钙钛矿太阳能电池及其制备方法、光伏组件和光伏系统与流程

本申请涉及太阳能电池，尤其涉及一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法、光伏组件和光伏系统。

背景技术：

1、目前，由于有机无机金属卤化物钙钛矿材料凭借优异的光电性能以及低成本的优势，适合作为太阳电池的吸光层。目前钙钛矿太阳能电池的转换效率达到了26％以上。但是，钙钛矿吸光层在界面处的损失依然严重，减少钙钛矿吸光层与传输层之间的损失可以进一步提升钙钛矿太阳能电池的性能。

2、钙钛矿吸光层与传输层的界面损失包括钙钛矿吸光层表面的缺陷以及在界面处的辐射复合。为了克服钙钛矿吸光层表面的缺陷复合，现有技术多采用后处理溶液对钙钛矿吸光层的表面进行后处理，钝化钙钛矿吸光层的表面，但是现有的后处理溶液与钙钛矿吸光层的表面反应有限，虽然能够起到缺陷钝化的作用，但是效果较差。

3、因此，如何通过后处理对钙钛矿吸光层的上表面进行有效的钝化，对提升钙钛矿太阳电池性能至关重要。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法、光伏组件、光伏系统，以解决或缓解上面提出的技术问题。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括：

3、提供导电衬底；

4、在所述导电衬底的上表面形成功能层；

5、在所述功能层的上表面形成钙钛矿吸光层，所述钙钛矿吸光层包括钙钛矿材料；

6、在所述钙钛矿吸光层的上表面，形成界面钝化层；

7、在所述界面钝化层的上表面沉积无机化合物，形成场钝化层；其中，所述无机化合物包括无机氧化物、无机氮化物、无机氟化物中的一种或多种；

8、在所述场钝化层的上表面形成电子传输层；

9、在所述电子传输层的上表面形成电极。

10、可选的，所述无机氧化物包括三氧化二铝、氧化钼、二氧化硅、三氧化二铬、五氧化二钒、三氧化钨中的一种或多种。

11、可选的，所述无机氮化物包括氮化铝、氮化硅、氮化铬、氮化钒、氮化钛中的一种或多种。

12、可选的，所述无机氟化物包括氟化铝、氟化锗、氟化硅中的一种或多种。

13、可选的，当所述无机化合物包括无机氧化物和无机氮化物时，所述无机氧化物与所述无机氮化物的摩尔比r1为1:2-2:1；

14、当所述无机化合物包括无机氧化物和无机氟化物时，所述无机氧化物与所述无机氟化物的摩尔比r2为1:2-2:1；

15、当所述无机化合物包括无机氮化物和无机氟化物时，所述无机氮化物与所述无机氟化物的摩尔比r3为1:2-2:1。

16、可选的，所述界面钝化层的厚度l1为1-30nm，所述场钝化层的厚度l2为0.1-10nm，且所述界面钝化层和所述场钝化层的总厚度l3为2-25nm。

17、可选的，所述形成场钝化层，包括：

18、采用真空蒸发法、热蒸发法、原子沉积法或溅射法，在所述界面钝化层的上表面沉积无机化合物，形成场钝化层。

19、可选的，所述形成界面钝化层，包括：

20、将有机铵盐、有机胺和有机溶剂混合均匀，配制成后处理溶液；

21、将所述后处理溶液置于所述钙钛矿吸光层的上表面，形成界面钝化层；

22、所述有机铵盐包括2-噻吩乙胺盐酸盐、苯乙胺盐酸盐、苯甲胺盐酸盐、乙二胺二氢碘酸盐、丙二胺二氢碘酸盐、哌嗪单氢碘酸盐、哌嗪二氢碘酸盐中的一种或多种；

23、所述有机溶剂包括异丙醇、甲苯、氯苯、乙酸乙酯、苯甲醚中的一种或多种；

24、所述有机胺为分子量小于等于89的有机胺分子。

25、可选的，所述钙钛矿吸光层包括钙钛矿材料，所述钙钛矿材料为abx3结构；

26、其中，所述a为一价阳离子，包括铯、铷、甲胺基、甲脒基中的一种或几种一价阳离子的混合体；

27、所述b为二价阳离子，包括铅、铜、锌、镓、锡、钙中的一种或几种二价阳离子的混合体；

28、所述x为一价阴离子，包括碘、溴、氯、氟、硫氰根离子中的一种或几种一价阴离子的混合体。

29、第二方面，本申请实施例提供了一种钙钛矿太阳能电池，由上述任一项的钙钛矿太阳能电池的制备方法形成。

30、第三方面，本申请实施例提供了一种光伏组件，包括：至少一个电池串，所述电池串包括至少两个上述的钙钛矿太阳能电池。

31、第四方面，本申请实施例提供了一种光伏系统，包括上述的光伏组件。

32、本申请实施例采用上述技术方案可以包括如下优势：

33、在制备钙钛矿太阳能电池时，通过在钙钛矿吸光层表面依次形成界面钝化层和场钝化层，界面钝化层和场钝化层共同构成的双重钝化结构减少了钙钛矿吸光层与其界面层的缺陷复合；而且场钝化层由无机化合物(无机氧化物、无机氮化物和/或无机氟化物)形成，无机化合物(无机氧化物、无机氮化物和/或无机氟化物)可以在钙钛矿吸光层的表面诱导出正电荷，具有空穴阻挡的作用；界面钝化层和场钝化层共同构成的双重钝化结构，提升了钙钛矿太阳能电池的稳定性，具有良好的缺陷钝化效果，从而提升器件性能。

技术特征：

1.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述无机氧化物包括三氧化二铝、氧化钼、二氧化硅、三氧化二铬、五氧化二钒、三氧化钨中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述无机氮化物包括氮化铝、氮化硅、氮化铬、氮化钒、氮化钛中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述无机氟化物包括氟化铝、氟化锗、氟化硅中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，当所述无机化合物包括无机氧化物和无机氮化物时，所述无机氧化物与所述无机氮化物的摩尔比r1为1:2-2:1；

6.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述界面钝化层的厚度l1为1-30nm，所述场钝化层的厚度l2为0.1-10nm，且所述界面钝化层和所述场钝化层的总厚度l3为2-25nm。

7.根据权利要求1-6任一项所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述形成场钝化层，包括：

8.根据权利要求1-6任一项所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述形成界面钝化层，包括：

9.根据权利要求1-6任一项所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述钙钛矿吸光层包括钙钛矿材料，所述钙钛矿材料为abx3结构；

10.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，由如权利要求1-9任一项所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法形成。

11.一种光伏组件，其特征在于，包括：

12.一种光伏系统，其特征在于，包括如权利要求11所述的光伏组件。

技术总结本申请实施例提供一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法、光伏组件和光伏系统。该钙钛矿太阳能电池的制备方法包括：在导电衬底上依次形成功能层、钙钛矿吸光层、界面钝化层、场钝化层、电子传输层以及电极；其中，场钝化层由无机化合物形成，无机化合物包括无机氧化物、无机氮化物、无机氟化物中的一种或多种。本申请实施例提供的钙钛矿太阳能电池具有界面钝化层和场钝化层双重钝化结构，提升了钙钛矿太阳能电池的稳定性，具有良好的缺陷钝化效果，从而提升器件性能。技术研发人员：朱长淮,李红江,张学玲受保护的技术使用者：天合光能股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9