[發明專利]一種硅/鈣鈦礦三端疊層太陽電池結構以及制備方法

在審

• 申請號: 202110515334.2
• 申請日: 2021-05-13
• 公開（公告）號: CN115347071A
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 楊穎;周玉榮;尚佳丞;王琦
• 申請（專利權）人: 中國科學院大學
• 主分類號: H01L31/0687
• 分類號: H01L31/0687;H01L31/028;H01L31/0216;H01L31/0224;H01L31/18;H01L51/42;H01L51/46;H01L51/44
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1.一種硅/鈣鈦礦三端疊層太陽電池，其特征在于，其結構從上倒下依次為鈣鈦礦頂層太陽電池單元和背接觸硅異質結太陽電池單元。

2.根據權利1要求所述的一種硅/鈣鈦礦三端疊層太陽電池，其特征在于：鈣鈦礦頂層太陽電池單元的結構從上到下依次設置為第一金屬電極層（1）、第一減少反射層（2）、第一透明導電層（3）、第一緩沖層（4）、第一傳輸層（5）、第一鈍化層（6）、鈣鈦礦吸收層（7）和第二傳輸層（8）。

3.根據權利2要求所述的一種硅/鈣鈦礦三端疊層太陽電池，其特征在于：鈣鈦礦吸收層（7）的禁帶寬度為1.6-1.8eV。

4.根據權利2要求所述的一種硅/鈣鈦礦三端疊層太陽電池，其特征在于：所述的減反層材料（2）的折射率應在空氣與鈣鈦礦的折射率之間，所選材料可以是LiF和MgF2等氟化物材料，或者透明導電氧化物（TCO）、氮化硅、聚二甲基硅氧烷（PDMS）中的任意一種。

5.根據權利2要求所述的一種硅/鈣鈦礦三端疊層太陽電池，其特征在于：所述的透明導電層（3）能夠有效收集電池的電流并且高透過，所選材料優先為透明導電氧化物薄膜，例如氧化銦錫（ITO）、氧化銦鋅（IZO）、摻鋁氧化鋅（AZO）、摻鎢氧化銦（IWO）、摻鋯氧化銦（IZrO）等任意一種。

6.根據權利1要求所述的一種硅/鈣鈦礦三端疊層太陽電池，其特征在于：背接觸硅電池單元從上到下的結構依次設置為硅襯底（9）、鈍化層（10）、第三傳輸層（11）和第四傳輸層（12），第二金屬電極層（13）。

7.根據權利1要求所述的一種硅/鈣鈦礦三端疊層太陽電池，其特征在于：硅襯底（9）為n型晶硅或者p型晶硅襯底，可以為雙面拋光型，單面拋光型，單面制絨型或者雙面制絨型結構中的任意一種。

8.根據權利7要求所述的一種硅/鈣鈦礦三端疊層太陽電池，其特征在于：鈍化層（10）需要對晶硅襯底表面的缺陷進行鈍化，鈍化材料可以是非晶硅、氧化硅、氧化鋁等材料中的任何一種。

9.根據權利2和6要求所述的一種硅/鈣鈦礦三端疊層太陽電池，其特征在于：所述的n型半導體材料與電子傳輸層選擇材料相同，所選的電子傳輸層選擇材料可以是二氧化鈦（TiO2）、二氧化錫（SnO2）、氧化鋅（ZnO）、富勒烯衍生物（[6，6]-phenyl-C61-butyric acidmethyl ester，PC61BM）和碳60（C60）中的任意一種。

10.根據權利2和6要求所述的一種硅/鈣鈦礦三端疊層太陽電池，其特征在于：所述的p型半導體材料與空穴傳輸層選擇材料相同，所選的空穴傳輸層選擇材料可以是有機材料，例如聚 3,4-乙撐二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸鹽（PEDOT:PSS）、聚[雙(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]（PTAA）、聚（3-己基噻吩-2,5-二基）（P3HT）2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴（spiro-MeOTAD）、四硫富瓦烯（tetrathiafulvalene）) 中的至少一種，或者是無機化合物，例如于氧化銅（CuO），碘化亞銅（CuI），氧化鎳（NiOx）和硫氰化銅（CuSCN）中的任意一種。