[發明專利]一種具有倒置結構的鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層太陽電池

在審

• 申請號: 202210368908.2
• 申請日: 2022-04-08
• 公開（公告）號: CN114914365A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 譚海仁;王玉瑞
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/48
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 黃欣

1.一種鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層太陽能電池，其特征在于：從襯底到迎光面依次包括：襯底、非金屬導電層、第一傳輸層、窄帶隙鈣鈦礦層、第二傳輸層、隧穿復合結、第三傳輸層、寬帶隙鈣鈦礦層、第四傳輸層、緩沖層和透明導電層；

所述襯底為非導電襯底、導電金屬薄膜或兩者的組合；

所述非金屬導電層采用導電性材料制成；

所述隧穿復合結由致密層和載流子復合層組成，致密層直接與第二傳輸層相連接，所述致密層采用氧化鉬、氧化釩、2,9-二甲基-4,7-聯苯-1,10-鄰二氮雜菲、氧化錫、氧化鈦或氧化鎢中的一種或多種材料制成，所述載流子復合層為金屬納米顆粒薄膜、非致密的金屬島狀結構、金屬氧化物納米顆粒或金屬氧化物薄膜；

所述緩沖層采用氧化鉬、氧化釩、2,9-二甲基-4,7-聯苯-1,10-鄰二氮雜菲、氧化錫、氧化鈦或氧化鎢中的一種或多種材料制成；

所述透明導電層為氧化銦錫薄膜、摻鋁氧化鋅薄膜、摻鎵氧化鋅薄膜、摻氟氧化錫薄膜、氧化銦鋅薄膜、氧化銦鎢薄膜、銀納米線、金屬層或石墨烯薄膜的一種或多種。

2.根據權利要求1所述的鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層太陽能電池，其特征在于：所述非導電襯底的材質為玻璃、聚萘二甲酸二醇酯、聚對苯二甲酸乙二酯或聚酰亞胺；所述導電金屬薄膜的材質為銅、鋁、鈦或金。

3.根據權利要求1所述的鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層太陽能電池，其特征在于：所述非金屬導電層采用氧化銦錫、摻鋁氧化鋅、摻鎵氧化鋅、摻氟氧化錫、氧化銦鋅、氧化銦鎢或石墨烯中的一種或多種導電性材料制成。

4.根據權利要求1所述的鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層太陽能電池，其特征在于：所述疊層太陽能電池中，第一傳輸層為空穴傳輸層、第二傳輸層為電子傳輸層、第三傳輸層為空穴傳輸層、第四傳輸層為電子傳輸層；

或者，第一傳輸層為電子傳輸層、第二傳輸層為空穴傳輸層、第三傳輸層為電子傳輸層、第四傳輸層為空穴傳輸層。

5.根據權利要求4所述的鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層太陽能電池，其特征在于：所述空穴傳輸層采用p型半導體材料制成，所述電子傳輸層采用n型半導體材料制成。

6.根據權利要求1所述的鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層太陽能電池，其特征在于：所述致密層采用n型或p型半導體材料制備。

7.根據權利要求1-6任一項所述的鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層太陽能電池，其特征在于：在透明導電層表面還有金屬柵線電極。

8.根據權利要求7所述的鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層太陽能電池，其特征在于：所述金屬柵線電極采用金、鈀、銀、鈦、鉻、鎳、鋁或銅等金屬材料中的一種或者幾種組合制備。

9.權利要求1至6任一項所述鈣鈦礦/鈣鈦礦疊層太陽能電池的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1，取非導電襯底或導電金屬薄膜備用，或者在非導電襯底上沉積導電金屬薄膜作為襯底備用；

步驟2，在上述襯底表面制備非金屬導電層；

步驟3，在非金屬導電層表面制備第一傳輸層；

步驟4，在第一傳輸層表面制備窄帶隙鈣鈦礦層；

步驟5，在窄帶隙鈣鈦礦層表面制備第二傳輸層；

步驟6，在第二傳輸層表面制備致密層，然后制備載流子復合層，得到隧穿復合結；

步驟7，在隧穿復合結表面制備第三傳輸層；

步驟8，在第三傳輸層表面制備寬帶隙鈣鈦礦層；

步驟9，在寬帶隙鈣鈦礦層表面制備第四傳輸層；

步驟10，在第四傳輸層表面制備緩沖層；

步驟11，在緩沖層表面制備透明導電層，得到所述疊層太陽能電池。