一种新型钙钛矿/Si太阳能三端叠层电池

由本发明涉及太阳能电池，具体涉及到一种新型钙钛矿/si太阳能三端叠层电池。

背景技术：

1、如今，稳步增长的光伏(pv)市场中94％是基于硅的。实验室硅太阳能电池达到了26％以上的最大功率转换效率(pce)，这已经接近shockley-queisser理论极限。目前效率最高的硅电池为全背式异质结硅电池，其工艺复杂，需要多步光刻，制作成本高。

2、为了突破目前的效率极限，更高效的利用太阳能，提出了叠层太阳能电池，常见的配置方法有四端叠层和二端叠层电池。但采用四端架构意味着四个电极中的三个需要使用透明电极，有很高的寄生吸收，同时四端也使得电池输出电路的复杂度加倍，这都会增加电池的制造成本。而两端架构由于两个子电池串联连接，电池电流受电流较低的子电池限制，并且对外界光强变化敏感，在电流不匹配时，效率下降严重。而且大量载流子在中间复合层复合，无法完全利用，造成浪费。

3、如何高效利用光生载流子，提高电池整体效率，降低成本仍是目前太阳能电池领域的重点问题。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的是提供一种工艺相对简单、能够高效收集所有载流子的三端叠层电池。

2、为此，本发明所采用的技术方案为：一种新型钙钛矿/si太阳能三端叠层电池。

3、进一步地，所述一种新型钙钛矿/si太阳能三端叠层电池包括钙钛矿上电池，中间电极，晶硅下电池。

4、进一步地，所述太阳能三端叠层电池共有三个电极，分别是：钙钛矿上电池的上端为上电极(1)，中间电极为中电极(2)，晶硅下电池的下端为下电极(3)；

5、进一步地，中电极(2)从上下电池收集同一类型载流子，上电极(1)与下电极(3)收集另一种载流子。

6、所述太阳能三端叠层电池的电极极性排布为pnnp型，或者为nppn型；

7、所述钙钛矿电池包括上电极(1)、增透膜、上导电层、缓冲层、电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层、中电极(2)；

8、所述晶硅电池包括中电极(2)、p型结、吸收层、钝化层、n型结、下电极(3)。

9、进一步地，晶硅下电池可以是同质结晶硅电池，也可以是异质结晶硅电池。

10、进一步地，上电极(1)、下电极(3)材料可以是金、银、铜、铝中的一种。

11、进一步地，中电极(2)材料可以是透明导电材料ito、izo、fto中的一种。

12、进一步地，所述所述钙钛矿电池的上电极具有100nm～500nm的厚度；

13、所述钙钛矿电池的增透膜具有10nm～500nm的厚度，材料为mgf2、pdms、lif中的一种；

14、所述钙钛矿电池上导电层具有10nm～500nm的厚度，材料为ito、izo、azo、iwo、sno2、zno、锶铟氧化物中的一种；

15、所述钙钛矿电池的缓冲层具有1nm～50nm的厚度，材料为金属氧化物的一种；

16、所述钙钛矿电池的电子传输层具有1nm～50nm的厚度，材料为c60、tio2、zno、zro2、富勒烯、富勒烯衍生物、tisnox及snznox中的一种；

17、所述钙钛矿电池钙钛矿吸收层具有100nm～1000nm的厚度；

18、所述钙钛矿电池空穴传输层具有1nm～50nm的厚度，材料为ptaa、niox、p3ht、v2o5、moox、pedot:pss、wox、cuscn、cu2o、cui、spiro-ttb中的一种；

19、所述中间电极具有10nm～200nm的厚度；

20、所述晶硅电池吸收层具有100um～500um的厚度；

21、所述晶硅电池钝化层具有1nm～50nm的厚度；

22、所述晶硅电池p型结具有10nm～100nm的厚度；

23、所述晶硅电池n型结具有10nm～100nm的厚度；

24、所述晶硅电池下电极具有100nm～500nm的厚度。

25、与现有技术相比，本发明的钙钛矿/si太阳能三端叠层电池结构优点在于：

26、1、提出了新型钙钛矿/si三端太阳能电池结构，中间连接层作为第三个电极，替代了传统的复合层或隧穿层，可以同时收集上下电池的空穴，让两个子电池相互独立工作，可有效避免电流失匹问题，能够更好的贴合实际环境；

27、2、本发明提出的新型三端电池结构采用普通晶硅电池作为底电池，工艺成熟，成本相对较低，更易于应用于实际生产。

技术特征：

1.一种新型钙钛矿/si太阳能三端叠层电池，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的新型钙钛矿/si太阳能三端叠层电池，其特征在于，所述太阳能三端叠层电池的电极极性排布为pnnp型，或者为nppn型。

3.根据权利要求1所述的新型钙钛矿/si太阳能三端叠层电池，其特征在于，所述钙钛矿电池包括上电极(1)、增透膜、上导电层、缓冲层、电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层、中电极(2)。

4.根据权利要求1所述的新型钙钛矿/si太阳能三端叠层电池，其特征在于，所述晶硅下电池包括中电极(2)、p型结、吸收层、钝化层、n型结、下电极(3)。

5.根据权利要求1所述的新型钙钛矿/si太阳能三端叠层电池，其特征在于，晶硅下电池可以是同质结晶硅电池，也可以是异质结晶硅电池。

6.根据权利要求1所述的新型钙钛矿/si太阳能三端叠层电池，其特征在于，上电极(1)、下电极(3)材料为金、银、铜、铝中的一种。

7.根据权利要求1所述的新型钙钛矿/si太阳能三端叠层电池，其特征在于，中电极(2)材料为透明导电材料ito、izo、fto中的一种。

8.根据权利要求1所述的新型钙钛矿/si太阳能三端叠层电池，其特征在于，

技术总结由本发明公开了一种新型钙钛矿/Si太阳能三端叠层电池。所述的结构由钙钛矿上电池，中间电极，晶硅下电池三部分组成。其中钙钛矿上电池的上端为上电极，中间电极为中电极，晶硅下电池的下端为下电极。中电极从上下电池收集同一类型载流子，上电极与下电极收集另一种载流子。该新型钙钛矿/Si三端太阳能电池，中间连接层作为第三个电极，替代了传统的复合层或隧穿层，可以同时收集上下电池的载流子，让两个子电池相互独立工作，有效避免电流失匹问题，能够更好的贴合实际环境，并采用普通晶硅电池作为底电池，工艺成熟，成本相对较低，更易于应用于实际生产。技术研发人员：郭小伟,周轶凡,李欣欣,何逸洲受保护的技术使用者：电子科技大学长三角研究院（湖州）技术研发日：技术公布日：2024/8/16