[發明專利]一種鈣鈦礦吸收層/空穴傳輸層界面的處理方法和鈣鈦礦太陽能電池

有效

• 申請號: 202211003358.0
• 申請日: 2022-08-22
• 公開（公告）號: CN115084395B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 肖平;趙政晶;趙志國;趙東明;李新連;蔡子賀;劉云;伏豐義;秦文濤
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司;華能新能源股份有限公司
• 主分類號: H01L51/48
• 分類號: H01L51/48;H01L51/42;H01L51/44
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王歡

本發明提供了一種鈣鈦礦吸收層/空穴傳輸層界面的處理方法和鈣鈦礦太陽能電池，方法包括以下步驟：在空穴傳輸層上制備含釩納米薄膜后450~550℃下退火；或在空穴傳輸層上將含釩納米粉體250~350℃下退火后形成分散液，烘干，得到鈍化層；再在所述鈍化層上制備鈣鈦礦吸收層；所述鈍化層的組成為V_1?x1M_x1O_y；0≤x1≤1；2y2.5所述M選自Mg、Cu、Cr、W、Nb、Mo、B、H、Zr、Sn、La和Ti中的一種或多種。該處理方法在鈣鈦礦吸收層和空穴傳輸層界面形成鈍化層，作為界面緩沖層，能夠有效提高材料界面穩定性，進而提高太陽能電池的穩定性。

技術領域

本發明屬于太陽能電池技術領域，尤其涉及一種鈣鈦礦吸收層/空穴傳輸層界面的處理方法和鈣鈦礦太陽能電池。

背景技術

鈣鈦礦太陽能電池主要由透明導電基板、電子傳輸層、鈣鈦礦層、空穴傳輸層和背電極組成。太陽能電池是一種將光能轉換為電能的半導體光電器件，在能源轉化領域具有重要研究價值。

鈣鈦礦太陽能電池為多層膜堆垛結構，由于鈣鈦礦材料穩定性價差，在使用過程中存在明顯的離子遷移，會導致器件界面處失穩或電荷傳輸層材料講解等不宜。此外，太陽能電池熱循環服役條件下，由于鈣鈦礦吸光層與電荷傳輸之間的熱膨脹系數不匹配易產生較大的剪切應力，從而在界面處脫層導致器件失效。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種鈣鈦礦吸收層/空穴傳輸層界面的處理方法和鈣鈦礦太陽能電池，該處理方法在鈣鈦礦吸收層和空穴傳輸層界面形成鈍化層，作為界面緩沖層，能夠有效提高材料界面穩定性，進而提高太陽能電池的穩定性。

本發明提供了一種鈣鈦礦吸收層/空穴傳輸層界面的處理方法，包括以下步驟：

在空穴傳輸層上制備含釩納米薄膜后450~550℃下退火；

或在空穴傳輸層上將含釩納米粉體250~350℃下退火后，進行分散形成分散液，烘干，得到鈍化層；

再在所述鈍化層上制備鈣鈦礦吸收層；

所述鈍化層的組成為V_1-x1M_x1O_y；0≤x1≤1；2y2.5；

所述M選自Mg、Cu、Cr、W、Nb、Mo、B、H、Zr、Sn、La和Ti中的一種或多種。

圖1為鈣鈦礦吸收層/空穴傳輸層界面的處理方法的退火或烘干示意圖；其中，低溫態為粉體分散液烘干形成鈍化層示意圖，高溫態為薄膜退火形成鈍化層示意圖。

本發明優選通過磁控濺射制備含釩納米薄膜。

在本發明中，所述含釩納米薄膜為VO₂薄膜；所述含釩納米粉體選自V_0.99W_0.01O₂納米粉體、或VO₂納米粉體、或V_0.95Al_0.05O₂納米粉體；經退火或烘干后，形成的鈍化層的組成為V_1-x1M_x1O_y；0≤x1≤1；2y2.5；具體實施例中，所述鈍化層為P型摻雜的VO₂納米粉體層、W摻雜VO₂納米粉體層、Al摻雜VO₂納米粉體層、或P型摻雜的VO₂薄膜層。

在本發明中，所述450~550℃下退火的空氣分壓1000~10000Pa，時間6min以上；具體實施例中，高溫態處理的條件包括溫度540℃、時間1000s、空氣分壓為5000Pa。