太阳能叠层电池及其制备方法与流程

本发明涉及太阳能电池，具体而言，涉及一种太阳能叠层电池及其制备方法。

背景技术：

1、目前，由于钙钛矿太阳能电池能够吸收利用高能量的紫外不可见光和蓝绿可见光，而晶硅太阳能电池还能够吸收利用钙钛矿材料无法吸收的红外光，所以一般都是通过叠层的方式将钙钛矿太阳能电池和晶硅太阳能电池组合起来，形成晶硅钙钛矿叠层电池，以吸收不同波长的阳光。但目前的晶硅钙钛矿叠层电池层间钝化效果较差，导致开路电压较低，电池效率较低。

2、有鉴于此，设计出一种开路电压高、电池效率高的太阳能叠层电池及其制备方法显得尤为重要。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明的目的之一在于提供一种太阳能叠层电池，能够有效增强钝化效果，提高开路电压，提升电池效率。

2、本发明的另一目的在于提供一种太阳能叠层电池的制备方法，能够制备出可以有效增强钝化效果，开路电压高，电池效率高的太阳能叠层电池。

3、本发明是采用以下的技术方案来实现的。

4、一种太阳能叠层电池，包括：衬底；设置于衬底一侧的第一电池结构，第一电池结构包括依次设置的隧穿氧化层和第一钝化层，第一钝化层为磷掺杂多晶硅层，隧穿氧化层和第一钝化层用于实现多层钝化，以减少载流子的复合；设置于衬底另一侧的第二电池结构，第二电池结构包括依次设置的衬底钝化层和第二钝化层，第二钝化层包括硼掺杂纳米晶氧化硅层和硼掺杂纳米晶硅层，衬底钝化层和第二钝化层用于实现多层钝化，以减少载流子的复合；以及设置于第一电池结构或者第二电池结构远离衬底的一侧的钙钛矿电池结构，其中，第一电池结构还包括第一氮化硅钝化层，第二电池结构还包括第二透明导电层，钙钛矿电池结构包括空穴传输层，空穴传输层设置于第一氮化硅钝化层或者第二透明导电层远离衬底的一侧。

5、可选地，第一电池结构还包括氮氧化硅钝化层和第一氧化铝钝化层，第一氮化硅钝化层、氮氧化硅钝化层、第一氧化铝钝化层、磷掺杂多晶硅层和隧穿氧化层依次设置，隧穿氧化层设置于衬底远离第二电池结构的一侧。

6、可选地，太阳能叠层电池还包括第一透明导电层，第一透明导电层设置于第一氮化硅钝化层远离氮氧化硅钝化层的一侧，且设置于第一氮化硅钝化层和空穴传输层之间，第二电池结构远离衬底的一侧设置有第一金属电极。

7、可选地，第二电池结构还包括第二氮化硅钝化层和第二氧化铝钝化层，第二透明导电层、第二氮化硅钝化层、第二氧化铝钝化层、硼掺杂纳米晶氧化硅层、硼掺杂纳米晶硅层和衬底钝化层依次设置，衬底钝化层设置于衬底远离隧穿氧化层的一侧，空穴传输层设置于第二透明导电层远离第二氮化硅钝化层的一侧，第一氮化硅钝化层远离氮氧化硅钝化层的一侧设置有第一金属电极。

8、可选地，钙钛矿电池结构还包括依次设置的钙钛矿吸收层、电子传输层和第三透明导电层，空穴传输层设置于钙钛矿吸收层远离电子传输层的一侧，第三透明导电层远离电子传输层的一侧设置有第二金属电极。

9、一种太阳能叠层电池的制备方法，包括：在衬底的一侧形成第一电池结构；在衬底的另一侧形成第二电池结构；在第一电池结构或者第二电池结构远离衬底的一侧形成钙钛矿电池结构。

10、可选地，在衬底的一侧形成第一电池结构的步骤包括：在衬底的一侧依次形成隧穿氧化层、磷掺杂多晶硅层、第一氧化铝钝化层、氮氧化硅钝化层和第一氮化硅钝化层。

11、可选地，在衬底的另一侧形成第二电池结构的步骤包括：在衬底的另一侧依次形成衬底钝化层、硼掺杂纳米晶硅层、硼掺杂纳米晶氧化硅层、第二氧化铝钝化层、第二氮化硅钝化层和第二透明导电层。

12、可选地，在第一电池结构远离衬底的一侧形成钙钛矿电池结构的步骤包括：在第二透明导电层远离第二氮化硅钝化层的一侧形成第一金属电极；在第一氮化硅钝化层远离氮氧化硅钝化层的一侧形成第一透明导电层；在第一透明导电层远离第一氮化硅钝化层的一侧依次形成空穴传输层、钙钛矿吸收层、电子传输层和第三透明导电层，并在第三透明导电层远离电子传输层的一侧形成第二金属电极。

13、可选地，在第二电池结构远离衬底的一侧形成钙钛矿电池结构的步骤包括：在第一氮化硅钝化层远离氮氧化硅钝化层的一侧形成第一金属电极；在第二透明导电层远离第二氮化硅钝化层的一侧依次形成空穴传输层、钙钛矿吸收层、电子传输层和第三透明导电层，并在第三透明导电层远离电子传输层的一侧形成第二金属电极。

14、本发明提供的太阳能叠层电池及其制备方法具有以下有益效果：

15、本发明提供的太阳能叠层电池，第一电池结构设置于衬底一侧，第一电池结构包括依次设置的隧穿氧化层和第一钝化层，第一钝化层为磷掺杂多晶硅层，隧穿氧化层和第一钝化层用于实现多层钝化，以减少载流子的复合，第二电池结构设置于衬底另一侧，第二电池结构包括依次设置的衬底钝化层和第二钝化层，第二钝化层包括硼掺杂纳米晶氧化硅层和硼掺杂纳米晶硅层，衬底钝化层和第二钝化层用于实现多层钝化，以减少载流子的复合，钙钛矿电池结构设置于第一电池结构或者第二电池结构远离衬底的一侧，其中，第一电池结构还包括第一氮化硅钝化层，第二电池结构还包括第二透明导电层，钙钛矿电池结构包括空穴传输层，空穴传输层设置于第一氮化硅钝化层或者第二透明导电层远离衬底的一侧。与现有技术相比，本发明提供的太阳能叠层电池由于采用了相对设置于衬底两侧的第一电池结构和第二电池结构，所以能够有效增强钝化效果，提高开路电压，提升电池效率。

16、本发明提供的太阳能叠层电池的制备方法，用于制备太阳能叠层电池，该太阳能叠层电池能够有效增强钝化效果，提高开路电压，提升电池效率。

技术特征：

1.一种太阳能叠层电池，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的太阳能叠层电池，其特征在于，所述第一电池结构还包括氮氧化硅钝化层和第一氧化铝钝化层，所述第一氮化硅钝化层、所述氮氧化硅钝化层、所述第一氧化铝钝化层、所述磷掺杂多晶硅层和所述隧穿氧化层依次设置，所述隧穿氧化层设置于所述衬底远离所述第二电池结构的一侧。

3.根据权利要求2所述的太阳能叠层电池，其特征在于，所述太阳能叠层电池还包括第一透明导电层，所述第一透明导电层设置于所述第一氮化硅钝化层远离所述氮氧化硅钝化层的一侧，且设置于所述第一氮化硅钝化层和所述空穴传输层之间，所述第二电池结构远离所述衬底的一侧设置有第一金属电极。

4.根据权利要求2所述的太阳能叠层电池，其特征在于，所述第二电池结构还包括第二氮化硅钝化层和第二氧化铝钝化层，所述第二透明导电层、所述第二氮化硅钝化层、所述第二氧化铝钝化层、所述硼掺杂纳米晶氧化硅层、所述硼掺杂纳米晶硅层和所述衬底钝化层依次设置，所述衬底钝化层设置于所述衬底远离所述隧穿氧化层的一侧，所述空穴传输层设置于所述第二透明导电层远离所述第二氮化硅钝化层的一侧，所述第一氮化硅钝化层远离所述氮氧化硅钝化层的一侧设置有第一金属电极。

5.根据权利要求1至4任一项所述的太阳能叠层电池，其特征在于，所述钙钛矿电池结构还包括依次设置的钙钛矿吸收层、电子传输层和第三透明导电层，所述空穴传输层设置于所述钙钛矿吸收层远离所述电子传输层的一侧，所述第三透明导电层远离所述电子传输层的一侧设置有第二金属电极。

6.一种太阳能叠层电池的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1至5任一项所述的太阳能叠层电池，所述太阳能叠层电池的制备方法包括：

7.根据权利要求6所述的太阳能叠层电池的制备方法，其特征在于，所述在衬底的一侧形成第一电池结构的步骤包括：

8.根据权利要求7所述的太阳能叠层电池的制备方法，其特征在于，所述在所述衬底的另一侧形成第二电池结构的步骤包括：

9.根据权利要求8所述的太阳能叠层电池的制备方法，其特征在于，所述在所述第一电池结构远离所述衬底的一侧形成钙钛矿电池结构的步骤包括：

10.根据权利要求8所述的太阳能叠层电池的制备方法，其特征在于，所述在所述第二电池结构远离所述衬底的一侧形成钙钛矿电池结构的步骤包括：

技术总结
本发明公开了一种太阳能叠层电池及其制备方法，涉及太阳能电池技术领域。该太阳能叠层电池包括衬底、第一电池结构、第二电池结构和钙钛矿电池结构。第一电池结构设置于衬底一侧，第一电池结构包括依次设置的隧穿氧化层和第一钝化层，隧穿氧化层和第一钝化层用于实现多层钝化，以减少载流子的复合，第二电池结构设置于衬底另一侧，第二电池结构包括依次设置的衬底钝化层和第二钝化层，衬底钝化层和第二钝化层用于实现多层钝化，以减少载流子的复合，钙钛矿电池结构设置于第一电池结构或者第二电池结构远离衬底的一侧。本发明提供的太阳能叠层电池能够有效增强钝化效果，提高开路电压，提升电池效率。

技术研发人员：徐晓华,周肃,王文静,萧吉宏
受保护的技术使用者：无锡华晟光伏科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15