[发明专利]一种制备硅/钙钛矿叠层太阳能电池的方法

说明书

本发明公开了一种制备硅/钙钛矿叠层太阳能电池的方法，所述方法包括制备硅电池；在所述硅电池上制备钙钛矿电池，包括：在所述硅电池上制备电子传输层或空穴传输层；在所述电子传输层或所述空穴传输层上蒸镀含铅卤化物；使有机卤化物蒸气与所述蒸镀的含铅卤化物进行反应形成钙钛矿层。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种制备硅/钙钛矿叠层太阳能电池的方法。

背景技术

钙钛矿太阳能电池由于具有光电转换效率高、成本低、制作工艺简单等突出优点，因此成为最具前景的太阳能电池并且已成为全世界研究的热点。目前，钙钛矿电池的转换效率已经达到23.7％，接近晶硅太阳能电池的转换效率26.7％。晶硅电池的转换效率已经接近效率极限，提升空间有限。

为了进一步提升太阳能电池的光电转化效率，叠层太阳能电池技术是解决该问题的有效途径。由于钙钛矿电池具有如上诸多优点，因此钙钛矿电池与硅电池形成的硅/钙钛矿叠层太阳能电池成为了近年来的研究热点。理论上，硅/钙钛矿叠层太阳能电池的转换效率可以超过30％，具有非常大的应用潜力。

目前大部分钙钛矿与晶硅叠层电池的制备过程都是先将硅片进行抛光，以便钙钛矿层可以在硅片上进行很好的成膜。但抛光会增加硅片表面对光的反射，不利于电池对光的吸收，从而限制了电池的转换效率。

一些研究采用具有制绒面的硅片制备硅/钙钛矿叠层太阳能电池。对于这种叠层太阳能电池，现有技术采用蒸镀法与旋涂法结合，例如先在硅片的绒面上蒸镀一层PbI₂层，再在PbI₂上旋涂有机卤化物溶液，再加热退火形成钙钛矿薄膜。硅片制绒后金字塔的高度一般在3-5um，而钙钛矿薄膜的厚度一般是500nm。但采用这种方法制备的钙钛矿薄膜质量较差，钙钛矿薄膜难以均匀地覆盖在金字塔表面，容易堆积在金字塔的塔底，从而影响叠层太阳能电池的转换效率，甚至导致整个电池失效。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种制备硅/钙钛矿叠层太阳能电池的方法，使得钙钛矿薄膜可以均匀的沉积在硅电池的表面。

本发明的制备硅/钙钛矿叠层太阳能电池的方法包括：

制备硅电池；

在所述硅电池上制备钙钛矿电池，包括：在所述硅电池上制备电子传输层或空穴传输层；在所述电子传输层或所述空穴传输层上蒸镀含铅卤化物；和使有机卤化物蒸气与所述蒸镀的含铅卤化物进行反应形成钙钛矿层。

进一步地，硅电池的硅片为制绒的硅片。优选地，所述制绒的硅片具有金字塔状绒面。优选地，所述金字塔绒面的金字塔的高度为0.5-5微米。

进一步地，所述钙钛矿层的厚度为200nm-1000nm。

进一步地，形成钙钛矿层的步骤包括：

加热有机卤化物形成有机卤化物蒸气；

所形成的有机卤化物蒸气吸附在所述含铅卤化物上进行反应；和

将制备的电池片进行退火处理形成钙钛矿层。

采用本发明的加热有机卤化物形成蒸气与含铅卤化物反应制备硅/钙钛矿叠层电池的方法，使得钙钛矿薄膜可以均匀的沉积在硅电池金字塔的表面，从而使电池光电转化效率得到提升，克服了采用旋涂法制备的钙钛矿薄膜容易在硅电池的金字塔底部堆积的技术问题。

此外，本发明的技术方法采用加热蒸气吸附的方式可以容易地制备大面积钙钛矿薄膜。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图的描述来实现和获得。

附图说明