[发明专利]一种背接触无掺杂异质结-钙钛矿叠层太阳电池

说明书

本发明公开了一种背接触无掺杂异质结‑钙钛矿叠层太阳电池，属于太阳能电池技术领域，目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一种背接触无掺杂异质结‑钙钛矿叠层太阳电池，其采用顶部宽带隙1.5‑2.5ev钙钛矿太阳电池和底部窄带隙1.12ev硅基背接触无掺杂异质结太阳电池的叠层组合，充分利用了太阳光谱。底部背接触无掺杂异质结电极设置在底部，正面减少了阴影遮挡面积。使其背接触无掺杂异质结‑钙钛矿叠层太阳电池具有高的光电转换效率和高的开路电压，增加了发电量。本发明适用于太阳能电池。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种背接触无掺杂异质结-钙钛矿叠层太阳电池。

背景技术

随着传统化石能源的储量日益减少，人们开始研究新能源来替代传统化石能源，在新能源领域中，太阳能有着利用简单、安全、无污染等特点，成为科学研究单位的研究焦点。传统单结太阳电池采用单一的材料，例如晶硅太阳电池、非晶硅太阳电池、有机钙钛矿太阳电池、薄膜太阳电池。随着平价上网的政策的落实，科学研究单位开始研发了高效的太阳能电池，单结电池的效率已经达到了瓶颈，许多科研单位开始叠层太阳电池的研究。太阳能电池的理论转换效率取决于光电材料的禁带宽度，叠层电池的结构能将不同的禁带宽度的顶部电池和底部电池结合起来。

最近几年，钙钛矿电池引起了人们的强烈的关注，钙钛矿材料不但具备了无机半导体材料优良的导电性能和稳定性能，还具备了制备比较简单、成本比较低，钙钛矿材料的禁带宽度可以调节，能够充分利用可见光短波段范围380nm-500nm的光，在外量子效率(EQE)有明显的上升，弥补了硅基材料(禁带宽度1.12ev)对光谱利用不充分的缺点。

钙钛矿电池可以和晶硅PERC太阳电池、晶硅PERL太阳电池、晶硅PERT太阳电池、以及SHJ太阳电池和铜铟镓锡太阳电池的叠层组合，说明钙钛矿太阳电池具有很广的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一种背接触无掺杂异质结-钙钛矿叠层太阳电池，其采用顶部宽带隙1.5-2.5ev钙钛矿太阳电池和底部窄带隙1.12ev硅基背接触无掺杂异质结太阳电池的叠层组合，充分利用了太阳光谱。底部背接触无掺杂异质结电极设置在底部，正面减少了阴影遮挡面积。使其背接触无掺杂异质结-钙钛矿叠层太阳电池具有高的光电转换效率和高的开路电压，增加了发电量。

本发明采用的技术方案如下：

一种背接触无掺杂异质结-钙钛矿叠层太阳电池，包括从上到下依次设置的顶部电池和底部电池，顶部电池为钙钛矿太阳电池，钙钛矿太阳电池包括从上到下依次设置的透明导电氧化物层、空穴传输层、钙钛矿光吸收层、电子传输层，底部电池为背接触无掺杂异质结太阳电池，背接触无掺杂异质结太阳电池包括从上到下依次设置的与钙钛矿太阳电池连接的透明导电氧化物复合层、减反射层、n-型硅衬底层，n-型硅衬底层底部设置有p型空穴选择层、n型电子选择层，p型空穴选择层和n型电子选择层底部设置有金属电极层。

进一步的是技术方案是，所述钙钛矿太阳电池的透明导电氧化物层为氧化铟锡层，透明导电氧化物层的厚度为20-30nm，透明导电氧化物层在300-1100nm的太阳光下透过率在86％-92％。

进一步的是技术方案是，所述背接触无掺杂异质结太阳电池的透明导电氧化物复合层为氧化铟锡层，透明导电氧化物复合层的厚度为40-60nm，透明导电氧化物复合层在300-1100nm的太阳光下透过率在85％-90％，透明导电氧化物复合层的电阻率为3.0×10^-4Ω·cm-4.0×10^-4Ω·cm。

进一步的是技术方案是，所述背接触无掺杂异质结太阳电池的减反射层为氮化钽层，减反射层使底部的背接触无掺杂异质结太阳电池的反射率在13％之内且具有电导性，厚度为10-30nm。