[發明專利]四端疊層鈣鈦礦太陽能電池

在審

• 申請號: 202210405808.2
• 申請日: 2022-04-18
• 公開（公告）號: CN114759142A
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 華碧新能源技術研究(蘇州)有限公司
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42
• 代理公司: 上海圖靈知識產權代理事務所(普通合伙) 31393
• 代理人: 劉紅梅

本發明提供了一種四端疊層鈣鈦礦太陽能電池，涉及太陽能電池技術領域。包括透明基底層、沉積于透明基底層上的下層鈣鈦礦結構、以及堆疊在下層鈣鈦礦結構上的上層鈣鈦礦結構；所述下層鈣鈦礦結構和上層鈣鈦礦結構之間設置有雙面導電層；所述下層鈣鈦礦結構包括從上向下依次疊設的第一導電電極層、第一傳輸層、第一接觸界面層、第一鈣鈦礦層、第二接觸界面層和第二傳輸層；所述上層鈣鈦礦結構包括從上向下依次疊設的第三傳輸層、第三接觸界面層、第二鈣鈦礦層、第四接觸界面層、第四傳輸層和第二導電電極層。本發明采用具有雙面導電層的機械堆疊結構，具有能減少入射光的反射率、提高轉化效率的優點。

技術領域

本發明屬于太陽能電池技術領域，特別涉及一種四端疊層鈣鈦礦太陽能電池。

背景技術

太陽能是由太陽內部氫原子發生氫氦聚變釋放出巨大核能而產生的，來自太陽的輻射能量。人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。太陽能是一種可再生的清潔能源，對于人類的可持續發展具有重要的意義。

太陽能電池，是一種利用太陽光直接發電的光電半導體薄片，是通過光電效應或者光化學效應直接把光能轉化成電能的裝置，只要被滿足一定照度條件的光照度，就可輸出電壓及在有回路的情況下產生電流。

鈣鈦礦太陽能電池是利用鈣鈦礦型的有機金屬鹵化物半導體作為吸光材料的太陽能電池。鈣鈦礦最初單指鈦酸鈣（CaTiO3）這種礦物，后來把結構為ABX3以及與之類似的晶體統稱為鈣鈦礦物質。正如在很多領域，提升效率是降低成本的有效手段一樣，對于鈣鈦礦太陽能太陽電池而言，提高光電轉換效率可有效降低單位面積光伏發電成本。然而，縱然再提高效率，單結電池也難以突破理論效率極限。

疊層鈣鈦礦太陽能電池由于不同半導體吸收不同波長的光，能突破單結電池的理論效率極限，因而成為領域研究的新方向。具有轉化效率高、制備成本低、帶隙可調、結構和缺陷容忍度高等優點，能與硅電池結合，也能與銅銦鎵硒電池結合，在成本不增加的情況下，可進一步提升電池的實際光電轉化效率。

疊層鈣鈦礦太陽能電池分為集成一體結構、機械堆疊結構與光譜分離結構三種。

在機械堆疊結構中，一般采用上電池層、中間透明膜層、下電池層的疊層結構。

專利 CN 209515740 U 公開了一種四端疊層鈣鈦礦太陽能電池，包括：至少能夠完全吸收太陽光內的短波長光線而使長波長光線完全透過的第一太陽能電池單元，以及能夠完全吸收太陽光內的長波長光線的第二太陽能電池單元，并且，所述第一太陽能電池單元疊設在第二太陽能電池單元上方；所述第一太陽能電池單元包括從上向下依次疊設的第一上電極、第一傳輸層、第一鈣鈦礦層、第二傳輸層和第一下電極，所述第二太陽能電池包括從上向下依次疊設的第二上電極、第三傳輸層、第二鈣鈦礦層、第四傳輸層和第二下電極。

然而，傳統結構采用中間透明膜層結構的鈣鈦礦太陽能機械疊層結構的電池，需要額外制備一層透明導電層，增加了成本、同時透明導電層的界面增加了入射光的反射率、增加了電荷有害輻射復合的幾率。

綜上所述，如何提供一種無需額外透明導電層的、機械堆疊結構的四端疊層鈣鈦礦太陽能電池是當前亟需解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供了一種四端疊層鈣鈦礦太陽能電池，采用雙面導電層的機械堆疊結構，具有能減少入射光的反射率的優點。

一種四端疊層鈣鈦礦太陽能電池，包括透明基底層、沉積于透明基底層上的下層鈣鈦礦結構、以及堆疊在下層鈣鈦礦結構上的上層鈣鈦礦結構；所述下層鈣鈦礦結構和上層鈣鈦礦結構之間設置有雙面導電層；

所述下層鈣鈦礦結構包括從上向下依次疊設的第一導電電極層、第一傳輸層、第一接觸界面層、第一鈣鈦礦層、第二接觸界面層和第二傳輸層；

所述上層鈣鈦礦結構包括從上向下依次疊設的第三傳輸層、第三接觸界面層、第二鈣鈦礦層、第四接觸界面層、第四傳輸層和第二導電電極層。