CN112018207A - 一种透光复合层、叠层太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种透光复合层、叠层太阳能电池及其制备方法，涉及太阳能电池技术领域，以利用透光复合层替代隧穿结，提高电池效率，降低工艺难度。所述透光复合层，应用于叠层太阳能电池。该透光复合层包括透光绝缘层以及形成在透光绝缘层的两侧的第一电极图案层和第二电极图案层。透光绝缘层为可粘性透光绝缘层。透光绝缘层上开设有至少一个通孔。第一电极图案层通过通孔与第二电极图案层电连接。所述叠层太阳能电池包括上述技术方案所提的透光复合层。本发明提供的透光复合层叠层用于太阳能电池。

Description

一种透光复合层、叠层太阳能电池及其制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种透光复合层、叠层太阳能电池及其制备方法。
背景技术
由于太阳光谱能量分布较宽，因此单一带隙太阳能电池不能对光充分吸收利用。由此发明了叠层太阳能电池，最大限度地将光能变成电能。
图1示出现有技术中两端双结叠层太阳能电池的结构示意图。如图1所示，入射光沿着箭头方向射入叠层太阳能电池中。该叠层太阳能电池由玻璃衬底层A、透明导电薄膜层B、p型非晶硅层C、i型非晶硅层D、n型非晶硅层E、重掺杂n型非晶硅F、重掺杂p型微晶硅G、p型微晶硅层H、i型微晶硅层I、n型微晶硅层J和金属电极K组成。其中，重掺杂n型非晶硅F和重掺杂p型微晶硅G组成该叠层太阳能电池的隧穿结。由图1可知，现有的两端叠层太阳能电池一般是采用隧穿结进行连接。但是隧穿结特性的好坏对太阳能电池性能参数开路电压VOC、短路电流ISC、填充因子FF均有重要影响，且为保证隧穿结具有高的复合速率，常采用重掺杂NP隧穿结来实现，但重掺杂可能会破坏子电池本身的内建电场，影响开路电压VOC及填充因子FF等。良好的隧穿结还需要具有高透明度以减少其本身对光的寄生损失，以及良好的欧姆接触，因此，现有的两端叠层太阳能电池各子电池的连接工艺要求复杂，较难实现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种透光复合层、叠层太阳能电池及其制备方法，以利用透光复合层替代隧穿结，提高电池效率，降低工艺难度。
第一方面，本发明提供一种透光复合层，应用于叠层太阳能电池。该透光复合层包括透光绝缘层以及形成在透光绝缘层的两侧的第一电极图案层和第二电极图案层。透光绝缘层为可粘性透光绝缘层。透光绝缘层上开设有至少一个通孔。第一电极图案层通过通孔与第二电极图案层电连接。
采用上述技术方案的情况下，本发明提供的透光复合层中，透光绝缘层的两侧形成有第一电极图案层和第二电极图案层，电极图案的设计使得第一电极图案层和第二电极图案层不会完全遮挡透过透光复合层的光线。当本发明的透光复合层应用在叠层太阳能电池中时，由于透光绝缘层为可粘性透光绝缘层，叠层太阳能电池的顶电池和底电池可以更好的和透光复合层粘合在一起，以保证顶电池和底电池与第一电极图案层和第二电极图案层的紧密接触。并且，由于第一电极图案层和第二电极图案层位于透光绝缘层的两侧，并在透光绝缘层上开设有至少一个通孔，使得第一电极图案层通过通孔与第二电极图案层电连接。此时，叠层太阳能电池的顶电池和底电池通过电连接的第一电极图案层和第二电极图案层连接。基于此，本发明提供的透光复合层应用于叠层太阳能电池时，由于透光绝缘层具有透光的性能，使得照射在顶电池上的太阳光可以顺利经过透光绝缘层透射入底电池中，以在不使用隧穿结的情况下，保证顶电池和底电池正常电连接，从而避免在顶电池和底电池之间形成反向PN结，也不会产生寄生势垒削减顶电池和底电池的电场，因此，本发明提供的透光复合层应用于叠层电池时，顶电池和底电池之间电子和空穴具有良好的复合速率。
另外，本发明提供的透光复合层在替代隧穿结连接顶电池和底电池时，由于透光绝缘层的绝缘性，使得在制作顶电池和底电池时，无需考虑底电池的材料和工艺，因此，本发明的透光复合层可以应用于不同类型的电池叠合，具有广阔的应用前景。
在一种可能的实现方式中，上述第一电极图案层的图案和第二电极图案层的图案相同。第一电极图案层和所述第二电极图案层对称的形成在透光绝缘层的两侧。当形成在透光绝缘层的两侧的第一电极图案层的图案和第二电极图案层的图案相同时，此时第一电极图案层的图案和第二电极图案层的图案相重合，减少电极对太阳光的遮挡，以保证太阳光最大程度的投射入底电池中，增加叠层太阳能电池的效率。
在一种可能的实现方式中，上述第一电极图案层的图案和所述第二电极图案层的图案不同。
在一种可能的实现方式中，至少一个通孔的孔深方向与透光绝缘层的厚度方向形成的夹角为大于或等于0°且小于90°。
当通孔的孔深方向与透光绝缘层的厚度方向形成的夹角为0°时，该通孔的孔深方向(轴向方向)垂直于透光绝缘层。此时通孔的长度最短，通孔内的材料电阻最小，因此电流通过的效率最高。
当通孔的孔深方向与透光绝缘层的厚度方向形成的夹角为大于0°时，这种通孔比较适用于第一电极图案层的图案和所述第二电极图案层的图案不对称的情况，以保证第一电极图案层和第二电极图案层正常电连接。
在一种可能的实现方式中，至少一个通孔的孔深方向与透光绝缘层的厚度方向形成的夹角为0°～60°。
当通孔的孔深方向与透光绝缘层的厚度方向形成的夹角为大于或等于0°且小于或等于60°时，这种通孔比较适用于第一电极图案层的图案和第二电极图案层的图案不对称的情况，在比较小的效率损失的情况下，保证第一电极图案层和第二电极图案层正常电连接。
在一种可能的实现方式中，上述透光绝缘层包括透光层以及位于透光层两侧的第一透光粘接层和第二透光粘接层。此时，第一透光粘接层和第二透光粘接层可以在层压工艺下将顶电池和底电池结合在一起，形成叠层电池。
在一种可能的实现方式中，第一透光粘接层和第二透光粘接层的材质为热塑性材料或热固性材料。
在一种可能的实现方式中，第一透光粘接层和第二透光粘接层的材质为聚乙烯醇缩丁醛、沙林热塑性离子键聚合物、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或多种。
在一种可能的实现方式中，上述透光层的材质为透光绝缘树脂材料。
在一种可能的实现方式中，上述透光层的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺中的一种或多种。
在一种可能的实现方式中，上述第一透光粘接层和第二透光粘接层的厚度为10μm～150μm。此时，叠层太阳能电池的顶电池和底电池可以和透光复合层更好的粘合在一起，形成太阳能电池，且避免过厚的第一透光粘接层和第二透光粘接层加热熔化会遮盖部分电极表面的问题。
在一种可能的实现方式中，上述透光层的厚度为20μm～200μm。此时，太阳光线可以经过透光层射向底电池中，且保证透光层具有良好的机械强度。
第二方面，本发明提供一种叠层太阳能电池。该叠层太阳能电池包括底电池、顶电池以及透光复合层。该透光复合层为第一方面或第一方面任一可能的实现方式所描述的透光复合层。该透光复合层位于顶电池和底电池之间。底电池和第一电极图案层电连接。顶电池和第二电极层电连接。
第二方面提供的叠层太阳能电池的有益效果与第一方面的透光复合层的有益效果相同，在此不再赘述。
第三方面，本发明提供一种叠层太阳能电池的制备方法。该叠层太阳能电池的制备方法包括：将底电池、透光复合层和顶电池叠置在一起进行压合，获得叠层太阳能电池。该透光复合层包括透光绝缘层以及形成在透光绝缘层的两侧的第一电极图案层和第二电极图案层。透光绝缘层为可粘性透光绝缘层。透光绝缘层上开设有至少一个通孔，第一电极图案层通过通孔与第二电极图案层电连接。
在一种可能的实现方式中，压合温度为80℃～200℃。压合压力为10KPa～90KPa。
第三方面提供的叠层太阳能电池的制备方法的有益效果与第一方面的透光复合层的有益效果相同，在此不再赘述。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为现有技术中两端双结叠层太阳电池的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种叠层太阳能电池的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的透光复合层的结构示意图一；
图4为本发明实施例提供的透光复合层的结构示意图二；
图5为本发明实施例提供的透光复合层的结构示意图三；
图6为本发明实施例提供的透光绝缘层的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的透光复合层正面的结构示意图一；
图8为本发明实施例提供的透光复合层的结构示意图四；
图9为本发明实施例提供的顶电池的结构示意图一；
图10为本发明实施例提供的底电池的结构示意图一；
图11为本发明实施例提供的叠层太阳能电池的结构示意图一；
图12为本发明实施例提供的透光复合层正面的结构示意图二；
图13为本发明实施例提供的透光复合层的结构示意图五；
图14为本发明实施例提供的顶电池的结构示意图二；
图15为本发明实施例提供的底电池的结构示意图二；
图16为本发明实施例提供的叠层太阳能电池的结构示意图二；
图17为本发明实施例提供的透光复合层的结构示意图六；
图18为本发明实施例提供的顶电池的结构示意图三；
图19为本发明实施例提供的底电池的结构示意图三；
图20为本发明实施例提供的叠层太阳能电池的结构示意图三。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
太阳光谱的能量分布较宽，任何一种半导体材料只能吸收能量比其禁带宽度大的光子，因此，单一带隙太阳能电池不能对光充分吸收利用。可按禁带宽度从大到小的顺序从外向里叠合起来，让波长最短的光被最外边的宽禁带宽度材料电池利用，波长较长的光能够透射进去让较窄禁带宽度材料电池利用，这就有可能最大限度地将光能变成电能，这样结构的电池就是叠层太阳能电池。
如图1所示，现有技术中两端双结叠层太阳电池都是先制备其中一个子电池，然后再在其上沉积或生长另一子电池。然而，由于两子电池具用不同材料和工艺制备条件，其一子电池很难直接在另一子电池上制备，因此目前只有少数几种子电池之间可以直接相叠。这少数的几种叠层太阳电池之间一般采用N/P或P/N隧穿结进行连接，因此，隧穿结特性的好坏对电池性能参数开路电压VOC、短路电流ISC、填充因子FF均有重要影响。而且，隧穿结相对电池内建电场为反偏结，任何寄生势垒都将使电池的电流电压特性变差。若子电池电流不相等，在隧穿结处的电子和空穴不能完全复合，则多余的载流子就会在结处积累，削减子电池的电场，进而影响叠层太阳电池的性能。为了保证隧穿结具有高的复合速率，这少数的几种叠层太阳电池之间常采用重掺杂NP隧穿结。但重掺杂有可能破坏子电池本身的内建电场，影响开路电压VOC及填充因子FF等。
除此之外，良好的隧穿结还需要具有高透明度以减少其本身对光的寄生损失，以及良好的欧姆接触，因此，两端双结叠层太阳能电池各子电池的连接工艺要求复杂，较难实现。
为了克服上述问题，如图2所示，本发明实施例提供的叠层太阳能电池1包括透光复合层2、底电池3和顶电池4。该透光复合层2位于顶电池4和底电池3之间。
如图2所示，上述顶电池4和底电池3可以为非晶硅电池、钙钛矿电池、硅电池、硅异质结电池、碲化镉电池或铜铟镓硒电池等，但并不限于此。在具体选择时只需要满足顶电池4为宽带隙太阳能电池，底电池3为窄带系的太阳能电池即可。上述透光复合层2可以替代隧穿结，以避免在顶电池4和底电池3之间形成反向PN结，提高电池效率，降低工艺难度。
如图3所示，该透光复合层2包括透光绝缘层5以及形成在透光绝缘层5的两侧的第一电极图案层6和第二电极图案层7。由于电极图案的设计，使得第一电极图案层6和第二电极图案层7不会完全遮挡透过透光复合层2的光线。并且，由于透光绝缘层5具有透光的性能，使得照射在顶电池4上的太阳光可以顺利经过透光绝缘层5透射入底电池3中，增加底电池3对太阳光的有效吸收，使光能最大限度的转换为太阳能，提升叠层太阳能电池1的效率。
在实际应用中，如图2和图3所示，当上述透光复合层2应用于叠层太阳能电池1中时，叠层太阳能电池1的顶电池4和底电池3通过电连接的第一电极图案层6和第二电极图案层7串联连接。此时，本发明实施例的透光复合层2代替隧穿结连接顶电池4和底电池3，以保证顶电池4和底电池3正常电连接，避免在顶电池4和底电池3之间形成反向PN结，也不会产生寄生势垒削减顶电池4和底电池3的电场，提升叠层太阳能电池1的效率。另外，本发明实施例的透光复合层2在替代隧穿结连接顶电池4和底电池3时，由于透光绝缘层5的绝缘性，因此，本发明实施例的透光复合层2应用在叠层太阳能电池1中时，不受电池材料和电池制备工艺的限制，克服了传统叠层太阳能电池1的局限性。由上可知，本发明的透光复合层2可以应用于不同类型的电池叠合，具有广阔的应用前景。
如图3所示，上述透光绝缘层5为可粘性透光绝缘层5。由于该透光绝缘层5为可粘性透光绝缘层，使得该透光复合层2以粘结的方式与顶电池4和底电池3紧密的粘合在一起，形成叠层太阳能电池1，使得顶电池4和底电池3与电极的紧密接触，从而防止因为顶电池4和底电池3与电极接触不良对叠层太阳能电池1效率的影响。
如图3所示，上述透光绝缘层5开设有至少一个通孔8，上述第一电极图案层6通过至少一个通孔8与第二电极图案层7电连接。该第一电极图案层6和第二电极图案层7的电极材质可以为Al、Ag、Ni或Cu等，但不仅限于此。
如图3所示，上述第一电极图案层6的图案和第二电极图案层7的图案相同，且上述第一电极图案层6和第二电极图案层7对称的形成在透光绝缘层5的两侧，可以为图4所示的条状电极图案，也可以为图12所示的花形电极图案，但不限于此。当然，上述第一电极图案层6的图案和上述第二电极图案层7的图案也可以是不同的。
如图3所示，上述通孔8的数量可以为1个，2个或3个等。开设的通孔8的位置可以根据电极图案设置，也可以自由设置，只要保证第一电极图案层6和第二电极图案层7电连接即可。
在一种示例中，如图4所示，当上述通孔8的数量为1个，该第一电极图案层6的图案和第二电极图案层7的图案为“十字形”的条状电极图案，且第一电极图案层6的图案和第二电极图案层7的图案对称的形成在透光绝缘层5的两侧。
在另一种示例中，如图12所述，当该通孔8的数量为6个时，6个通孔均匀分布在透光绝缘层5上。该第一电极图案层6的图案和第二电极图案层7的图案为花形电极图案第一电极图案层6的图案和第二电极图案层7的图案对称的形成在透光绝缘层5的两侧。
如图3和图5所示，该至少一个通孔8的孔深方向与透光绝缘层5的厚度方向根据实际需要形成夹角，例如，该至少一个通孔8的孔深方向与透光绝缘层5的厚度方向形成的夹角为α，0°≤α＜90°。
如图3所示，当通孔8的孔深方向与透光绝缘层5的厚度方向形成的夹角α＝0°时，该通孔8的孔深方向(轴向方向)垂直于透光绝缘层5。此时通孔8的长度最短，通孔8内的材料电阻最小，因此电流通过的效率最高。
如图5所示，当通孔8的孔深方向与透光绝缘层5的厚度方向形成的夹角α＞0°时，这种通孔8比较适用于第一电极图案层6的图案和所述第二电极图案层7的图案不对称的情况，以保证第一电极图案层6和第二电极图案层7正常电连接。
如图3和图5所示，当通孔8的孔深方向与透光绝缘层5的厚度方向形成的夹角α接近90°时，此时透光绝缘层5的厚度小，机械强度和粘性较差，因此，该至少一个通孔8的孔深方向与透光绝缘层5的厚度方向形成的夹角α可以为0°～60°。具体的，该夹角α可以为0°、10°、20°、30°、40°、50°或60°等。当通孔8的孔深方向与透光绝缘层5的厚度方向形成的夹角α为0°≤α≤60°时，这种通孔8比较适用于第一电极图案层6的图案和所述第二电极图案层7的图案不对称的情况，在比较小的效率损失的情况下，保证第一电极图案层6和第二电极图案层7正常电连接。
图6示例出本发明实施例提供的透光绝缘层5的结构示意图。如图6所示，透光绝缘层5包括透光层9以及位于透光层9两侧的第一透光粘接层10和第二透光粘接层11。此时，通孔8贯穿该透光层9以及位于该透光层9两侧的第一透光粘接层10和所述第二透光粘接层11，通孔8的孔径方向与透光绝缘层5的夹角参考前文描述，此处不再赘述。
如图6所示，上述透光层9可以起到透光、绝缘和支撑的作用，因此，该透光层9的厚度不可过薄或者过厚，既要避免该透光层9过厚会发生的吸光现象，也要避免该透光层9过薄时机械强度差，容易断裂而不能起到支撑作用。具体的，透光层9的厚度可以为：20μm～200μm。例如：透光层9的厚度可以为20μm、50μm、100μm或200μm等，但不仅限于此，可以根据实际需要设置。
如图6所示，上述透光层9的材质应选择具有优良的机械性能、电绝缘性能、耐辐照性能的透光绝缘树脂材料。举例说明，该透光层9的材质可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺中的一种或多种。例如，该透光层9的材质可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯，可以为聚萘二甲酸乙二醇酯，可以为聚酰亚胺，可以为聚醚酰亚胺,可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯的混合物或可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺的混合物等。至于混合物的比例在此不做限定，可以由本领域技术人员根据实际情况进行混合。
如图6所示，上述第一透光粘接层10和第二透光粘接层11的作用是粘合顶电池4和底电池3，使得顶电池4和底电池3与第一电极图案层6和第二电极图案层7紧密接触，防止由于接触不良影响叠层太阳能电池1的效率，因此，该第一透光粘接层10和第二透光粘接层11的厚度不可过薄或者过厚，既要保证第一透光粘接层10和第二透光粘接层11受热熔化时，熔化的粘接层不会部分遮盖第一电极图案层6和第二电极图案层7，影响叠层太阳能电池1的效率，又要保证第一透光粘接层10和第二透光粘接层11对底电池3或顶电池4的粘合效果。具体的，第一透光粘接层10和第二透光粘接层11的厚度可以为：10μm～150μm。具体的，该第一透光粘接层10和第二透光粘接层11的厚度可以为：10μm、20μm、50μm、100μm或150μm等。但不仅限于此，可以根据实际需要设置。
该第一透光粘接层10和该第二透光粘接层11的材质可以为热塑性材料或热固性材料。具体的，该第一透光粘接层10和第二透光粘接层11的材质可以为聚乙烯醇缩丁醛、沙林热塑性离子键聚合物、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或多种。例如，该第一透光粘接层10和第二透光粘接层11的材质可以为聚乙烯醇缩丁醛、可以为沙林热塑性离子键聚合物、可以为乙烯-醋酸乙烯共聚物或可以为聚乙烯醇缩丁醛、沙林热塑性离子键聚合物、乙烯-醋酸乙烯共聚物的混合物等。
本发明实施例还提供了一种叠层太阳能电池的制备方法，该叠层太阳能电池的制备方法包括：
将底电池、透光复合层和顶电池叠置在一起进行压合，获得叠层太阳能电池。其中，压合温度为80℃～200℃，具体的，压合温度可以为80℃、100℃、150℃或200℃等，根据实际情况进行选择。压合压力为10KPa～90KPa，具体的，压合压力为10KPa、20KPa、50KPa或90KPa等，根据实际情况进行选择。压合时间可以由工人依据实际情况进行判断，在此不做限定。
具体的，该叠层太阳能电池的制作方法包括：
步骤100：透光复合层的制备。在透光层材料以及位于透光层两侧的第一透光粘接层材料和第二透光粘接层材料上打合适孔径和间距的通孔。并在透光绝缘层材料的正、背面制备合适的图形和厚度的第一电极图案层和第二电极图案层，第一电极图案层和第二电极图案层之间通过中间孔相连。
步骤110：顶电池的制备。制备宽带隙顶电池。
步骤120：底电池的制备。制备窄带隙底电池。
步骤130：叠层太阳能电池的制备。将制备的透光复合层置于顶、底电池之间，采用层压工艺于80℃～200℃的温度、10KPa～90KPa的压力下进行层压，得到该叠层太阳能电池。
与现有技术相比，本发明实施例提供的叠层太阳能电池的制备方法的有益效果与上述透光复合层的有益效果相同，在此不做赘述。
为了更好的解释本发明实施例提供的透光复合层、叠层太阳能电池及其制备方法，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。
实施例一
如图7至图11所示，本发明实施例提供的叠层太阳能电池的制作方法，包括如下步骤：
步骤100：透光复合层的制备。如图7和图8所示，使用激光在沙林热塑性离子键聚合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、沙林热塑性离子键聚合物构成的透光绝缘层上打上4个通孔8，通孔8的孔径可以为30μm，相邻两个通孔8的间距可以为1cm。该通孔8的孔深方向与所述透光绝缘层的厚度方向形成的夹角为0°。其中，沙林热塑性离子键聚合物层的厚度为40μm，聚对苯二甲酸乙二醇酯层厚度为60μm。打孔完毕后，分别在透光绝缘层的正、背面蒸镀相同且对称的条状银电极作为第一电极图案层6和第二电极图案层7。正、背面电极之间通过通孔8电连接，银电极厚度为10μm，得到透光复合层。
步骤110：顶电池的制备。如图9所示，采用等离子体增强化学气相沉积法(PlasmaEnhanced Chemical Vapor Deposition，缩写为PECVD)在玻璃衬底12上制备一层FTO(掺氟氧化锡)薄膜13，然后分别沉积n型非晶硅电池14、本征型非晶硅电池15和p型非晶硅电池16，其中p型非晶硅层厚度为10nm，本征型非晶硅层厚度为250nm，n型非晶硅层厚度为10nm。接着在n型非晶硅层上采用物理气相沉积法(Physical Vapor Deposition，缩写为PVD)沉积一层掺铝氧化锌薄膜17，厚度为200nm，制得非晶硅顶电池。
步骤120：底电池的制备。如图10所示，在50μm不锈钢衬底18上通过物理气相沉积法(Physical Vapor Deposition，缩写为PVD)沉积一层约400nm的钼层19，然后在钼层上依次通过蒸发和物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，缩写为PVD)的方式分别沉积一层铜铟镓硒吸收层20和硫化镉缓冲层21，该铜铟镓硒吸收层和硫化镉缓冲层的厚度为1.5μm。最后通过物理气相沉积法(Physical Vapor Deposition，缩写为PVD)沉积一层掺铝氧化锌透明导电层22完成铜铟镓硒底电池的制备，掺铝氧化锌透明导电层22的厚度为250nm。
步骤130：叠层太阳能电池的制备。如图11所示，将制备的透光复合层放置于制备的顶电池和制备的底电池之间，采用层压成型的方法，在160℃的压合温度、10Kpa压合压力下层压压合10分钟，得到非晶硅/铜铟镓硒叠层太阳能电池23。
实施例二
如图12至图15所示，本发明实施例提供的叠层太阳能电池的制作方法，包括如下步骤：
步骤100：透光复合层的制备。如图12和图13所示，使用激光在乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚萘二甲酸乙二醇酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物构成的透光绝缘层上打上6个通孔8，通孔8的孔径可以为20μm，相邻两个通孔8的间距可以为1.5cm。该通孔8的孔深方向与所述透光绝缘层的厚度方向形成的夹角为30°。其中，乙烯-醋酸乙烯共聚物层的厚度为10μm，聚萘二甲酸乙二醇酯层厚度为20μm。打孔完毕后，分别在透光绝缘层的正、背面采用3D打印制备对称花形铜电极作为第一电极图案层6和第二电极图案层7。正、背面电极之间通过通孔8电连接，铜电极厚度为30μm，得到透光复合层。
步骤110：顶电池的制备。如图14所示，采用PVD方法在玻璃衬底24上沉积掺锡氧化铟透明导电层25，在掺锡氧化铟透明导电层25上旋涂SnO2电子传输层26，SnO2电子传输层26的厚度为50nm。在SnO2电子传输层26上用两步法旋涂钙钛矿吸收层27。形成钙钛矿吸收层27的具体步骤包括：先在SnO2电子传输层26上旋涂碘化铅溶液，其中，碘化铅溶液浓度为1.3mol/L，二甲基亚砜和二甲基甲酰胺溶液的体积比为9:1。旋涂完毕后，将其放置于加热台上在70℃的条件下加热1min，取出冷却后继续旋涂甲脒碘(FAI)、甲胺溴(MABr)、甲胺氯(MACl)的混合溶液。其中，甲脒碘(FAI)、甲胺溴(MABr)、甲胺氯(MACl)的体积比为FAI:MABr:MACl＝10:1:1，异丙醇溶液的浓度为60mg/mL。旋涂完毕立即置于加热台上在150℃的条件下加热15min，得到厚度约为500nm的钙钛矿吸收层27。继续在钙钛矿吸收层27上采用蒸发的方式制备厚度为20nm的Spiro-TTB空穴传输层29。最后在空穴传输层29上沉积厚度为400nm掺锡氧化铟透明导电层30，完成钙钛矿顶电池的制备。
步骤120：底电池的制备。如图15所示，将N型硅片32进行清洗。其中，N型硅片32的电阻率在2Ω·cm-4Ω·cm，N型硅片32的厚度为180μm。采用PECVD的方法在N型硅片32的两侧分别沉积厚度为8nmd本征非晶硅钝化层31和本征非晶硅钝化层33，再在N型硅片32两侧分别沉积厚度为10nm的P型非晶硅掺杂层34和n型非晶硅掺杂层30，然后在p型非晶硅掺杂层34上采用丝网印刷银电极35，在180℃的条件下烘干排胶30分钟，得到硅异质结底电池。
步骤130：叠层太阳能电池的制备。如图16所示，将制备的透光复合层放置于制备的顶电池和制备的底电池之间，采用层压成型的方法，在80℃的压合温度、50Kpa压合压力下层压压合10分钟，得到钙钛矿/硅异质结叠层太阳能电池36。
实施例三
如图17至图20所示，本发明实施例提供的叠层太阳能电池的制作方法，包括如下步骤：
步骤100：透光复合层的制备。如图17所示，使用激光在聚乙烯醇缩丁醛、聚醚酰亚胺、聚乙烯醇缩丁醛构成的透光绝缘层上打上6个通孔8，通孔8的孔径可以为25μm，相邻两个通孔8的间距可以为2cm。该通孔8的孔深方向与所述透光绝缘层的厚度方向形成的夹角α＝60°。其中，聚乙烯醇缩丁醛层的厚度为150μm，聚醚酰亚胺层厚度为200μm。打孔完毕后，分别在透光绝缘层的正、背面采用3D打印制备不同图案的铜电极作为第一电极图案层和第二电极图案层。正、背面电极之间通过通孔电连接，铜电极厚度为30μm，得到透光复合层。
步骤110：顶电池的制备。如图18所示，采用PVD方法在玻璃衬底37上沉积掺锡氧化铟透明导电层38，在掺锡氧化铟透明导电层38上旋涂SnO2电子传输层39，SnO2电子传输层39的厚度为50nm。在SnO2电子传输层39上用两步法旋涂钙钛矿吸收层40。形成钙钛矿吸收层40的具体步骤包括：先在SnO2电子传输层39上旋涂碘化铅溶液，其中，碘化铅溶液浓度为1.3mol/L，二甲基亚砜和二甲基甲酰胺溶液的体积比为9:1。旋涂完毕后，将其放置于加热台上在70℃的条件下加热1min，取出冷却后继续旋涂甲脒碘(FAI)、甲胺溴(MABr)、甲胺氯(MACl)的混合溶液。其中，甲脒碘(FAI)、甲胺溴(MABr)、甲胺氯(MACl)的体积比为FAI:MABr:MACl＝10:1:1，异丙醇溶液的浓度为60mg/mL。旋涂完毕立即置于加热台上在150℃的条件下加热15min，得到厚度约为500nm的钙钛矿吸收层40。继续在钙钛矿吸收层40上采用蒸发的方式制备厚度为20nm的Spiro-TTB空穴传输层41。最后在空穴传输层上沉积厚度为400nm掺锡氧化铟透明导电层42，完成钙钛矿顶电池的制备。
步骤120：底电池的制备。如图19所示，将N型硅片45进行清洗。其中，N型硅片45的电阻率在2Ω·cm-4Ω·cm，N型硅片45的厚度为180μm。采用PECVD的方法在N型硅片45的两侧分别沉积厚度为8nmd本征非晶硅钝化层44和本征非晶硅钝化层46，再在N型硅片45两侧分别沉积厚度为10nm的P型非晶硅掺杂层47和n型非晶硅掺杂层43，然后在p型非晶硅掺杂层47上采用丝网印刷银电极48，在180℃的条件下烘干排胶30分钟，得到硅异质结底电池。
步骤130：叠层太阳能电池的制备。如图20所示，将制备的透光复合层放置于制备的顶电池和制备的底电池之间，采用层压成型的方法，在200℃的压合温度、90Kpa压合压力下层压压合10分钟，得到钙钛矿/硅异质结叠层太阳能电池49。
由上可见，本发明实施例提供的叠层太阳能电池的制作方法中，可以在独立制备顶电池和底电池的情况下，无需再在顶电池和底电池之间使用隧穿结连接顶电池和底电池，扩展了不同类型子电池之间的叠合。并且顶电池和底电池之间只通过透光复合层相连，顶电池和底电池之间电子和空穴具有良好的复合速率。而其他部分由透明绝缘材料隔开，不会形成反向PN结，不会产生寄生势垒，会明显提升叠层电池效率。
在以上的描述中，对于各层的构图、刻蚀等技术细节并没有做出详细的说明。但是本领域技术人员应当理解，可以通过各种技术手段，来形成所需形状的层、区域等。另外，为了形成同一结构，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。另外，尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。
以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

Claims (13)

1.一种透光复合层，其特征在于，应用于叠层太阳能电池，所述透光复合层包括透光绝缘层以及形成在所述透光绝缘层的两侧的第一电极图案层和第二电极图案层；所述透光绝缘层为可粘性透光绝缘层；所述透光绝缘层上开设有至少一个通孔，所述第一电极图案层通过所述通孔与所述第二电极图案层电连接。
2.根据权利要求1所述的透光复合层，其特征在于，所述第一电极图案层的图案和所述第二电极图案层的图案相同；所述第一电极图案层和所述第二电极图案层对称的形成在所述透光绝缘层的两侧。
3.根据权利要求1所述的透光复合层，其特征在于，所述第一电极图案层的图案和所述第二电极图案层的图案不同。
4.根据权利要求1～3任一项所述的透光复合层，其特征在于，至少一个所述通孔的孔深方向与所述透光绝缘层的厚度方向形成的夹角为0°～60°。
5.根据权利要求1～3任一项所述的透光复合层，其特征在于，所述透光绝缘层包括透光层以及位于所述透光层两侧的第一透光粘接层和第二透光粘接层。
6.根据权利要求5所述的透光复合层，其特征在于，所述第一透光粘接层和所述第二透光粘接层的材质为热塑性材料或热固性材料。
7.根据权利要求5所述的透光复合层，其特征在于，所述第一透光粘接层和所述第二透光粘接层的材质为聚乙烯醇缩丁醛、沙林热塑性离子键聚合物、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或多种。
8.根据权利要求5所述的透光复合层，其特征在于，所述透光层的材质为透光绝缘树脂材料。
9.根据权利要求5所述的透光复合层，其特征在于，所述透光层的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺中的一种或多种。
10.根据权利要求5所述的透光复合层，其特征在于，所述第一透光粘接层和所述第二透光粘接层的厚度为10μm～150μm；和/或，
所述透光层的厚度为20μm～200μm。
11.一种叠层太阳能电池，其特征在于，包括：权利要求1-10任一项所述的透光复合层、底电池和顶电池；所述透光复合层位于所述顶电池和所述底电池之间；所述底电池和所述第一电极图案层电连接；所述顶电池和所述第二电极层电连接。
12.一种叠层太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：
将底电池、透光复合层和顶电池叠置在一起进行压合，获得叠层太阳能电池；
所述透光复合层包括透光绝缘层以及形成在所述透光绝缘层的两侧的第一电极图案层和第二电极图案层；所述透光绝缘层为可粘性透光绝缘层；所述透光绝缘层上开设有至少一个通孔，所述第一电极图案层通过所述通孔与所述第二电极图案层电连接。
13.根据权利要求12所述的叠层太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述压合温度为80℃～200℃；和/或，
所述压合压力为10KPa～90KPa。
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