[发明专利]薄膜太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明提供了薄膜太阳能电池及其制备方法，该薄膜太阳能电池包括依次层叠设置的透明电极、钙钛矿吸光层、空穴传输层和金属电极，其中，金属电极中具有多个间隔设置的开口，开口贯穿金属电极且开口的底部延伸至空穴传输层中。该电池中通过设置开口可以实现双面发电，且可以抑制空穴传输层的光吸收，同时不会造成明显的电阻性损耗，进而能够提高太阳光利用率，提高电池的能量转换效率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及薄膜太阳能电池及其制备方法。

背景技术

目前，钙钛矿太阳能电池作为新型高效率薄膜太阳能电池吸引了广泛关注，其吸光层为薄膜型吸光层，可以很容易的通过溶液涂敷法制备获得，且制作过程中大部分工序都可以在低温条件下进行，进而可以制备获得柔性钙钛矿电池。另外，据报道其能量转换效率可高于20％，但目前太阳能电池的能量转换效率仍较低，为了进一步提高电池的能量转换效率，研究人员提出同时吸收太阳能电池两侧阳光的双面太阳能电池，目前双面太阳能电池的研究主要集中在晶体硅太阳能电池上，鲜少有人研究双面薄膜太阳能电池，虽然有人提出两个太阳能电池的叠层结构，彼此面对或对称地排列，然而，制造工艺更加复杂，且耗费的材料也相应增加，进而产品成本大大增加。

因而，目前关于双面薄膜太阳能电池的研究仍有待深入。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种可以实现双面发电的薄膜太阳能电池。

在本发明的一个方面，本发明提供了一种薄膜太阳能电池。根据本发明的实施例，该薄膜太阳能电池包括依次层叠设置的透明电极、钙钛矿吸光层、空穴传输层和金属电极，其中，所述金属电极中具有多个间隔设置的开口，所述开口贯穿所述金属电极且所述开口的底部延伸至所述空穴传输层中。发明人发现，通过在金属电极上设置开口，太阳光可以从电池背面进入吸光层，进而可以有效实现双面发电，而开口延伸至空穴传输层中，可以在减少空穴传输层的光吸收的同时，避免明显增大空穴传输层的电阻，进而能够有效提高太阳光利用率和电池的能量转换效率。

根据本发明的实施例，所述开口的形状包括长条形、圆形、三角形、规则多边形或不规则多边形中的至少一种。

根据本发明的实施例，所述金属电极为单层结构或多层结构。

根据本发明的实施例，所述金属电极中，所述开口的面积与所述金属电极的总面积的比大于0.3且小于0.9。

根据本发明的实施例，所述开口底部的所述空穴传输层的厚度为10nm～100nm。

根据本发明的实施例，所述空穴传输层的材质为有机材料，且为单层结构或多层结构。

根据本发明的实施例，所述空穴传输层的折射率为1.6～2。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种薄膜太阳能电池。根据本发明的实施例，该薄膜太阳能电池包括依次层叠设置的透明电极、钙钛矿吸光层、空穴传输层、透明缓冲层和金属电极，其中，所述金属电极中具有多个间隔设置的开口，所述开口贯穿所述金属电极且所述开口的底部延伸至所述透明缓冲层中。发明人发现，通过在金属电极上设置开口，太阳光可以从电池背面进入吸光层，进而可以有效实现双面发电，而开口延伸至透明缓冲层中，可以在减少透明缓冲层的光吸收的同时，避免明显增大透明缓冲层的电阻，进而能够有效提高太阳光利用率和电池的能量转换效率。

根据本发明的实施例，所述开口的形状包括长条形、圆形、三角形、规则多边形或不规则多边形中的至少一种。

根据本发明的实施例，所述金属电极为单层结构或多层结构。

根据本发明的实施例，所述金属电极中，所述开口的面积与所述金属电极的总面积的比大于0.3且小于0.9。