[发明专利]一种太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种太阳能电池，包括n型氮化物半电池，其特征在于，还包括p型钙钛矿半电池，所述p型钙钛矿半电池设置于所述n型氮化物半电池上，所述n型氮化物半电池和所述p型钙钛矿半电池构成异质结。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述n型氮化物半电池包括单晶衬底、n型氮化镓层、应力释放层和量子阱层，沿远离所述衬底的方向，所述n型氮化镓层、所述应力释放层和所述量子阱层依次叠置。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，所述p型钙钛矿半电池包括钙钛矿吸收层和空穴传输层，沿远离所述衬底的方向，所述钙钛矿吸收层和所述空穴传输层依次叠置于所述量子阱层上。

4.根据权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于，所述n型氮化镓层中形成有贯穿其厚度的穿透位错，所述应力释放层中对应在所述穿透位错的正上方形成有V型凹槽，所述V型凹槽还向远离所述衬底的方向延伸至贯通所述量子阱层；

所述钙钛矿吸收层覆盖所述量子阱层，且所述钙钛矿吸收层材料充满所述V型凹槽。

5.根据权利要求4所述的太阳能电池，其特征在于，所述V型凹槽的开口尺寸范围为0～1μm；所述V型凹槽的深度尺寸范围为0～1μm。

6.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，所述量子阱层包括由In_xGa_1-xN量子阱层和GaN量子垒层相互叠置构成的叠层单元，其中，0x0.5。

7.根据权利要求6所述的太阳能电池，其特征在于，所述叠层单元的数量为10～100个。

8.一种如权利要求1-7任意一项所述的太阳能电池的制备方法，包括制备n型氮化物半电池，其特征在于，还包括在所述n型氮化物半电池上制备p型钙钛矿半电池。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述制备n型氮化物半电池包括：

将单晶衬底在200～1000℃下通入氢气进行清洗；

在所述衬底上生长n型氮化镓层，同时所述n型氮化镓层与所述衬底之间的应力作用在所述n型氮化镓层中生成贯穿其厚度的穿透位错；其中，所述n型氮化镓层的生长温度范围为900～1100℃，所述n型氮化镓层n型掺杂的掺杂浓度范围为1×10¹⁷cm^-3～1×10¹⁹cm^-3；

在所述n型氮化镓层上生长应力释放层，同时所述n型氮化镓层与所述衬底之间的应力作用在所述应力释放层中形成V型凹槽；

在所述应力释放层上生长量子阱层，同时所述n型氮化镓层与所述衬底之间的应力作用使所述V型凹槽延伸至贯通所述量子阱层；

在N₂和NH₃或者H₂和NH₃混合气体氛围中退火烤掉部分所述V型凹槽斜面上的所述量子阱层材料；其中退火温度范围为700℃～1200℃；

将制备形成的所述n型氮化物半电池冷却至室温。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述制备p型钙钛矿半电池包括：

在冷却至室温的所述n型氮化物半电池的所述量子阱层上旋涂PbI₂的DMF溶液，自然晾干；再在所述量子阱层上旋涂CH₃NH₃I的异丙醇溶液，在150℃下退火30分钟，形成钙钛矿吸收层；

取重均分子量50000g/mol，规整度大于95％的P₃HT，溶于1,2-二氯苯溶液中，溶液浓度5mg/ml，将所述溶液旋涂在所述钙钛矿吸收层上，形成空穴传输层。