钙钛矿叠层太阳能电池的制作方法

本技术涉及光伏，具体而言，涉及一种钙钛矿叠层太阳能电池。

背景技术：

1、近年来，有机无机杂化钙钛矿电池发展迅速，成为下一代光伏发电技术的典型代表，因其具有低成本，易制备，带隙可调等优点，受到越来越多人的关注。随着制备工艺的不断优化，钙钛矿太阳电池的性能也在不断的提升，但钙钛矿材料在受到温度、湿度和光照等环境因素影响时会发生严重的相变或者分解，使得器件的效率大幅降低。

2、其中，目前单结钙钛矿太阳电池的最高效率已达到26％，但由于吸光材料禁带宽度的限制，吸收的光子能量仅有一部分转化为电能，其余部分转化为热能损失，其不能最大限度地实现光电转换，因此，钙钛矿叠层太阳电池是突破单结电池极限地有效途径，通过不同带隙吸收体地电池组成，经过差异化吸收更宽范围波长的太阳光，降低光子热化损失。

3、现有技术中的钙钛矿叠层电池主要分为钙钛矿/晶硅叠层与全钙钛矿叠层，钙钛矿/晶硅两端叠层电池的优势在于它可以与晶硅工艺兼容，最高效率已突破33％，但是由于电流匹配问题，顶电池的带隙受到限制，硅材料成本较高，对于产业化来说较为不利；全钙钛矿叠层电池中通常子电池采用不同的空穴传输层材料，导致在电池制备过程中更加复杂，增加生产成本。

4、因此，亟需一种电池稳定性良好的钙钛矿叠层太阳能电池。

技术实现思路

1、本实用新型的主要目的在于提供一种钙钛矿叠层太阳能电池，以解决现有技术中钙钛矿叠层太阳能电池稳定性较差的问题。

2、为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种钙钛矿叠层太阳能电池，包括顺序层叠设置的第一钙钛矿电池、第一导电层、第二钙钛矿电池、第二导电层和第三钙钛矿电池，其中，第一导电层位于第一钙钛矿电池和第二钙钛矿电池之间，第二导电层位于第二钙钛矿电池和第三钙钛矿电池之间，且第一钙钛矿电池具有宽带隙钙钛矿吸收层，第二钙钛矿电池具有中间带隙钙钛矿吸收层，第三钙钛矿电池具有窄带隙钙钛矿吸收层，中间带隙钙钛矿吸收层分别与宽带隙钙钛矿吸收层和窄带隙钙钛矿吸收层不同。

3、进一步地，宽带隙钙钛矿吸收层选自cspbbr3层、cs0.05fa0.80ma0.15和pbi2br层和fa0.8cs0.2pb(i0.7br0.3)3层中的任意一种。

4、进一步地，中间带隙钙钛矿吸收层为mapbi3层或fapbi3层。

5、进一步地，窄带隙钙钛矿吸收层选自masni3层、fa0.7ma0.3pb0.5sn0.5i3层和(fasni3)0.6(mapbi3)0.4:cl层中的任意一种。

6、进一步地，上述钙钛矿叠层太阳能电池还包括：透明电极层，位于第三钙钛矿电池远离第二钙钛矿电池的一侧；金属电极层，位于透明电极层远离第三钙钛矿电池的一侧。

7、进一步地，宽带隙钙钛矿吸收层的厚度小于中间带隙钙钛矿吸收层的厚度，中间带隙钙钛矿吸收层的厚度小于窄带隙钙钛矿吸收层的厚度。

8、进一步地，第一钙钛矿电池包括顺序层叠设置的第一空穴传输层、宽带隙钙钛矿吸收层和第一电子传输层，第二钙钛矿电池包括顺序层叠设置的第二空穴传输层、中间带隙钙钛矿吸收层和第二电子传输层，第三钙钛矿吸收层包括顺序层叠设置的第三空穴传输层、窄带隙钙钛矿吸收层和第三电子传输层，第一导电层位于第一电子传输层和第二空穴传输层之间，第二导电层位于第二电子传输层和第三空穴传输层之间。

9、进一步地，宽带隙钙钛矿吸收层的厚度为200～300nm。

10、进一步地，中间带隙钙钛矿吸收层的厚度为400～500nm。

11、进一步地，窄带隙钙钛矿吸收层的厚度为600～800nm。

12、应用本实用新型的技术方案，提供一种钙钛矿叠层太阳能电池，由于组成上述钙钛矿叠层太阳能电池的三个子电池分别为第一钙钛矿电池、第二钙钛矿电池和第三钙钛矿电池，第一钙钛矿电池和第二钙钛矿电池通过第一导电层连接，第二钙钛矿电池和第三钙钛矿电池通过第二导电层连接，因此任意相邻两个子电池的差异较小，寄生效应更少，光损耗更低，从而使得任意相邻两个子电池之间的电流分布更均匀，进而避免了叠层太阳能电池出现电流不匹配的问题，解决了钙钛矿叠层太阳能电池中每个子电池的带隙由于电流不匹配导致的带隙受限的问题，使得钙钛矿叠层太阳能电池的稳定性得到提升。进一步地，由于上述钙钛矿叠层太阳能电池中的第一钙钛矿电池、第二钙钛矿电池和第三钙钛矿电池的钙钛矿吸收层不同，即第一钙钛矿电池具有宽带隙钙钛矿吸收层、第二钙钛矿电池具有中间带隙钙钛矿吸收层，第三钙钛矿电池具有窄带隙钙钛矿吸收层，从而本申请的钙钛矿叠层太阳能电池能够达到更好的能级匹配，拓宽了光谱吸收范围，达到全光谱最大吸收，对光的利用更高、电流密度更大，转换效率更高。

技术特征：

1.一种钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于，包括顺序层叠设置的第一钙钛矿电池、第一导电层、第二钙钛矿电池、第二导电层和第三钙钛矿电池，其中，所述第一导电层位于所述第一钙钛矿电池和所述第二钙钛矿电池之间，所述第二导电层位于所述第二钙钛矿电池和所述第三钙钛矿电池之间，且所述第一钙钛矿电池具有宽带隙钙钛矿吸收层，所述第二钙钛矿电池具有中间带隙钙钛矿吸收层，所述第三钙钛矿电池具有窄带隙钙钛矿吸收层，所述中间带隙钙钛矿吸收层分别与所述宽带隙钙钛矿吸收层和所述窄带隙钙钛矿吸收层不同。

2.根据权利要求1所述的钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于，所述宽带隙钙钛矿吸收层选自cspbbr3层、cs0.05fa0.80ma0.15和pbi2br层和fa0.8cs0.2pb(i0.7br0.3)3层中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于，所述中间带隙钙钛矿吸收层为mapbi3层或fapbi3层。

4.根据权利要求1所述的钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于，所述窄带隙钙钛矿吸收层选自masni3层、fa0.7ma0.3pb0.5sn0.5i3层和(fasni3)0.6(mapbi3)0.4:cl层中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求1所述的钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于，所述宽带隙钙钛矿吸收层的厚度小于所述中间带隙钙钛矿吸收层的厚度，所述中间带隙钙钛矿吸收层的厚度小于所述窄带隙钙钛矿吸收层的厚度。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于，所述第一钙钛矿电池包括顺序层叠设置的第一空穴传输层、所述宽带隙钙钛矿吸收层和第一电子传输层，所述第二钙钛矿电池包括顺序层叠设置的第二空穴传输层、所述中间带隙钙钛矿吸收层和第二电子传输层，所述第三钙钛矿吸收层包括顺序层叠设置的第三空穴传输层、所述窄带隙钙钛矿吸收层和第三电子传输层，所述第一导电层位于所述第一电子传输层和所述第二空穴传输层之间，所述第二导电层位于所述第二电子传输层和所述第三空穴传输层之间。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于，所述宽带隙钙钛矿吸收层的厚度为200～300nm。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于，所述中间带隙钙钛矿吸收层的厚度为400～500nm。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于，所述窄带隙钙钛矿吸收层的厚度为600～800nm。

技术总结本技术提供了一种钙钛矿叠层太阳能电池。该钙钛矿叠层太阳能电池包括顺序层叠设置的第一钙钛矿电池、第一导电层、第二钙钛矿电池、第二导电层和第三钙钛矿电池，其中，第一导电层位于第一钙钛矿电池和第二钙钛矿电池之间，第二导电层位于第二钙钛矿电池和第三钙钛矿电池之间，且第一钙钛矿电池具有宽带隙钙钛矿吸收层，第二钙钛矿电池具有中间带隙钙钛矿吸收层，第三钙钛矿电池具有窄带隙钙钛矿吸收层，中间带隙钙钛矿吸收层分别与宽带隙钙钛矿吸收层和窄带隙钙钛矿吸收层不同。通过本申请，提升了钙钛矿叠层太阳能电池的稳定性。技术研发人员：张雅文,牛闯,邱开富,王永谦,陈刚受保护的技术使用者：浙江爱旭太阳能科技有限公司技术研发日：20231103技术公布日：2024/7/23