太阳能电池及其制备方法与流程

本发明涉及太阳能电池，尤其涉及一种太阳能电池及其制备方法。

背景技术：

1、有机-无机杂化钙钛矿具有吸收系数大、激子结合能小、载流子扩散长度长、载流子迁移率高等优异特性，其作为理想的光伏吸收材料受到了人们的广泛关注。自2009年钙钛矿太阳能电池第一次被报道至今，钙钛矿太阳能电池功率转换效率从最初的3.8%飞速提升到25.7%，与商业化的单晶硅太阳能电池相当。

2、目前，现有技术中普遍采用银浆印刷的方式为钙钛矿电池制备电极，但是钙钛矿薄膜中的离子（尤其是卤素离子）会迁移至金属电极处，并和电极发生反应，形成例如碘化银的界面层，这种界面层相对绝缘，会大幅提升界面电阻，并降低器件的效率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种太阳能电池及其制备方法，可以至少部分地解决现有技术中太阳能电池组件中离子迁移的问题，有利于改善电池效率退化的问题。

2、本发明的实施例采用如下技术方案：

3、一种太阳能电池，包括：吸光层，和，用于将吸光层的光生电流导出的金属电极；在金属电极与吸光层之间还设置有：用于阻隔金属电极中的金属与太阳能电池吸光层中逃逸离子反应的导电陶瓷薄膜，导电陶瓷薄膜至少分布在与金属电极相对应的区域。

4、可选地，导电陶瓷薄膜分布在金属电极的靠近吸光层的表面。

5、可选地，导电陶瓷薄膜的分布区域与金属电极一一对应，且金属电极的分布区域均不超出对应的导电陶瓷薄膜的分布区域。

6、可选地，导电陶瓷薄膜为tin薄膜、tic薄膜、ticn薄膜、tisin薄膜、altin薄膜、zrn薄膜、tan薄膜、hfn薄膜中的至少一项，或者为其中的多项组成的复合层。

7、可选地，导电陶瓷薄膜的晶体取向为（111）。

8、可选地，导电陶瓷薄膜的厚度为0.1~5μm。优选地，导电陶瓷薄膜的厚度为100~200纳米。

9、可选地，太阳能电池还包括载流子传输层；所述导电陶瓷薄膜设置在载流子传输层与金属电极之间。

10、可选地，太阳能电池为钙钛矿太阳能电池，或者钙钛矿/晶硅叠层电池。

11、一种太阳能电池制备方法，在形成金属电极的工序与形成吸光层的工序之间，还包括：与金属电极相对应的区域形成导电陶瓷薄膜，导电陶瓷薄膜用于阻隔金属与吸光层中逃逸离子的反应。

12、可选地，在电池的透明导电薄膜制备完成后，使用图形化的掩膜，使用反应磁控溅射或者阴极电弧沉积法制备导电陶瓷材料的薄膜栅线，薄膜栅线的厚度为0.1-5μm。

13、反应磁控溅射导电陶瓷材料的薄膜栅线时，还同步在电池表面形成有对位标记；采用丝印机，通过上一步预留的对位标记，将金属电极印刷在薄膜栅线之上，不超出对应的薄膜栅线的分布区域。

14、本申请实施例提供一种太阳能电池及其制备方法，在金属电极与电池的吸光层之间还设置有导电陶瓷薄膜，导电陶瓷薄膜致密，可以阻隔金属电极中的金属与太阳能电池中逃逸离子反应。

15、例如，对于钙钛矿电池，钙钛矿薄膜中的离子（尤其是卤素离子）会迁移至金属电极处，并和电极发生反应，形成例如碘化银的界面层，这种界面层相对绝缘，会大幅提升界面电阻，并降低器件的效率。本申请方案，采用导电陶瓷薄膜可以阻隔钙钛矿薄膜的迁移离子与金属电极中的金属反应，有利于改善电池效率退化的问题。

技术特征：

1.一种太阳能电池，包括：吸光层，和，用于将吸光层的光生电流导出的金属电极，其特征在于，

2.根据权利要求1的太阳能电池，其特征在于，导电陶瓷薄膜分布在金属电极的靠近吸光层的表面。

3.根据权利要求1的太阳能电池，其特征在于，导电陶瓷薄膜的分布区域与金属电极一一对应，且金属电极的分布区域均不超出对应的导电陶瓷薄膜的分布区域。

4.根据权利要求1的太阳能电池，其特征在于，导电陶瓷薄膜为tin薄膜、tic薄膜、ticn薄膜、tisin薄膜、altin薄膜、zrn薄膜、tan薄膜、hfn薄膜中的至少一项，或者为其中的多项组成的复合层。

5.根据权利要求1的太阳能电池，其特征在于，导电陶瓷薄膜的晶体取向为（111）。

6.根据权利要求1的太阳能电池，其特征在于，导电陶瓷薄膜的厚度为0.1~5μm。

7.根据权利要求1的太阳能电池，其特征在于，太阳能电池还包括载流子传输层；所述导电陶瓷薄膜设置在载流子传输层与金属电极之间。

8.根据权利要求1-7任一项的太阳能电池，其特征在于，太阳能电池为钙钛矿太阳能电池，或者钙钛矿/晶硅叠层电池。

9.一种太阳能电池制备方法，其特征在于，在形成金属电极的工序与形成吸光层的工序之间，还包括：与金属电极相对应的区域形成导电陶瓷薄膜，导电陶瓷薄膜用于阻隔金属与吸光层中逃逸离子的反应。

10.根据权利要求9的制备方法，其特征在于，在电池的透明导电薄膜制备完成后，使用图形化的掩膜，使用反应磁控溅射或者阴极电弧沉积法制备导电陶瓷材料的薄膜栅线，薄膜栅线的厚度为0.1-5μm。

11.根据权利要求9的制备方法，其特征在于，制备导电陶瓷材料的薄膜栅线时，还同步在电池表面形成有对位标记；采用丝印机，通过上一步预留的对位标记，将金属电极印刷在薄膜栅线之上，不超出对应的薄膜栅线的分布区域。

技术总结
本发明提供一种太阳能电池及其制备方法，涉及太阳能电池技术领域，可以至少部分地解决现有技术中太阳能电池组件中离子迁移导致的金属电极界面电阻变大的问题，有利于改善电池效率退化的问题。本申请提供的太阳能电池，包括：吸光层和用于将吸光层的光生电流导出的金属电极，在金属电极与吸光层之间还设置有：用于阻隔金属电极中的金属与太阳能电池的其他膜层中逃逸离子反应的导电陶瓷薄膜，导电陶瓷薄膜至少分布在与金属电极相对应的区域。

技术研发人员：段野,吴颐良
受保护的技术使用者：北京曜能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14