[发明专利]一种硅基钙钛矿叠层太阳能电池的制备方法

说明书

本发明属于太阳能电池技术领域，提供一种硅基钙钛矿叠层太阳能电池的制备方法，其步骤为：对硅基底进行制绒处理，以形成金字塔状的绒面结构；在硅基底的其中一面的绒面结构上制备P+发射极；对硅基底进行刻蚀，以使硅基底的另一面形成平面结构；在硅基底的平面结构上制备N+钝化接触结构；在P+发射极上制备钝化膜；在N+钝化接触结构上制备第一透明导电层；在第一透明导电层上依次制备叠层的电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层和第二透明导电层；在第二透明导电层和P+发射极上分别制备向外延伸的第一金属电极和第二金属电极。该制备方法在确保硅基钙钛矿叠层太阳能电池的电池效率的同时，还具有工艺窗口大、工艺简单的优点，更利于产业化。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种硅基钙钛矿叠层太阳能电池的制备方法。

背景技术

随着光伏行业的不断发展，占主导地位的硅电池也在其66年的发展历程中迎来了新的挑战。目前晶硅电池的效率已接近了29.4％的理论效率极限，量产的PERC电池也突破了23％的效率，如何突破硅电池的效率极限也就成为了当前学界的研究热点。作为第三代太阳能电池的钙钛矿自2009年发明以来，短短11年间其光电转换效率已经突破了25％。由于钙钛矿电池通过带隙的调整能使其仅吸收短波段的光；所以，利用钙钛矿电池的这种带隙可调的优势，同时搭配其半透明的优势，与传统硅电池组合制备叠层电池成为了硅电池未来的主要发展方向之一。

目前，已报道的钙钛矿/硅叠层太阳能电池主要存在以下两种结构：一种是将钙钛矿电池直接与制备完成的传统结构的硅电池进行机械串联(如公开号CN106025087A提供的一种叠层太阳能电池及其制备方法)；另一种是将钙钛矿电池与本征异质结太阳能电池串联形成叠层电池。其中，将钙钛矿电池直接与传统结构的硅电池进行机械串联形成的叠层电池受限于硅电池发射极的掺杂浓度问题，导致钙钛矿与硅界面处缺陷态密度过高，进而导致短路电流下降，电池效率低；而将钙钛矿电池与本征异质结太阳能电池串联形成的叠层电池，由于本征异质结太阳能电池存在工艺窗口较小的问题，导致其制备工艺繁琐，进而导致其制备成本高昂。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种硅基钙钛矿叠层太阳能电池的制备方法，该制备方法在确保所得硅基钙钛矿叠层太阳能电池的电池效率的同时，还具有工艺窗口大、工艺简单的优点，更利于产业化。

基于此，本发明公开了一种硅基钙钛矿叠层太阳能电池的制备方法，其制备步骤如下：

步骤S1，对硅基底进行制绒处理，以使其形成金字塔状的绒面结构；

步骤S2，在硅基底的其中一面的绒面结构上制备P+发射极；

步骤S3，对硅基底进行刻蚀，以使硅基底的另一面刻蚀形成平面结构；

步骤S4，在硅基底的平面结构上制备N+钝化接触结构；

步骤S5，在P+发射极上制备钝化膜；

步骤S6，在N+钝化接触结构上制备第一透明导电层；

步骤S7，在第一透明导电层上依次制备叠层的电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层和第二透明导电层；

步骤S8，在第二透明导电层和P+发射极上分别制备向外延伸的第一金属电极和第二金属电极，即得所述硅基钙钛矿叠层太阳能电池。

优选地，所述步骤S4中，所述N+钝化接触结构包括依次叠设于硅基底的平面结构的隧穿氧化层和掺杂多晶硅层。

进一步优选地，所述隧穿氧化层的材质为SiO₂，隧穿氧化层的厚度为5-20nm；

所述掺杂多晶硅层的厚度为20-200nm。

优选地，所述步骤S6中的第一透明导电层以及步骤S7中的电子传输层、空穴传输层和第二透明导电层的制备采用磁控溅射法。