面制作空穴傳輸層；

在所述空穴傳輸層的下表面印刷一層金屬柵線，得到制作完成的鈣鈦礦電池。

10.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一鏤空電極層和所述第二鏤空電極層均為一層金屬柵線；所述第二端面為所述硅電池的上端面；

所述制作硅電池，并在所述硅電池的第二端面制作第二鏤空電極層，包括：

獲取硅片；

采用各向異性腐蝕工藝在所述硅片的上表面制作絨面，形成制絨層；

從所述制絨層對所述硅片進行磷擴散，以在所述硅片表面生長PN結；

移除所述硅片的下表面以及周邊生長的PN結，僅保留所述制絨層下方的PN結；

在所述制絨層的上表面印刷一層金屬柵線，并在所述硅片的下表面制作底部電極，得到制作完成的鈣鈦礦電池。