一种碲化镉钙钛矿叠层太阳能电池及生产方法与流程

本发明涉及光伏电池设备，特别涉及一种碲化镉钙钛矿叠层太阳能电池及生产方法。

背景技术：

1、光伏发电，是最有希望代替燃料的能源之一，在太阳能电池发展过程中，材料和加工过程的费用消耗与转化效率同等重要，这意味着，对于技术研发和工业产业化应用来说，新颖的、低成本的光电材料的发掘是十分重要的目前，在光伏产业中。随着薄膜技术不断的进步，薄膜太阳能电池的发展趋势也逐渐走向梯度能隙的设计，通过不同能隙吸收相对应的太阳光波长尽可能的将吸收的太阳光产生更多的光生电流以提高组件效率。

2、现今也有将不同的太阳能电池叠层设置，从而利用不同太阳能电池的带隙吸收不同波长的太阳光线，从而提高整体太阳能电池的转化效率，但是，对于不同太阳能电池的兼容特性、接收光线能力不同，例如部分太阳能电池之间不兼容，或者部分太阳能电池只能单面接收光线等，使得叠层式太阳能电池的发展受到限制。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种碲化镉钙钛矿叠层太阳能电池及生产方法，结构紧凑，合理兼容并且具备双面采光能力，大大提高光能转化效率。

2、根据本发明的第一方面实施例的一种碲化镉钙钛矿叠层太阳能电池，包括：透光基层；单结的碲化镉模组，包括第一电极层、碲化镉窗口层、碲化镉吸收层以及背接触层；双面采光的钙钛矿模组，包括第二电极层、导电传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层以及第三电极层；其中，透光基层、第一电极层、碲化镉窗口层、碲化镉吸收层、背接触层、第二电极层、导电传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层以及第三电极层依次叠层设置。

3、根据本发明实施例的一种碲化镉钙钛矿叠层太阳能电池，至少具有如下有益效果：

4、本发明碲化镉钙钛矿叠层太阳能电池，由于碲化镉模组基本不存在双面采光性能，将碲化镉模组设置于透光基层，而后再布置钙钛矿模组，钙钛矿模组具有良好的双面采光性能，透光基层作为朝向光线照射的正面，光线经过透光基层进入碲化镉模组，碲化镉模组具有非常高的光能转化效率，碲化镉模组作为宽带隙的顶部电池，而部分光线经过碲化镉模组后还会进入到钙钛矿模组，钙钛矿模组则作为窄带隙的底部电池，能够对光线进一步地转化，另外，在碲化镉钙钛矿叠层太阳能电池的背部，光线同样也可以从背部进入，光子受到空穴传输层的激发，驱使能量能够有效的传递至钙钛矿模组的背部，也能够被钙钛矿模组中的钙钛矿吸收层利用而转化为电能，本设计结构紧凑，合理兼容并且具备双面采光能力，大大提高光能转化效率。

5、根据本发明的一些实施例，所述透光基层包括玻璃基底以及减反射膜，所述第一电极层设置在所述玻璃基底的第一表面，所述减反射膜设置在所述玻璃基底的第二表面，所述第一表面和第二表面相互背对。

6、根据本发明的一些实施例，所述钙钛矿吸收层的带隙为1.1-1.4ev。

7、根据本发明的一些实施例，所述碲化镉吸收层的带隙为1.4-1.6ev。

8、根据本发明第二方面实施例的生产方法，用于生产上述任一实施例公开的碲化镉钙钛矿叠层太阳能电池，包括：先在透光的玻璃基底上生成碲化镉模组；将碲化镉模组和玻璃基底作为承载层组，在碲化镉模组上生成钙钛矿模组。

9、根据本发明实施例的生产方法，至少具有如下有益效果：

10、本发明生产方法，由于生成碲化镉模组时所需温度较高，而生成钙钛矿模组时所需温度不会超过生成碲化镉模组时全流程的温度，因此先生成碲化镉模组后生成钙钛矿模组，保障生成的碲化镉钙钛矿叠层太阳能电池产品质量。

11、根据本发明的一些实施例，所述先在透光的玻璃基底上生成碲化镉模组中包括：在玻璃基底上通过沉积形成第一电极层；在第一电极层上通过沉积或者水浴形成碲化镉窗口层，其中，碲化镉窗口层为cdse，碲化镉窗口层的厚度为30-200nm；在碲化镉窗口层上通过沉积形成碲化镉吸收层，其中，碲化镉吸收层为cdte或者cdtezn；在碲化镉吸收层上涂覆cdcl2，并且将涂覆cdcl2时所处环境温度控制在200-500℃；在碲化镉吸收层上通过磁控溅射或者溶液浸泡形成背接触层，其中，背接触层的厚度为5-100nm，其中，形成背接触层时所处环境温度控制在150-300℃。

12、根据本发明的一些实施例，所述将碲化镉模组和玻璃基底作为承载层组，在碲化镉模组上生成钙钛矿模组中包括：在背接触层上通过射频溅射或者磁控溅射形成第二电极层；在第二电极层上通过丝印、射频溅射、蒸镀或者沉积形成导电传输层；在导电传输层上通过沉积形成钙钛矿吸收层，钙钛矿吸收层的厚度为260-800nm，形成钙钛矿吸收层所处环境温度控制在所处环境温度控制在100-160℃；在钙钛矿吸收层上通过溶液旋涂、刮涂、丝印、射频溅射法或者蒸镀形成空穴传输层；在空穴传输层上形成第三电极层。

13、根据本发明的一些实施例，所述第一电极层、第二电极层以及第三电极层均由透明材料制成。

14、根据本发明的一些实施例，在玻璃基底背离第一电极层的表面蒸镀材料层或者涂覆多孔结构材料层以形成减反射膜，所述减反射膜的厚度为80-200nm，所述减反射膜的折射率为1.25-1.3。

15、根据本发明的一些实施例，所述钙钛矿模组为nip结构。

16、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种碲化镉钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种碲化镉钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于：所述透光基层包括玻璃基底以及减反射膜，所述第一电极层设置在所述玻璃基底的第一表面，所述减反射膜设置在所述玻璃基底的第二表面，所述第一表面和第二表面相互背对。

3.根据权利要求1所述的一种碲化镉钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于：所述钙钛矿吸收层的带隙为1.1-1.4ev。

4.根据权利要求1所述的一种碲化镉钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于：所述碲化镉吸收层的带隙为1.4-1.6ev。

5.一种生产方法，用于生产如权利要求1-4任意一项所述的碲化镉钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的一种生产方法，其特征在于，所述先在透光的玻璃基底上生成碲化镉模组中包括：

7.根据权利要求6所述的一种生产方法，其特征在于，所述将碲化镉模组和玻璃基底作为承载层组，在碲化镉模组上生成钙钛矿模组中包括：

8.根据权利要求7所述的一种生产方法，其特征在于，所述第一电极层、第二电极层以及第三电极层均由透明材料制成。

9.根据权利要求6所述的一种生产方法，其特征在于，在玻璃基底背离第一电极层的表面涂覆多孔结构材料层以形成减反射膜，所述减反射膜的厚度为80-200nm，所述减反射膜的折射率为1.25-1.3。

10.根据权利要求6所述的一种生产方法，其特征在于，所述钙钛矿模组为nip结构。

技术总结本发明公开了一种碲化镉钙钛矿叠层太阳能电池及生产方法，包括透光基层、单结的碲化镉模组以及双面采光的钙钛矿模组；碲化镉模组包括第一电极层、碲化镉窗口层、碲化镉吸收层以及背接触层，钙钛矿模组包括第二电极层、导电传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层以及第三电极层，其中，透光基层、第一电极层、碲化镉窗口层、碲化镉吸收层、背接触层、第二电极层、导电传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层以及第三电极层依次叠层设置，本设计结构紧凑，合理兼容并且具备双面采光能力，大大提高光能转化效率。技术研发人员：王萍萍,周壮大,赖新暖,赵志波受保护的技术使用者：广东明阳薄膜科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15