[发明专利]一种基于超薄p型多晶硅膜的钙钛矿太阳能电池

说明书

本发明公开了一种基于超薄p型多晶硅膜的钙钛矿太阳能电池，包括透明基板、超薄p型多晶硅膜、吸光层、电子抽取层和金属电极，透明基板、超薄p型多晶硅膜、吸光层、电子抽取层和金属电极依次从下到上排列。本发明采用超薄p型多晶硅膜作为钙钛矿太阳能电池中的单一空穴传输层，无需高昂的ITO、FTO等透明导电薄膜，使电池的成本锐减，因此本发明的成本低；本发明的超薄p型多晶硅膜具有高结晶性和低缺陷密度，使空穴抽取能力增强，保证电荷的畅通传输；本发明选用的超薄p型多晶硅膜与钙钛矿材料的吸光层，使得接触界面十分稳定，进而导致电池的耐用性大大提升。

技术领域

本发明涉及太阳能电池，特别是涉及一种基于超薄p型多晶硅膜的钙钛矿太阳能电池。

背景技术

太阳能是地球上最丰富的环境友好型再生资源，吸引了人们极大的关注以满足不断增长的全球能源消费需求。发展安全、清洁和高效的太阳能转换技术或太阳能光伏发电技术无疑是最迫切的问题之一。传统的光伏器件主要为晶硅太阳能电池，目前仍占据市场主导地位。为了减少制造成本和优化功率转换效率，薄膜、非晶硅、量子点和染料等新型光伏技术已经被陆续开发。

然而，迄今为止，大多数新型光伏技术和材料的进一步发展仍然面临严峻挑战。近年来，金属卤化物钙钛矿材料已成为最有希望用于下一代太阳能电池的光捕获材料。钙钛矿材料可低温溶液加工，没有传统半导体中存在的多余缺陷。此外，它们具有独特的光电性质如合适的吸光范围、高消光系数、长电荷载流子扩散长度、高缺陷容限度、可调谐带隙和高电荷载流子迁移率等，这些优异的特性使钙钛矿太阳能电池的认证效率超过了24％，这项新技术已经具备与传统商业太阳能技术竞争的潜力。

发明内容

本发明的目的是克服现有产品中的不足，提供一种基于超薄p型多晶硅膜的钙钛矿太阳能电池。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于超薄p型多晶硅膜的钙钛矿太阳能电池，包括透明基板、超薄p型多晶硅膜、吸光层、电子抽取层和金属电极，透明基板、超薄p型多晶硅膜、吸光层、电子抽取层和金属电极依次从下到上排列。

作为优选，透明基板的材料包括玻璃、塑料和云母片。

作为优选，吸光层的材料为QDX₃型钙钛矿材料，所述Q为Cs⁺、CH₃NH₃⁺、CH(NH₂)₂⁺、CH₃(CH₂)₃NH₃⁺中的至少一种，所述D为Pb²⁺、Sn²⁺中的至少一种，所述X为Br-、I-、Cl-中的至少一种。

作为优选，电子抽取层的材料为富勒烯及其衍生物、TiO₂、Zn₂SnO₄、ZnO、SnO₂或n型钙钛矿半导体氧化物。

作为优选，所述金属电极的材料为金、银、铜、铝、镍、钛中的至少一种。

作为优选，超薄p型多晶硅膜的厚度为5～600nm。

作为优选，超薄p型多晶硅膜的制备方法为化学气相沉积法、固相晶化非晶硅薄膜法或金属诱导晶化非晶硅薄膜法。

本发明的有益效果如下：1、本发明采用超薄p型多晶硅膜作为钙钛矿太阳能电池中的单一空穴传输层，无需高昂的ITO、FTO等透明导电薄膜，使电池的成本锐减，因此本发明的成本低；2、本发明的超薄p型多晶硅膜具有高结晶性和低缺陷密度，使空穴抽取能力增强，保证电荷的畅通传输；3、本发明选用的超薄p型多晶硅膜与钙钛矿材料的吸光层，使得接触界面十分稳定，进而导致电池的耐用性大大提升。

附图说明