太阳能叠层电池及光伏组件的制作方法

本发明涉及光伏，更具体地，涉及一种太阳能叠层电池及光伏组件。

背景技术：

1、化石能源存在大气污染并且储量有限，而太阳能具有清洁、无污染和资源丰富等优点，因此，太阳能正在逐渐成为替代化石能源的核心清洁能源，由于太阳能电池具有良好的光电转化效率，太阳能电池成为了清洁能源利用的发展重心。

2、叠层电池技术是提高太阳能电池光电转化效率最有效的途径之一。钙钛矿太阳能电池作为新一代薄膜电池，已展现出成本在不断降低和光电转换效率在不断提升的优点。尤其是与晶硅结合成为的叠层电池，由于钙钛矿材料在350nm-700nm的可见光区具有非常强的吸收能力，而晶硅吸收700nm-1100nm的近红外光，因此，钙钛矿与硅组成的晶硅/钙钛矿叠层结构太阳能电池得到越来越多的研究，且获得比单晶硅电池或钙钛矿电池更高的光电转换效率。

3、然而，当前叠层太阳能电池的实际光电转换效率与极限理论效率还是存在较大的偏差，其中主要的原因是钙钛矿顶电池存在漏电情况，这使得叠层电池的短路电流和填充因子都比较低，对电池光电转换效率的提升受到了一定的制约，大大影响了最终的光电转换效率。

4、因此，如何对叠层太阳能电池的结构进行优化，以减少钙钛矿顶电池中漏电情况，是提升叠层电池最终光电转换效率的重要一环。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种太阳能叠层电池及光伏组件，用以解决现有技术中的太阳能叠层电池存在漏电情况，导致实际光电转换效率较低的问题。

2、本发明提供的一种太阳能叠层电池，包括叠置的晶硅底电池和钙钛矿顶电池；

3、钙钛矿顶电池包括多个功能层，多个功能层沿远离晶硅底电池的方向依次排布；

4、多个功能层包括至少一个第一功能层，以及与第一功能层相邻的第二功能层和第三功能层，第二功能层位于第一功能层靠近晶硅底电池的一侧；其中，第一功能层的电导率小于第二功能层的电导率，第一功能层的电导率小于第三功能层的电导率；

5、钙钛矿顶电池包括的多个功能层中，除第一功能层以外，沿晶硅底电池指向钙钛矿顶电池的方向，其他功能层的尺寸依次减小；

6、第一功能层在晶硅底电池所在平面的正投影面积大于第二功能层在晶硅底电池所在平面的正投影面积，第一功能层至少覆盖第二功能层。

7、可选的，沿晶硅底电池指向钙钛矿顶电池的方向，钙钛矿顶电池的多个功能层分别为至少一个空穴传输层、钙钛矿层、界面修饰层、至少一个电子传输层、电极层；第一功能层为钙钛矿层和/或电子传输层。

8、可选的，沿晶硅底电池指向钙钛矿顶电池的方向，钙钛矿顶电池的多个功能层分别为第一空穴传输层、第二空穴传输层、钙钛矿层、界面修饰层、第一电子传输层、第二电子传输层、电极层；第一功能层为钙钛矿层和/或第一电子传输层。

9、可选的，第一功能层为钙钛矿层，第二功能层为第二空穴传输层，第三功能层为界面修饰层；

10、钙钛矿层在晶硅底电池所在平面的正投影面积大于第二空穴传输层在晶硅底电池所在平面的正投影面积；钙钛矿层覆盖第二空穴传输层。

11、进一步可选的，钙钛矿层在晶硅底电池所在平面的正投影面积大于第一空穴传输层在晶硅底电池所在平面的正投影面积；钙钛矿层覆盖第一空穴传输层。

12、进一步可选的，钙钛矿层的电导率范围为2.6×10-6-1.8×10-3s/m，钙钛矿层的膜厚范围为550-800nm。

13、可选的，第一功能层为第一电子传输层，第二功能层为界面修饰层，第三功能层为第二电子传输层；

14、第一电子传输层在晶硅底电池所在平面的正投影面积大于界面修饰层在晶硅底电池所在平面的正投影面积；第一电子传输层覆盖界面修饰层。

15、进一步可选的，第一电子传输层的电导率范围为2.2×10-5-4.8×10-1s/m，第一电子传输层的膜厚范围为10-45nm。

16、可选的，多个功能层包括两个第一功能层，两个第一功能层分别为钙钛矿层和第一电子传输层；

17、钙钛矿层在晶硅底电池所在平面的正投影面积大于第二空穴传输层在晶硅底电池所在平面的正投影面积，钙钛矿层在晶硅底电池所在平面的正投影面积大于第一空穴传输层在晶硅底电池所在平面的正投影面积；钙钛矿层覆盖第二空穴传输层和第一空穴传输层；

18、第一电子传输层在晶硅底电池所在平面的正投影面积大于界面修饰层在晶硅底电池所在平面的正投影面积；第一电子传输层覆盖界面修饰层。

19、可选的，钙钛矿顶电池还包括保护层，保护层位于电极层远离晶硅底电池的一侧；

20、保护层在晶硅底电池所在平面的正投影面积大于或等于电极层在晶硅底电池所在平面的正投影面积。

21、进一步可选的，保护层覆盖钙钛矿顶电池的多个功能层。

22、基于同一发明构思，本发明还公开了一种光伏组件，包括上述太阳能叠层电池；

23、还包括位于太阳能叠层电池一侧的第一封装胶膜、位于第一封装胶膜远离太阳能叠层电池一侧的第一盖板、位于太阳能叠层电池另一侧的第二封装胶膜、位于第二封装胶膜远离太阳能叠层电池一侧的第二盖板。

24、与现有技术相比，本发明提供的太阳能叠层电池及光伏组件，至少实现了如下的有益效果：

25、本发明提供的太阳能叠层电池利用硅电池与钙钛矿相匹配的能级，获得高开压、高效率的叠层电池结构。钙钛矿顶电池包括的多个功能层中，至少有一个第一功能层，电导率比与其相邻的第二功能层和第三功能层的电导率小，沿晶硅底电池指向钙钛矿顶电池的方向，钙钛矿顶电池中的除电导率较低的第一功能层以外的其他功能层的尺寸依次逐层减小，从而可以避免间隔层之间出现接触，达到解决漏电的目的。进一步设置电导率较低的第一功能层在晶硅底电池所在平面的正投影面积大于第二功能层在晶硅底电池所在平面的正投影面积，且第一功能层至少覆盖其下方的第二功能层，使得具有较差电导率的第一功能层可以起到隔绝作用，将该电导率较低的第一功能层尺寸做大后，可以隔绝与第一功能层相邻的上下两层的接触，即隔绝第二功能层和第三功能层的接触，避免间隔层(如与第一功能层相邻的第二功能层和第三功能层该两个间隔层)接触漏电，更好的解决漏电问题，进而有利于进一步保证太阳能叠层电池的实际光电转换效率的提升，使得本发明设置的太阳能叠层电池的实际光电转换效率尽可能达到极限理论效率。

26、当然，实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

27、通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

技术特征：

1.一种太阳能叠层电池，其特征在于，包括叠置的晶硅底电池和钙钛矿顶电池；

2.根据权利要求1所述的太阳能叠层电池，其特征在于，沿所述晶硅底电池指向所述钙钛矿顶电池的方向，所述钙钛矿顶电池的多个所述功能层分别为至少一个空穴传输层、钙钛矿层、界面修饰层、至少一个电子传输层、电极层；

3.根据权利要求2所述的太阳能叠层电池，其特征在于，沿所述晶硅底电池指向所述钙钛矿顶电池的方向，所述钙钛矿顶电池的多个所述功能层分别为第一空穴传输层、第二空穴传输层、钙钛矿层、界面修饰层、第一电子传输层、第二电子传输层、电极层；

4.根据权利要求3所述的太阳能叠层电池，其特征在于，所述第一功能层为所述钙钛矿层，所述第二功能层为所述第二空穴传输层，所述第三功能层为所述界面修饰层；

5.根据权利要求4所述的太阳能叠层电池，其特征在于，所述钙钛矿层在所述晶硅底电池所在平面的正投影面积大于所述第一空穴传输层在所述晶硅底电池所在平面的正投影面积；所述钙钛矿层覆盖所述第一空穴传输层。

6.根据权利要求4所述的太阳能叠层电池，其特征在于，所述钙钛矿层的电导率范围为2.6×10-6-1.8×10-3s/m，所述钙钛矿层的膜厚范围为550-800nm。

7.根据权利要求3所述的太阳能叠层电池，其特征在于，所述第一功能层为所述第一电子传输层，所述第二功能层为所述界面修饰层，所述第三功能层为所述第二电子传输层；

8.根据权利要求7所述的太阳能叠层电池，其特征在于，所述第一电子传输层的电导率范围为2.2×10-5-4.8×10-1s/m，所述第一电子传输层的膜厚范围为10-45nm。

9.根据权利要求3所述的太阳能叠层电池，其特征在于，多个所述功能层包括两个所述第一功能层，两个所述第一功能层分别为所述钙钛矿层和所述第一电子传输层；

10.根据权利要求2或3所述的太阳能叠层电池，其特征在于，所述钙钛矿顶电池还包括保护层，所述保护层位于所述电极层远离所述晶硅底电池的一侧；

11.根据权利要求10所述的太阳能叠层电池，其特征在于，所述保护层覆盖所述钙钛矿顶电池的多个所述功能层。

12.一种光伏组件，其特征在于，包括权利要求1至11任一所述的太阳能叠层电池；

技术总结本发明公开了一种太阳能叠层电池及光伏组件，属于光伏技术领域，太阳能叠层电池包括叠置的晶硅底电池和钙钛矿顶电池；钙钛矿顶电池包括的多个功能层沿远离晶硅底电池的方向依次排布，多个功能层包括至少一个第一功能层以及与第一功能层相邻的第二功能层和第三功能层，第一功能层的电导率小于第二功能层的电导率，第一功能层的电导率小于第三功能层的电导率；钙钛矿顶电池包括的多个功能层中，除第一功能层以外，沿晶硅底电池指向钙钛矿顶电池的方向，其他功能层的尺寸依次减小，第一功能层至少覆盖第二功能层。光伏组件包括上述太阳能叠层电池。本发明可以更好的减少钙钛矿顶电池中漏电情况，提升叠层电池的实际光电转换效率。技术研发人员：余勇,王俊淦,闫循磊,张昕宇,杨洁,徐孟雷受保护的技术使用者：晶科能源（上饶）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15