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太阳能电池组件及其制备方法和太阳能电池与流程

  • 国知局
  • 2024-08-02 15:15:40

本技术涉及太阳能电池,具体涉及一种太阳能电池组件及其制备方法和太阳能电池。

背景技术:

1、半导体技术的发展对于电子工业的进步具有举足轻重的作用。钙钛矿作为新型半导体,具有载流子扩散长度长、缺陷容忍度高、带隙可调、吸收系数大等诸多优点,相较于传统有机、无机半导体,钙钛矿制备工艺简单、成本较低,在半导体领域具有极大的优势。截至到目前,钙钛矿太阳能电池效率已经突破26%,t95已经超过上千小时。除此之外,其在发光二极管、探测器、激光等方面均有研究和应用。作为一种新兴半导体材料,钙钛矿显示出了巨大的潜力。

2、太阳能电池是绿色低碳能源的实现路径。钙钛矿太阳能电池具有较高的光电转换效率、较低的成本以及使用材料环保等优点,正逐渐成为一种备受欢迎的太阳能电池,是太阳能电池产业的重点发展方向。

3、目前,太阳能电池各膜层界面之间仍存在一些问题,影响了太阳能电池性能的进一步提升。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种太阳能电池组件及其制备方法和太阳能电池,旨在改善太阳能电池的界面缺陷问题。

2、本技术第一方面实施例提供一种太阳能电池组件,太阳能电池组件包括:基板;依次层叠设置于基板一侧的第一传输层、界面修饰层、活性层以及第二传输层,第一传输层位于界面修饰层靠近基板的一侧;其中,界面修饰层用于钝化第一传输层靠近活性层的表面,界面修饰层用于钝化活性层靠近第一传输层的表面,界面修饰层的材料的分子式包括羰基,和/或,界面修饰层的材料用于电离出氢离子。

3、根据本技术第一方面的实施方式,界面修饰层的材料的分子式包括羧基。

4、根据本技术第一方面前述任一实施方式,界面修饰层的材料包括生长素或者类生长素中的至少一种。

5、根据本技术第一方面前述任一实施方式,类生长素包括4-氯-iaa、5-羟-iaa、吲哚丁酸。

6、根据本技术第一方面前述任一实施方式,界面修饰层的厚度为1nm~20nm。

7、根据本技术第一方面前述任一实施方式,界面修饰层的厚度为1nm~6nm。

8、根据本技术第一方面前述任一实施方式,活性层包括钙钛矿材料。

9、根据本技术第一方面前述任一实施方式,活性层的材料包括生长素或者类生长素中的至少一种。

10、根据本技术第一方面前述任一实施方式,还包括:第一电极层和第二电极层,第一电极层位于基板与第一传输层之间,第二电极层位于第二传输层远离基板的一侧;第一电极层为正极,第一传输层为空穴传输层,第二传输层为电子传输层,第二电极层为负极。

11、根据本技术第一方面前述任一实施方式,第一传输层的材料包括金属氧化物。

12、根据本技术第一方面前述任一实施方式,第一传输层的材料包括niox,sno2,zno2中的至少一种。

13、根据本技术第一方面前述任一实施方式,第一传输层的厚度为50nm~60nm。

14、根据本技术第一方面前述任一实施方式,第一传输层的厚度为5nm~40nm。

15、根据本技术第一方面前述任一实施方式,第二传输层的厚度为10nm~30nm。

16、根据本技术第一方面前述任一实施方式,第二传输层的材料包括金属氧化物或者碳基材料。

17、根据本技术第一方面前述任一实施方式,第二传输层的材料包括sno2,zno2,富勒烯或者富勒烯衍生物中的至少一种。

18、根据本技术第一方面前述任一实施方式,活性层的厚度为200nm~800nm。

19、根据本技术第一方面前述任一实施方式,第一电极层的材料包括透明导电材料。

20、根据本技术第一方面前述任一实施方式,第一电极层的材料包括透明导电氧化物。

21、根据本技术第一方面前述任一实施方式,第一电极层的材料包括氧化铟锡或者掺杂氟的氧化锡。

22、根据本技术第一方面前述任一实施方式,第二电极的材料包括导电氧化物或者导电金属或者导电碳基材料。

23、根据本技术第一方面前述任一实施方式,第一电极层和/或第二电极厚度为100nm~500nm。

24、根据本技术第一方面前述任一实施方式,还包括:辅助功能层,位于第二传输层与第二电极层之间。

25、根据本技术第一方面前述任一实施方式,辅助功能层的材料包括有机小分子、bcp、tpbi 、sno2、lif、mgf2、有机金属盐。

26、根据本技术第一方面前述任一实施方式,辅助功能层的材料包括有机材料或者无机材料。

27、根据本技术第一方面前述任一实施方式,辅助功能层的厚度为2nm~60nm。

28、根据本技术第一方面前述任一实施方式,辅助功能层的厚度为2nm~40nm。

29、本技术第二方面的实施例提供一种太阳能电池组件的制备方法,包括:

30、在基板上依次制备第一电极层和第一传输层;

31、在第一传输层背离第一电极层的一侧制备界面修饰层;

32、在界面修饰层背离第一传输层的一侧依次制备活性层、第二传输层和第二电极层,其中,界面修饰层用于钝化第一传输层靠近活性层的表面,且界面修饰层用于钝化活性层靠近第一传输层的表面,界面修饰层的材料的分子式包括羰基,和/或,界面修饰层的材料用于电离出氢离子。

33、根据本技术第二方面的实施方式,在第一传输层背离第一电极层的一侧制备界面修饰层步骤中,方法还包括:

34、制备生长素溶液或类生长素溶液;

35、在第一传输层背离第一电极层的一侧涂覆生长素溶液或类生长素溶液;

36、对生长素溶液或类生长素溶液进行加热退火,以形成界面修饰层。

37、根据本技术第二方面前述任一实施方式,在依次制备第一电极层和第一传输层步骤中,方法还包括:

38、制备纳米粒子溶液;

39、在第一电极层的一侧涂覆纳米粒子溶液;

40、对纳米粒子溶液进行加热退火,以形成第一传输层。

41、根据本技术第二方面前述任一实施方式,在界面修饰层背离第一传输层的一侧依次制备活性层、第二传输层和第二电极层步骤中,方法还包括:

42、配置钙钛矿前驱溶液;

43、将钙钛矿前驱溶液涂覆在界面修饰层背离第一传输层的一侧;

44、对钙钛矿前驱溶液滴加反溶剂;

45、对钙钛矿前驱溶液加热退火,以形成活性层。

46、本技术第三方面的实施例提供一种太阳能电池,其包括上述任一实施方式的太阳能电池组件或任一实施方式的制备方法制备的太阳能电池组件。

47、根据本技术实施例的太阳能电池组件,太阳能电池组件包括层叠设置的基板、第一传输层、界面修饰层、活性层以及第二传输层以。第一传输层、活性层、第二传输层实现太阳能电池的光电转化功能。界面修饰层设置与第一传输层和活性层之间,且界面修饰层的材料的分子式包括羰基,和/或,界面修饰层的材料用于电离出氢离子,使得界面修饰层将第一传输层靠近活性层的表面的游离离子进行配位,减少第一传输层表面的空位离子,实现对第一传输层表面的钝化,且能够将活性层靠近第一传输层的表面的游离离子进行配位,减少活性层埋藏表面的空位离子,实现对活性层埋藏表面的钝化,从而降低太阳能电池组件的界面缺陷,提高太阳能电池组件的器件性能。

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