一种钙钛矿太阳能电池及其制作方法与流程

【】本申请属于太阳能电池，尤其涉及一种钙钛矿太阳能电池及其制作方法。

背景技术

0、背景技术：

1、钙钛矿电池利用钙钛矿材料作为光电转换层，将太阳光高效地转换为电能，钙钛矿电池的基本结构包括透明电极、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和金属电极。透明电极作为电池的窗口层，允许太阳光透过并照射到钙钛矿吸光层上，需要其具有高导电性和良好的透光性，尤其需要在可见光谱范围内具有高透光率、高功函数和高电导率。

2、在太阳能电池实际使用过程中，会存在很多不同角度的光入射，增加在具有一定入射角的入射光的透过率，能够充分利用光线，提高太阳能电池的光电转换效率。

技术实现思路

0、技术实现要素：

1、本申请的目的在于提供一种钙钛矿太阳能电池，其能够通过结构设计使大入射角的光也能够被利用，从而提高钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。本申请的目的是通过以下技术方案实现，钙钛矿太阳能电池包括透明电极，在所述透明电极上依次形成的空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层、金属电极层，所述透明电极上形成所述空穴传输层的一侧为凹凸结构；

2、光从所述透明电极入射进入钙钛矿太阳能电池，所述凹凸结构包括重复的分布单元形状，所述空穴传输层的材料填充所述凹凸结构的凹槽并覆盖所述凹凸结构所有表面。

3、在其中一个实施例中，所述透明电极的折射率小于所述空穴传输层的折射率。

4、在其中一个实施例中，所述凹凸结构中凹槽底面和凸部顶面为能够陷光的绒面结构表面，凸部的侧边为平面。

5、在其中一个实施例中，所述空穴传输层与所述钙钛矿层界面距离凸部顶面底部的距离大于凹凸结构深度的30％，所述凹凸结构的深宽比大于2。

6、在其中一个实施例中，所述透明电极包括透明绝缘层及透明导电层，所述凹凸结构设置在所述透明导电层中。

7、在其中一个实施例中，所述透明绝缘层中包括匀光单元，所述匀光单元包括互相垂直的部分。

8、在其中一个实施例中，所述透明绝缘层相对于所述透明导电层的面为能够陷光的绒面结构表面，在透明绝缘层上还包括有机保护层，所述有机保护层的折射率在所述透明绝缘层与空气折射率之间。

9、本申请还进一步提供了一种钙钛矿太阳能电池的制作方法，包括：

10、提供包括透明绝缘层及透明导电层的透明电极；

11、在所述透明导电层中形成包括重复的分布单元形状的凹凸结构；

12、在所述透明绝缘层上形成能够陷光的绒面结构表面；

13、在所述凹凸结构上形成空穴传输层，所述空穴传输层的材料填充所述凹凸结构的凹槽并覆盖所述凹凸结构所有表面；

14、在所述空穴传输层上形成钙钛矿层、电子传输层、金属电极层。

15、在其中一个实施例中，所述凹凸结构的深宽比大于2，还包括在所述透明绝缘层上形成能够陷光的绒面结构表面，在表面上进一步形成有机保护层。

16、在其中一个实施例中，空穴传输层形成方法为涂覆，且在涂覆完成后静置1小时以上。

17、与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：通过在透明电极上设置凹凸结构，使得大入射角的光进入钙钛矿层的比例提高，通过提升大入射角光线的利用率，从而提高光电转换效率。另外，通过设置各个层的折射率并进一步优化凹凸结构，降低光线向外出射的概率减少光的反射损失，使得光线更多地被利用。

技术特征：

1.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括透明电极(100)，在所述透明电极(100)上依次形成的空穴传输层(200)、钙钛矿层(300)、电子传输层(400)、金属电极层(500)，所述透明电极(100)基底上形成所述空穴传输层(200)的一侧为凹凸结构；

2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述透明电极(100)的折射率小于所述空穴传输层(200)的折射率。

3.根据权利要求2所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述凹凸结构中凹槽底面和凸部顶面为能够陷光的绒面结构表面，凸部的侧边为平面。

4.根据权利要求2所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层(200)与所述钙钛矿层(300)界面距离凸部顶面底部的距离大于凹凸结构深度的30％，所述凹凸结构的深宽比大于2。

5.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述透明电极(100)包括透明绝缘层及透明导电层，所述凹凸结构设置在所述透明导电层中。

6.根据权利要求5所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述透明绝缘层中包括匀光单元(110)，所述匀光单元(110)包括互相垂直的部分。

7.根据权利要求5所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述透明绝缘层相对于所述透明导电层的面为能够陷光的绒面结构表面，在透明绝缘层上还包括有机保护层，所述有机保护层的折射率在所述透明绝缘层与空气折射率之间。

8.一种钙钛矿太阳能电池的制作方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的钙钛矿太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述凹凸结构的深宽比大于2，还包括在所述透明绝缘层上形成能够陷光的绒面结构表面，在表面上进一步形成有机保护层。

10.根据权利要求8所述的钙钛矿太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述空穴传输层(200)形成方法为涂覆，且在涂覆完成后静置1小时以上。

技术总结本申请涉及一种钙钛矿太阳能电池，通过在其透明电极上设计凹凸结构，提高大入射角光线进入钙钛矿层的比例，进而提升光电转换效率，不仅增加了光线的捕获面积，而且优化了光线的传输路径，使大入射角的光线得以更有效地被利用。本发明还通过调控各个功能层的折射率，降低光线在界面处的反射损失。本发明还涉及了一种制备这种高效钙钛矿太阳能电池的方法，包括在透明导电层上形成凹凸结构、在透明绝缘层上形成绒面结构表面、涂覆空穴传输层等步骤，确保了太阳能电池结构的精确性和稳定性。通过凹凸结构设计和各层折射率的优化调控，实现了钙钛矿太阳能电池对大入射角光线的高效利用，显著提高了其光电转换效率。技术研发人员：陈振沣,仲树栋,赖文隽,苏庚扬受保护的技术使用者：广东省载诚新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29