CN105493304B - 高效堆叠的太阳能电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了具有光子接收表面和第一单同质结硅太阳能电池的光伏装置。所述第一单同质结硅太阳能电池包含具有相反极性的两个掺杂硅部并且具有第一带隙。所述光伏装置进一步包含第二太阳能电池结构，所述第二太阳能电池结构具有含钙钛矿结构的吸收体材料和具有比所述第一带隙大的第二带隙。所述光伏装置设置为使得每个所述第一太阳能电池和所述第二太阳能电池吸收由所述光子接收表面接收的部分光子。

Description

高效堆叠的太阳能电池
技术领域
本发明广义地涉及包含多个堆叠的太阳能电池的光伏装置。
背景技术
在过去的几年中，硅太阳能电池的成本已经大幅下降，并且可以预期在未来的十年中硅技术将仍然稳固地保持为主导的光伏技术。对这种太阳能电池的转换效率的改进将继续成为决定性因素。然而，基于单结硅(single junction silicon)的太阳能电池具有29％的理论效率极限(theoretical efficiency limit)，以及已经被基于实验室太阳能电池证实的约为25％的记录效率(record efficiencies)。
为了进一步提高硅基太阳能电池的效率，最可行的方法是在硅基太阳能电池的顶部上叠加不同的材料的电池(cells)。通过在硅基太阳能电池上堆叠另外的太阳能电池，理论可能的性能(theorectically possible performance)可从29％提高到42.5％。通过在所述硅基电池上堆叠两个另外的太阳能电池，该理论可能的性能可提高到47.5％。
以合理的成本制造这种高性能的光伏材料是面临的挑战。
发明内容
根据第一方面，本发明提供了一种光伏装置，包括：
光子接收表面；
第一单同质结硅太阳能电池(a first single homojunction silicon solarcell)，包含具有相反极性的两个掺杂硅部(doped silicon portions)且具有第一带隙(afirst bandgap)；和
第二太阳能电池结构，包含具有钙钛矿结构(Perovskite structure)的吸收体材料(absorber material)和具有比所述第一带隙大的第二带隙；
其中所述光伏装置设置为使得每个所述第一太阳能电池和所述第二太阳能电池吸收由所述光子接收表面接收的部分光子。
本发明的实施例将硅太阳能电池的优点与钙钛矿电池的优点结合，并提供了与单硅基电池相比具有提高的转化效率的堆叠电池。
所述光伏装置可设置为使得具有的能量接近所述第二带隙的能量，或甚至超过所述第二带隙的能量的光子部分穿过所述至少一个所述第二太阳能电池结构的一部分，并且被所述第一太阳能电池结构吸收。
所述第二太阳能电池可以是以堆叠体状配置的多个第二太阳能电池中的一个，并且堆叠体的每个第二太阳能电池可包含具有钙钛矿结构的吸收体材料和，以及比位于所述堆叠体中的下方的第二太阳能电池的带隙大的带隙。
在一些实施例中，所述第一硅太阳能电池具有结区域(junction region)，所述结区域包含与第一极性相关联的掺杂原子(dopant atoms)，并且所述掺杂原子扩散到第二极性的硅材料中。
在替代性实施例中，所述第一硅太阳能电池具有结区域，所述结区域具有与植入到第二极性的硅材料中的第一极性相关联的掺杂原子。
在另外的替代性实施例中，所述第一硅太阳能电池包含生长在第二极性的硅层的表面部分的第一极性的硅层。所述第一极性的硅层可以是外延硅层(epitaxial siliconlayer)。
根据第二方面，本发明提供了一种光伏装置，包含：
光子接收表面；
第一硅太阳能电池，包含具有相反的极性的两个掺杂硅部且具有第一带隙；
第二太阳能电池结构，包含具有钙钛矿结构的吸收体材料，且具有比所述第一带隙大的第二带隙；和
至少一个第三太阳能电池结构，包含具有钙钛矿结构的材料和具有比所述第二带隙大的第三带隙；并且
其中所述光伏装置设置为使得每个所述第一太阳能电池结构、每个所述第二太阳能电池结构和至少一个所述第三太阳能电池结构吸收由所述光子接收表面接收的部分光子。
以下内容涉及根据本发明的第一方面或者本发明的第二方面的本发明的可选的特征。
所述第二太阳能电池的结构可以被设置在所述第一太阳能电池的表面部分上。这个表面部分可以是纹理化的表面部分。
在一些实施例中，沿着所述表面部分的平面方向，在与所述第一太阳能电池的表面部分相邻的区域具有5至300欧姆/平方的薄层电阻率(sheet resistivity)。在一些实施例中，这个电阻率可为10至30欧姆/平方。
在实施例中，所述光伏装置包括接近所述第一太阳能电池的表面部分设置的互连区域，并被设置为促进载流子从一个太阳能电池到另一个太阳能电池的传输。所述互连区域可包括所述第一太阳能电池的表面部分。
在一些实施例中，所述互连区域包括透明导电氧化物层或具有比所述第一带隙高的带隙的掺杂半导体层(doped semiconductor layer)。所述互连区域可包括隧道结(tunneling junction)。进一步地，所述互连区域可包括具有高浓度的电活性缺陷(electrically active defects)诸如在所述第一太阳能电池和所述第二太阳能电池之间的缺陷结的区域。在实施例中，所述互连区域还包括所述第一或第二太阳能电池的一部分。
在一些实施例中，所述光伏装置的所述第一太阳能电池是薄膜硅太阳能电池。在替代性实施例中，所述第一太阳能电池是一种基于晶片的单晶硅太阳能电池(wafer-basedmono-crystalline silicon solar cell)，并且可以类似于钝化发射极和背面局域扩散(Passivated Emitter and Rear Locally-diffused，PERL)硅太阳能电池进行配置。所述第一太阳能电池还可以是多晶硅太阳能电池(multi-crystalline silicon solar cell)或剥离硅晶片太阳能电池(peeled silicon wafer solar cell)。
通常，所述第二太阳能电池结构是薄膜太阳能电池。所述第二太阳能电池可以是固体太阳能电池，并且可以包含空穴传输材料(hole-transport material)，所述空穴传输材料有助于空穴(holes)从所述第二太阳能电池结构到所述第一太阳能电池或触点结构的传输。进一步地，所述第二太阳能电池结构可包含纳米结构的或微米结构的多晶材料、多孔材料或中孔材料。
在一些实施例中，所述第二太阳能电池的吸收体材料是自组装材料，并且可包含无机-有机化合物。光吸收层可包含MAPb(I(1-X)BrX)3、MAPb(1-X)SnxI3、Al2O3、SrTiO3和TiO2中的任何一种或其组合。所述MAPb(I(1-X)BrX)3材料可包含CH3NH3Pb(I(1-X)Brx)3，并且MAPb(1-X)SnxI3包含CH3NH3Pb(1-X)SnXI3，其中，MA表示甲基铵阳离子。其它有机阳离子如乙基铵或甲脒(formamidinium)也可以被使用。
通常，一个或多个太阳能电池的带隙可通过控制在所述光伏装置的制造过程中吸收层中使用的溴或锡的量来调节，或通过控制使用的有机阳离子的量来调节。
在一些实施例中，所述光伏装置设置为使得载流子从所述第一太阳能电池的p-掺杂区被传输到所述第二太阳能电池结构。在替代性实施例中，所述光伏装置被设置为使得载流子从所述第一太阳能电池的n-掺杂区被传输到所述第二太阳能电池结构。
根据第三方面，本发明提供一种制造光伏装置的方法，所述方法包括以下步骤：
提供基底(substrate)；
使用所述基底形成第一单同质结硅太阳能电池，所述第一太阳能电池包含具有相反极性的两个掺杂硅部且具有第一带隙；并且
在所述第一太阳能电池结构上沉积至少一个第二太阳能电池结构，至少一个所述第二太阳能电池结构包含具有钙钛矿结构的吸收体材料且具有比所述第一带隙大的第二带隙。
在一些实施例中，所述基底是所述第一太阳能电池的硅基底，且所述第一太阳能电池具有p-n结。第一太阳能电池可以是基于晶片的单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池。可替代地，所述第一太阳能电池可以是薄膜硅太阳能电池。
所述方法还可以包括在所述第一太阳能电池和第二太阳能电池之间形成互连区域的步骤，所述互连区域设置为促进载流子从一个太阳能电池到另一个太阳能电池的传输。
形成所述互连区域的步骤可以包含以使载流子复合率在所述第一太阳能电池和所述第二太阳能电池之间的表面增加的方式来处理该表面的步骤。进一步地，形成所述互连区域的步骤可包含在所述第一太阳能电池的表面部分内形成隧道结的步骤。
在所述第一太阳能电池上沉积至少一个第二太阳能电池结构的步骤可以包含自组装沉积步骤，旋涂步骤，CVD步骤，或PVD步骤。
附图说明
参照附图，根据以下仅为示例性的实施例的描述，本发明的特征和优点将变得明显，其中：
图1和图2是根据本发明实施例的串联型太阳能电池装置的示意图；
图3是概述根据本发明实施例的实现串联型太阳能电池所需要的基本步骤的流程图；
图4是根据本发明实施例由高效的硅太阳能电池和钙钛矿基薄膜太阳能电池组成的串联型太阳能电池的示意图；
图5是根据本发明实施例的三重电池光伏装置的示意图；
图6是概述根据本发明实施例的实现多个电池光伏装置所需要的基本步骤的流程图。
具体实施方式
本发明的实施例涉及由一系列堆叠在彼此顶部的太阳能电池组成的高效光伏装置。特别是，本发明的有利实施例涉及由一个或多个薄膜太阳能电池组成的光伏装置，所述薄膜太阳能电池包括具有钙钛矿结构的吸收体材料，并且被堆叠在硅单结太阳能电池的顶部。在一个实施例中，所述装置被配置为具有单同质结硅底部电池和固体钙钛矿基薄膜顶部电池的串联型太阳能电池。在这些实施例中，所述单同质结电池包含硅p-n结，该p-n结例如可通过将n-型掺杂剂扩散进p-型硅基底中或反之亦然而实现。可替代地，所述p-n结可以使用离子植入(ion-implantation)或外延(epitaxy)而实现。
所述单同质结硅底部电池可以是在晶体硅晶片上实现的单晶电池。所述电池也可以是多晶电池，可替代地，例如在玻璃基底上沉积的薄膜硅太阳能电池。
具有15％以上效率的太阳能电池能够使用相对便宜的技术例如液相，物理或化学气相沉积，蒸发技术，旋涂或自组装技术利用无机-有机钙钛矿材料来制造。这些技术目前已经被使用或先前已经在高容量硅处理中使用。
硅基太阳能电池和基于钙钛矿材料的太阳能电池的组合提供了实现高能量转换效率的可能性。
高品质的钙钛矿基太阳能电池，适合于在单结硅电池上被堆叠，可以在具有不完美的钙钛矿晶体结构的硅材料上形成。相关的参数为外部辐射效率(ERE)，可用于评估要堆叠在所述硅电池上的钙钛矿基电池的适用性。商业化硅电池的ERE约为0.02％，并且目前制造的最好的钙钛矿电池的ERE计算为等于0.06％。当一个或多个钙钛矿基太阳能电池被堆叠在硅太阳能电池上时，这个值对于实现高转化效率是足够的。
具有钙钛矿结构的材料可以被沉积在含有中孔材料的粗糙表面上。这意味着，钙钛矿基太阳能电池可以沉积在具有允许实施光俘获技术(light trapping techniques)的纹理化表面的硅太阳能电池上。
钙钛矿提供了适于在用硅太阳能电池配置的堆叠体中使用的几乎完美的带隙范围。对于在硅上堆叠的单电池的理想的带隙为1.7eV。对于在硅电池上堆叠的两个电池的理想的带隙为1.5eV和2.0eV。然而，如果所堆叠电池的ERE是与硅相当的或比硅的更好，对于具有较低带隙的电池也可以获得高的性能，条件是所述电池被设计为对光子能量在其带隙以上的光是部分透明的。
钙钛矿基太阳能电池在太阳光谱的“蓝端”的高集成电流密度提供了本发明实施例的有利的特征。所述集成电流密度比硅太阳能电池的电流密度高，当所述集成电流密度与高电压输出结合用于堆叠的硅电池-钙钛矿电池配置时，具有附加的优点。高电压、低电流运行的这种配置允许减少与所述光伏装置接触的所需要的金属的量。喷镀金属的成本正在迅速成为在电池制备中的主要材料成本之一。所需金属的用量大致与电池的工作电流密度呈比例，从用于标准电池的约为35mA/cm2减少到用于堆叠在硅上的单钙钛矿基电池的约为20mA/cm2，以及用于两个堆叠的电池约为14mA/cm2。
现在参照图1，示出了根据本发明实施例的串联型太阳能电池装置100的示意图。所述串联型太阳能电池由硅基底部电池和基于钙钛矿材料顶部电池组成。附加层用来提高底部电池和顶部电池之间的载流子传导，并辅助从所述设备中提取载流子。特别地，如在大多数目前商业化硅基太阳能电池中，硅底部电池是通过使用p-型硅晶片102实现的。高度掺杂的p-型区104可以在硅晶片102的背面实现，以提高电流提取(current extraction)并降低载体表面复合速度(carriers surface recombination velocity)。底部电池的p-n结例如通过扩散，将n-型掺杂剂引入p-型硅晶片102并产生n-型层106而实现。在图1中为了说明的简单性，所有不同的层示为平坦的层。但是，可以将硅底部电池中的一个或多个层纹理化，以提高太阳能电池的光学和/或电性能。接近所述第二太阳能电池的第一太阳能电池的表面可以被纹理化，在这种情况下，顶部的薄膜太阳能电池遵循所述纹理化表面的形态。
所述顶部电池是基于钙钛矿结构的吸收体层108的薄膜太阳能电池。在本实施例中，所述钙钛矿层108具有小于1微米的厚度和1.5eV或更高的光带隙(吸收阈值)。在本发明的一些实施例中，钙钛矿层108使用钙钛矿甲基铵三碘化高铅酸，三溴化合物，三碘化锡酸盐或其它卤素，有机阳离子和IV族元素的组合来实现。
取决于在硅太阳能电池的顶部使用的电池的数量，可能需要具有不同带隙的钙钛矿吸收体材料。例如通过将甲基铵三碘化物高铅酸盐与三溴化合物MAPb(I(1-X)Brx)3或CH3NH3Pb(I(1-X)Brx)3或三碘化锡MAPb(1-X)SnxI3或CH3NH3Pb(1-X)SnxI3混合，钙钛矿材料的带隙可以被改变。
通过将甲基铵三碘化高铅酸与三溴化合物混合，可以将带隙改变在1.6eV和约2.3eV之间。三碘化锡酸盐据报道具有比高铅酸盐低约0.1eV或更多的带隙，位于1.2eV至1.6eV的范围内。钙钛矿甲基铵三碘化高铅酸盐(CH3NH3PbI3)具有在1.6V的范围内的有效带隙。其它卤素、有机阳离子和IV族元素的组合有可能造成在选择带隙中额外的灵活性。
钙钛矿支架层110可提高所述钙钛矿吸收层的形态均匀性。所述钙钛矿支架层110通常使用金属氧化物，在某些情况可包括氧化铝(Al2O3)或其它具有钙钛矿的颗粒的混合物而实现。电子选择性接触层112可以包括TiO2且允许朝向导电层116从所述装置中提取电子。在本发明的一些实施例中，钙钛矿支架层110和电子选择性接触层112可以用替代性的电子导电层替换。导电层116的功能是为了产生低电阻率路径将电流提取到触点118。在本发明的实施例中，层116是通过使用透明导电氧化物(TCO)或掺杂的高带隙半导体层而实现的。
基于空穴传输介质的空穴传输层114沉积在底部硅电池和顶部钙钛矿基电池之间，以为下面的硅电池的掺杂顶层106提供低电阻率触点，以及在层106和钙钛矿108之间的传输空穴。
现在参照图2，示出了根据本发明实施例的串联型太阳能电池装置200的示意图。串联型太阳能电池200具有与图1的串联型太阳能电池100类似的配置，具有底部硅太阳能电池和基于钙钛矿材料的顶部电池。然而，图2的串联装置200中的电池的极性是相反的。硅底部电池是通过使用n-型硅晶片202实现的。高度掺杂的n-型区106在硅晶片202的背面实现，以提高电流提取，并降低载流子表面复合速度。底部电池的p-n结通过将p-型掺杂剂引入n-型硅晶片202并产生p-型层104而实现。顶部钙钛矿基电池是薄膜太阳能电池，具有与图1的实施例中描述的所述装置的顶部电池类似的性质。在该实施例中，然而，电子选择性接触层112和钙钛矿脚支架层110被设置在顶部钙钛矿电池结构的硅电池侧上，而空穴传输层114被设置在顶部电池的触点侧上。电子选择性接触层112和空穴传输层114的反转相当于顶部电池极性的反转。在某些情况下，钙钛矿支架层110和电子选择性接触层112可以用替代性的电子导电层替换。
图1和图2的光伏装置的底部太阳能电池和顶部太阳能电池被串联连接，并且在操作过程中享有相同的电流。在第一和第二太阳能电池之间的互连区域通常设置为促进载流子从一个太阳能电池到另一个太阳能电池的传输。这个互连区域可以实现多个太阳能电池的电互连，并在不同实施例中被设置为完全在所述第一太阳能电池中，跨越第一和第二太阳能电池，以及可以包含串联结构的一个或多个层。通常，所述互连区域包括第一太阳能电池的顶表面的至少一部分。
例如，在图2的结构中的互连区域包含中间层204。该中间层204沉积在底部硅电池和顶部钙钛矿基电池之间，以促进两个电池之间的载流子传输。该层通常是透明导电氧化物，例如氟掺杂的氧化锡(FTO)。然而，其它种类的材料，包括其他导电氧化物或高带隙掺杂的半导体，可以用于实现中间层204。在替代性实施例中，钙钛矿支架层110和TiO2层112可以被除去或用电子传输层替代。现参照图3，概述实现根据本发明实施例的串联型太阳能电池所需要的基本步骤的流程图300。第一步骤302包括提供硅基底。单同质结硅太阳能电池使用本领域已知的技术(步骤304)形成。所述基底可随后被转移到沉积设备以在所述硅太阳能电池上实现必要的中间层。取决于用于实现基于钙钛矿材料的太阳能电池的沉积技术，所述基底可被转移到另一个沉积工具以沉积钙钛矿薄膜顶部电池(步骤308)。透明导电层在金属触点结构实现前被沉积(步骤312)。
可使用多种沉积技术如液相，物理或化学气相沉积，蒸发技术，旋涂或自组装的实现钙钛矿顶部电池的沉积(步骤308)。在一些实施例中，钙钛矿吸收体材料在单一步骤中通过在中孔金属氧化物膜上沉积钙钛矿材料而实现。在其它实施例中，所述钙钛矿吸收体材料通过两个步骤将一部分钙钛矿沉积到金属氧化物支架110的空穴中，并将沉积的区域暴露到含有其余钙钛矿成分的溶液中而实现。当两部分接触时发生的化学反应产生光吸收钙钛矿材料。该第二种方法允许对顶部电池的均匀性进行改进的控制。
在替代性实施例中，钙钛矿材料108直接在空穴传输介质114上沉积(步骤308)且支架层110可以在连续的步骤中被加入到钙钛矿材料108上。在这些实施例中，空穴传输介质114可以被化学或物理处理以改善其粘合性和/或电性能。考虑到钙钛矿材料的低分解温度(约300℃)，致密的TiO2层112可通过低温方法如溅射或由化学溶液被随后沉积。接着，在透明导电氧化物层116沉积之后(步骤310)，沉积触点118(步骤312)。
在本发明的实施例中，钙钛矿基电池的吸收层是有机-无机化合物，如CH3NH3PbX3，其中X可以是Cl，Br或I之一。
现在参照图4，示出了根据本发明实施例由高效的单结硅太阳能电池和钙钛矿基薄膜太阳能电池组成的串联型太阳能电池400的示意图。图4的串联电池400被配置为图1的装置100或图2中所示的装置200。底部硅太阳能电池是通过使用p-型硅晶片402实现的单晶硅或多晶硅太阳能电池。底部电池具有在背面高度掺杂的p-型区域404，且p-n结通过将n-型掺杂剂引入到p-型硅晶片406中而实现。在一些本发明的实施例中，单晶硅太阳能电池的一个或多个表面被钝化以减少少数载流子的复合。高度掺杂区可在底部电池的背面实现，对应于黑金属触点(图4中未示出)，以减少触点电阻，降低载流子复合。此外，所述装置可以被纹理化以改善光捕获。在光伏装置的特定实施中，所述底部硅电池配置为类似于钝化发射极和背面局域扩散(PERL)太阳能电池。该PERL电池是由澳大利亚新南威尔士大学的光伏研究中心实现，目前还保持硅单结太阳能电池的世界效率纪录。
顶部电池408是在硅底部电池的顶部上沉积的钙钛矿基薄膜太阳能电池。在一些实施例中，中间层在底部电池和顶部电池之间沉积。底部晶体硅太阳能电池可以被纹理化以改善光捕获。钙钛矿顶部电池被淀积在硅底部电池的纹理化表面上。即使电池被沉积在纹理化表面上，钙钛矿顶部电池的物理和电学性质也能够维持足够的电池性能。图4的装置400在较低的电流且比在单硅太阳能电池基本上更高的电压下运转。这使得接触光伏装置所需的金属的用量降低。具有较小的宽度412和增加的间隔414的金属触点410可以用于接触所述装置，降低了喷镀金属成本和阴影损耗。此外，钙钛矿薄膜顶部电池对缩短可见波长的良好性能，使得对硅底部电池顶表面的设计需求放宽，进一步简化了装置制造过程。
现在参考图5，示出根据本发明实施例的三电池光伏装置500的示意图。装置500以与图1的装置100类似的方式配置，图1的装置100与图5的装置500的底部硅电池和第一钙钛矿基电池基本上相同。然而，图5的装置500包含在中间电池的顶部上沉积的另一个钙钛矿基薄膜电池。另一个空穴传输层514沉积在导电层116上。钙钛矿基薄膜顶部太阳能电池然后被沉积到空穴传输层514上。顶部电池的吸收材料具有比中间电池的光学带隙高的光带隙。另一个电子选择性接触层512被设置在堆叠体的顶部上，且形成了导电层516以产生低电阻率路径将电流提取到触点118。
现在参考图6，是概述根据本发明实施例的实现多个电池光伏装置所需要的基本步骤的流程图600。图6的示意图600的初始步骤和最终步骤是与图3的示意图300的初始步骤和最终步骤基本相同的。然而，在图6的示意图600中，在沉积最终导电层310和接触结构312前，串联沉积多个钙钛矿基薄膜电池608。
本领域的技术人员应该理解为可以对在具体实施例中示出的本发明进行许多变化和/或修改，而不偏离如广泛描述的本发明的精神或范围。因此，本实施例应该在所有方面是作为说明性的而不是限制性的被考虑。

Claims (36)

1.一种光伏装置，包含：
光子接收表面；
第一太阳能电池，其为单同质结硅太阳能电池，包含具有相反极性的两个掺杂硅部且具有第一带隙；和
第二太阳能电池，包含由钙钛矿材料构成的吸收体层，所述钙钛矿材料包含下式化合物：
MAPb(I(1–X)BrX)3或MAPb(1–X)SnXI3
所述钙钛矿材料具有比所述第一带隙大的第二带隙；
其中MA表示甲基铵阳离子并且X>0，
其中所述光伏装置设置为使得每个所述第一太阳能电池和所述第二太阳能电池吸收由所述光子接收表面接收的部分光子。
2.根据权利要求1所述的光伏装置，其中所述第二太阳能电池是以堆叠体状配置的多个所述第二太阳能电池中的一个，所述堆叠体的每个第二太阳能电池包含具有钙钛矿结构的吸收体材料，以及比位于所述堆叠体中的下方的第二太阳能电池的带隙大的带隙。
3.根据权利要求1或2所述的光伏装置，其中所述第一太阳能电池具有结区域，所述结区域具有与第一极性相关且扩散到第二极性的硅材料中的掺杂原子。
4.根据权利要求1或2所述的光伏装置，其中所述第一太阳能电池具有结区域，所述结区域具有植入到第二极性的硅材料中的第一极性的掺杂原子。
5.根据权利要求1或2所述的光伏装置，其中所述第一太阳能电池包含在第二极性的硅层的表面部分上生长的第一极性的硅层。
6.根据权利要求5所述的光伏装置，其中所述第一极性的硅层是外延硅层。
7.一种光伏装置，包含：
光子接收表面；
第一太阳能电池，其为单同质结硅太阳能电池，包含具有相反的极性的两个掺杂硅部且具有第一带隙；
第二太阳能电池，包含由钙钛矿材料构成的吸收体层，所述钙钛矿材料包含下式化合物：
MAPb(I(1–X)BrX)3或MAPb(1–X)SnXI3
所述钙钛矿材料具有比所述第一带隙大的第二带隙，
其中MA表示甲基铵阳离子并且X>0；以及
至少一个第三太阳能电池，包含具有钙钛矿结构的材料且具有比所述第二带隙大的第三带隙；并且
其中所述光伏装置设置为使得每个所述第一太阳能电池、每个所述第二太阳能电池和至少一个所述第三太阳能电池吸收由所述光子接收表面接收的部分光子。
8.根据权利要求1或7所述的光伏装置，其中所述第二太阳能电池被设置在所述第一太阳能电池的表面部分上。
9.根据权利要求8所述的光伏装置，其中所述第一太阳能电池的所述表面部分是纹理化的表面。
10.根据权利要求8所述的光伏装置，包含接近所述第一太阳能电池的所述表面部分设置的互连区域，且所述互连区域被设置为有助于载流子从一个太阳能电池到另一个太阳能电池的传输。
11.根据权利要求10所述的光伏装置，其中所述互连区域包括所述第一太阳能电池的所述表面部分。
12.根据权利要求10所述的光伏装置，所述互连区域包含透明导电氧化物层或具有比所述第一带隙高的带隙的掺杂半导体层。
13.根据权利要求8所述的光伏装置，其中沿着所述表面部分的平面方向，所述第一太阳能电池的所述表面部分具有5至300欧姆/平方的薄层电阻率。
14.根据权利要求8所述的光伏装置，其中沿着所述表面部分的平面方向，所述第一太阳能电池的表面部分具有10至30欧姆/平方的电阻率。
15.根据权利要求10所述的光伏装置，其中所述互连区域包含隧道结。
16.根据权利要求10所述的光伏装置，其中所述互连区域包括所述第二太阳能电池的一部分。
17.根据权利要求10所述的光伏装置，其中所述互连区域包含具有浓度为1018cm-3以上的电活性缺陷的区域。
18.根据权利要求10所述的光伏装置，其中所述互连区域包含在所述第一太阳能电池和所述第二太阳能电池之间的缺陷结。
19.根据权利要求1或7所述的光伏装置，其中所述第一太阳能电池是薄膜硅太阳能电池或单晶硅太阳能电池。
20.根据权利要求1或7所述的光伏装置，其中所述第一太阳能电池是配置为钝化发射极和背面局域扩散(PERL)硅太阳能电池的单晶硅太阳能电池。
21.根据权利要求1或7所述的光伏装置，其中所述第一太阳能电池是多晶硅太阳能电池或剥离硅晶片太阳能电池。
22.根据权利要求1或7所述的光伏装置，其中所述第二太阳能电池是薄膜太阳能电池。
23.根据权利要求22所述的光伏装置，其中所述薄膜太阳能电池是固体太阳能电池。
24.根据权利要求1或7所述的光伏装置，其中所述第二太阳电池包含空穴传输材料，所述空穴传输材料有助于所述空穴从所述第二太阳能电池到所述第一太阳能电池或触点结构的传输。
25.根据权利要求1或7所述的光伏装置，其中所述第二太阳能电池的吸收体材料是自组装材料。
26.根据权利要求1或7所述的光伏装置，其中一个或多个太阳能电池的所述带隙可通过控制在所述光伏装置的制造过程中使用的溴，锡或所述甲基铵阳离子的量来调节。
27.根据权利要求1或7所述的光伏装置，其中所述光伏装置设置为使得载流子从所述第一太阳能电池的n-掺杂区被传输到所述第二太阳能电池。
28.根据权利要求1或7所述的光伏装置，其中所述光伏装置设置为使得载流子从所述第一太阳能电池的p-掺杂区被传输到所述第二太阳能电池。
29.一种制造光伏装置的方法，包含以下步骤：
提供基底；
使用所述基底形成第一太阳能电池，所述第一太阳能电池为单同质结硅太阳能电池，包含具有相反极性的两个掺杂硅部且具有第一带隙；并且
在所述第一太阳能电池上沉积至少一个第二太阳能电池，所述至少一个所述第二太阳能电池包含由钙钛矿材料构成的吸收体层，所述钙钛矿材料包含下式化合物：
MAPb(I(1–X)BrX)3或MAPb(1–X)SnXI3
所述钙钛矿材料具有比所述第一带隙大的第二带隙，
其中MA表示甲基铵阳离子并且X>0。
30.根据权利要求29所述的方法，其中所述基底是硅基底，并且所述第一太阳能电池具有p-n结。
31.根据权利要求29或30所述的方法，其中第一太阳能电池是基于晶片的单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池。
32.根据权利要求29所述的方法，其中所述第一太阳能电池是薄膜硅太阳能电池。
33.根据权利要求29所述的方法，进一步包含在所述第一太阳能电池和第二太阳能电池之间形成互连区域的步骤，所述互连区域设置以促进载流子从一个太阳能电池到另一个太阳能电池的传输。
34.根据权利要求33所述的方法，其中所述形成所述互连区域的步骤包含以使载流子复合率在所述第一太阳能电池和所述第二太阳能电池之间的表面增加的方式来处理该表面的步骤。
35.根据权利要求33所述的方法，其中所述形成所述互连区域的步骤包含在所述第一太阳能电池的表面部内形成隧道结的步骤。
36.根据权利要求29所述的方法，其中在所述第一太阳能电池上沉积至少一个第二太阳能电池的步骤包含自组装沉积步骤，旋涂步骤，CVD步骤，或PVD步骤。
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