[发明专利]一种叠层太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种叠层太阳能电池及其制备方法，包括顶电池、硅基合金薄膜隧穿结和底电池，所述硅基合金薄膜隧穿结位于顶电池和底电池之间，所述硅基合金薄膜隧穿结包括n型层和p型层；所述n型层包括至少一层n型硅基合金薄膜层，所述n型硅基合金薄膜层为n型的SiO_x层或n型的SiC_y层，其中0＜x＜2，其中0＜y＜1；所述p型层包括至少一层p型硅基合金薄膜层，所述p型硅基合金薄膜层为p型的SiO_x层或p型的SiC_y层，其中0＜x＜2，其中0＜y＜1。本发明的叠层太阳能电池具有增大带隙的隧穿结，隧穿结对光的吸收减小，提高了叠层电池的短路电流，使得叠层电池的光电转换效率提高。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是指一种叠层太阳能电池及其制备方法。

背景技术

钙钛矿太阳能电池因其具有光电转换效率高、成本低、制作简单等突出优点，成为最具前景的太阳能电池，同时也是研究热点。宽带隙的钙钛矿吸收层非常有利于和硅基太阳能电池组成双结电池，且具有优于钙钛矿单结电池的稳定性，但是钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池的效率和理论效率依然有较大的差距。

目前研究的钙钛矿/硅基异质结叠层电池一般在顶电池和底电池之间设置一种高浓度掺杂层，其作用是复合顶电池和底电池收集的电荷，减小或消除顶电池和底电池在叠层电池的界面处产生与整个电池pn结方向相反的反向pn结，使得两个电池有效的串联在一起形成叠层电池。现有技术中采用硅基薄膜作为叠层太阳能电池的隧穿结，硅基薄膜隧穿结易高浓度掺杂，能够形成较好的隧穿效果，并且易于产业化制备，取得了较好的结果。

硅基薄膜(非晶硅、纳米硅)隧穿结一般由高掺杂的p型层和n型层构成。p型层靠近叠层电池界面上的p型材料，n型层靠近叠层电池界面上的n型材料。应用于钙钛矿/硅基异质结叠层电池的钙钛矿顶电池的吸收层理想带隙为1.75eV，目前的隧穿结采用非晶硅(带隙1.72eV)或者纳米硅(带隙1.2eV)的带隙均小于钙钛矿吸收层的带隙。当光照射入太阳电池时，顶电池的吸收层先吸收光子能量大于等于1.75eV的光；小于1.75eV光的透过钙钛矿太阳电池，进入隧穿结和硅基异质结底电池。由于隧穿结带隙为1.72eV或者1.2eV，部分透过钙钛矿吸收层的光会被隧穿结吸收，导致进入硅基异质结电池吸收层的光子数量减少，进而使得硅基异质结电池的电流减小。对于叠层电池而言，其电流由叠层电池中电流较小的电池决定，因此底电池电流的减小降低了整个叠层电池的电流，影响了叠层电池的光电转换效率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种叠层太阳能电池，提高隧穿结的带隙，减小隧穿结对光的吸收，进而提高叠层电池的光电转换效率。

基于上述目的本发明提供的一种叠层太阳能电池，包括顶电池、硅基合金薄膜隧穿结和底电池，所述硅基合金薄膜隧穿结位于顶电池和底电池之间，所述硅基合金薄膜隧穿结包括n型层和p型层；所述n型层包括至少一层n型硅基合金薄膜层，所述n型硅基合金薄膜层为n型的SiO_x层或n型的SiC_y层，其中0＜x＜2，其中0＜y＜1；所述p型层包括至少一层p型硅基合金薄膜层，所述p型硅基合金薄膜层为p型的SiO_x层或p型的SiC_y层，其中0＜x＜2，其中0＜y＜1。

在本发明的一些实施例中，所述SiO_x层为非晶SiO_x层或纳米SiO_x层；所述SiC_y层为非晶SiC_y层或纳米SiC_y层。

在本发明的一些实施例中，所述非晶SiO_x层的带隙为1.73ev～2.4ev；所述非晶SiC_y层的带隙为1.73ev～2.5ev；所述纳米SiO_x层的带隙为1.2ev～2.4ev；所述纳米SiC_y层的带隙为1.2ev～2.5ev。