CN113013277A - 一种叠层太阳电池及其制备方法 - Google Patents

一种叠层太阳电池及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113013277A
CN113013277A CN202110446726.8A CN202110446726A CN113013277A CN 113013277 A CN113013277 A CN 113013277A CN 202110446726 A CN202110446726 A CN 202110446726A CN 113013277 A CN113013277 A CN 113013277A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
silicon
perovskite
solar cell
cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110446726.8A
Other languages
English (en)
Inventor
夏锐
陈艺绮
王尧
刘成法
邹杨
陈达明
陈奕峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trina Solar Co Ltd
Original Assignee
Trina Solar Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trina Solar Co Ltd filed Critical Trina Solar Co Ltd
Priority to CN202110446726.8A priority Critical patent/CN113013277A/zh
Publication of CN113013277A publication Critical patent/CN113013277A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L31/078—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier including different types of potential barriers provided for in two or more of groups H01L31/062 - H01L31/075
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic System
    • H01L31/182—Special manufacturing methods for polycrystalline Si, e.g. Si ribbon, poly Si ingots, thin films of polycrystalline Si
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/80—Constructional details
    • H10K30/88—Passivation; Containers; Encapsulations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明提供了一种叠层太阳电池及其制备方法，所述的太阳电池包括层叠设置的TOPCon电池和钙钛矿太阳电池；所述的TOPCon电池包括硅片层，所述硅片层的一侧表面层叠设置有扩散硅层和钝化层，所述硅片层的另一侧表面层叠设置有隧穿层和多晶硅层；所述多晶硅层远离隧穿层的表面与所述钙钛矿太阳电池远离电极的一侧贴合。本发明以TOPCon电池倒置作为底电池，并在TOPCon电池的背面生长钙钛矿太阳电池，具有结构简单、方便制备、成本低和光电光电转化效率高等特点。

Description

一种叠层太阳电池及其制备方法
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，涉及叠层太阳电池，尤其涉及一种叠层太阳电池及其制备方法。
背景技术
提高能量转换效率，同时降低器件的成本是太阳电池技术走向大规模应用的关键。目前太阳电池的研究与实际应用以单节器件为主，以晶体硅太阳电池为例，其实验室效率已达到27.6％，接近其极限理论效率30％，然而进一步提升效率难度较大。晶体硅材料带隙为1.12eV，不能合理利用太阳光谱中短波长的光，若能将晶体硅太阳电池作为基底，继续沉积带隙较宽的顶电池构成叠层电池，就能更大限度地利用太阳能，拓宽光谱响应，提高器件的效率。
有机金属卤化物钙钛矿材料兼具优良的光吸收和电传导性能，此外还具有成本低廉、制备简便且多样等优点，以该材料为吸收层制备的钙钛矿太阳电池具有极大的商业化应用前景。另外，通过改变钙钛矿材料的组分，可实现其带隙在1.5至2.3eV范围内的可控调节，若以晶体硅底电池为基底，制备较宽带隙的钙钛矿太阳顶电池形成良好的光谱匹配，获得钙钛矿/晶体硅两端叠层太阳电池，能在成本增加甚微的前提下，实现光电转换效率的显著提高，且叠层电池的理论效率可达44％，具有极大的研究潜力和上升空间。
目前报道的绝大多数钙钛矿/晶体硅两端叠层电池技术所使用晶体硅电池类型为异质结太阳电池(HIT)，英国OXFORD PV公司制备的钙钛矿/HIT叠层电池认证效率已达到29.5％。HIT底电池具有高开路电压高转换效率的优势，然而，其材料及设备成本昂贵，工艺条件要求苛刻，距离大规模量产还有一定距离。同质结结构的隧穿氧化层钝化接触太阳电池(TOPCon)，通过在器件背面制备一层超薄的隧穿氧化层和一层高掺杂的多晶硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构，能有效地阻挡少子空穴复合，从而提升电池开路电压及短路电流。与PERC相比，TOPCon目前拥有更高的器件效率及效率提升空间，并且其电池制备与现有量产工艺兼容。
CN111987184A公开了一种叠层电池结构，包括顶电池单元、底电池单元以及位于所述顶电池单元与所述底电池单元之间的中间层；所述中间层构造为p+/n+双层晶硅薄膜组成的隧穿结；所述顶电池单元包括在自远离至靠近所述中间层方向上依次层叠设置的电子传输层、钙钛矿光敏层、空穴传输层和在所述电子传输层上设有的正面电极；所述底电池单元为PERC太阳能电池；该发明通过采用纳米硅隧穿结结构可以获得良好的钙钛矿电池性能，具有光电转换效率高等特点。
CN110649111A公开了一种叠层式太阳能电池，包括从上至下依次层叠设置的减反层、上电池、界面层、下电池及下电极，所述减反层的上表面等间距地开设有至少3个槽体，每个所述槽体中均电连接有前电极，所述上电池中含有钛矿结构材料。该发明由于其层叠式结构设计可以获得更高的开路电压，并且上、下电池分别吸收不同波长范围的太阳光，能够最大程度地提高太阳光的利用率，提升短路电池，因此可以获得更高的光电转换效率。
现有太阳电池均存在结构复杂，成本高和光电转化效率低的问题，因此，如何在保证太阳电池具有结构简单和成本低的情况下，还具有光电转化效率高和制备工艺简单等特点，成为目前迫切需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种叠层太阳电池及其制备方法，以TOPCon电池为底电池，保证TOPCon电池正面部分的工序完整，在背面依次生长钙钛矿顶太阳电池，使本发明具有结构简单、成本较低和转换效率高等特点。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种叠层太阳电池，所述的太阳电池包括层叠设置的TOPCon电池和钙钛矿太阳电池；所述的TOPCon电池包括硅片层，所述硅片层的一侧表面层叠设置有扩散硅层和钝化层，所述硅片层的另一侧表面层叠设置有隧穿层和多晶硅层；所述多晶硅层远离隧穿层的表面与所述钙钛矿太阳电池远离电极的一侧贴合。
本发明通过层叠设置的TOPCon电池和钙钛矿太阳电池，保证正面部分的工序完整，背面制备工艺上去除钝化层和金属电极，以TOPCon电池倒置作为底电池，并在TOPCon电池的背面生长钙钛矿太阳电池，其中，多晶硅层能够实现复合层的作用，从而省去复合层的制备，简化制备工艺，使结构简单并降低材料成本；此外，相较于在TOPCon电池的正面生长钙钛矿太阳电池的结构，其直接去除了正面的钝化层结构，导致钝化作用减弱，从而降低了电池的性能，而本发明中多晶硅层也能起到一定的钝化作用，能够提高光电转化率。本发明中多晶硅层既能起到钝化层的作用，还能作为与钙钛矿太阳电池连接的复合层，具有结构简单、方便制备、成本低和光电转化效率高等特点。
需要说明的是，TOPCon电池为隧穿氧化层钝化接触太阳电池。
作为本发明的一个优选技术方案，所述TOPCon电池为n型TOPCon电池，所述硅片层的材质为n型硅，所述扩散硅层的材质为p型扩散硅，所述多晶硅层为n型多晶硅。
优选地，由所述多晶硅层远离隧穿层的方向，所述钙钛矿太阳电池包括层叠设置的钙钛矿层、电子传输层、缓冲层、导电层、金属电极层和减反层，所述钙钛矿层与多晶硅层贴合。
需要说明的是，本发明中钙钛矿层的材料是化学结构通式为ABX3的钙钛矿材料，其中，A包括钾、铯、铷、甲胺基或者甲脒基中的一种或几种一价阳离子的组合；B包括铅或锡中的一种或几种二价阳离子；X包括碘、溴或氯中的一种或几种一价阴离子。
优选地，所述钙钛矿层与多晶硅层之间还设置有复合层。
优选地，所述复合层和钙钛矿层之间还设置有空穴传输层。
作为本发明的一个优选技术方案，所述TOPCon电池为p型TOPCon电池，所述硅片层的材质为p型硅，所述扩散硅层的材质为n型扩散硅，所述多晶硅层为p型多晶硅。
优选地，由所述多晶硅层远离隧穿层的方向，所述钙钛矿太阳电池包括层叠设置的电子传输层、钙钛矿层、缓冲层、导电层、金属电极层和减反层，所述电子传输层与多晶硅层贴合。
优选地，所述电子传输层与多晶硅层之间还设置有复合层。
优选地，所述缓冲层和钙钛矿层之间还设置有空穴传输层。
作为本发明的一个优选技术方案，所述扩散硅层上插设有至少一个第一金属电极。
优选地，所述第一金属电极与扩散硅层的接触部设置有重掺杂硅。
优选地，所述n型TOPCon电池中，所述重掺杂硅为p型重掺杂硅。
优选地，所述p型TOPCon电池中，所述重掺杂硅为n型重掺杂硅。
优选地，所述金属电极层上连接有至少一个第二金属电极。
需要说明的是，本发明对电极的设置形式不过具体要求和特殊限定，本领域技术人员可根据设计需求合理选择电极的设置形式，例如，采用金属浆料印刷。
作为本发明的一个优选技术方案，所述的隧穿层的厚度为0.5～3nm，例如，厚度为0.5nm、0.7nm、0.9nm、1.1nm、1.3nm、1.5nm、1.7nm、1.9nm、2.1nm、2.3nm、2.5nm、2.7nm、2.9nm或3.0nm。
优选地，所述多晶硅层的厚度为10～200nm，例如，厚度为10nm、20nm、40nm、60nm、80nm、100nm、120nm、140nm、160nm、180nm或200nm。
优选地，所述扩散硅层的厚度≥30nm，例如，厚度为30nm、50nm、70nm、90nm、100nm、150nm或200nm。
作为本发明的一个优选技术方案，所述复合层的厚度为0～200nm但不包括0，例如，厚度为5nm、10nm、30nm、50nm、100nm、120nm、150nm、180nm、或200nm。
优选地，所述钙钛矿层的厚度为100～1000nm，例如，厚度为100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm或1000nm。
优选地，所述缓冲层的厚度为0～100nm但不包括0，例如，厚度为5nm、10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm或100nm。
优选地，所述导电层的厚度为0～500nm但不包括0，例如，厚度为5nm、10nm、30nm、50nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm或500nm。
优选地，所述金属电极层的厚度为0～500nm但不包括0，例如，厚度为5nm、10nm、30nm、50nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm或500nm。
优选地，所述减反层的厚度为0～5mm但不包括0，例如，厚度为0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm或5.0mm。
优选地，所述空穴传输层的厚度为0～500nm但不包括0，例如，厚度为5nm、10nm、30nm、50nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm或500nm。
优选地，所述电子传输层的厚度为0～500nm但不包括0，例如，厚度为5nm、10nm、30nm、50nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm或500nm。
作为本发明的一个优选技术方案，所述钝化层的材质包括SiO2、氮化硅、氧化铝或氮氧化硅中一种或至少两种的组合。
优选地，所述复合层的材质包括纳米晶硅、多晶硅、SnO2、TiO2、ZnO2、ITO、FTO、IZO或AZO中的一种或至少两种的组合。
需要说明的是，ITO即ITO导电玻璃，是在钠钙基或硅硼基基片玻璃的基础上，利用磁控溅射的方法镀上一层氧化铟锡；FTO为掺杂氟的SnO2导电玻璃；IZO为铟锌氧化物；AZO为铝掺杂的氧化锌透明导电玻璃。
优选地，所述空穴传输层的材质包括Spiro-OMeTAD、PTAA、氧化镍、P3HT、PEDOT:PSS、CuSCN、CuAlO2或Spiro-TTB中的一种或至少两种的组合。
需要说明的是，PTAA为聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]；P3HT为3-己基噻吩的聚合物；是一种高分子聚合物，通常以水溶液形式存在，并具有导电率高及导电率可调的特性。PEDOT:PSS是由PEDOT和PSS两种物质构成，其中PEDOT是EDOT(3，4-乙烯二氧噻吩单体)的聚合物，PSS是聚苯乙烯磺酸盐。
优选地，所述电子传输层的材质包括SnO2、TiO2、ZnO2、ITO、FTO、IZO、富勒烯、富勒烯衍生物、BaSnO3或AZO中的一种或至少两种的组合。
优选地，所述富勒烯衍生物包括C60、C70或PCBM中的一种或至少两种的组合。
优选地，所述缓冲层的材质包括氧化钼、LiF、SnO2、TiO2、SiO2或非晶硅中的一种或至少两种的组合。
优选地，所述导电层的材质包括SnO2、TiO2、IZO、AZO、石墨烯或纳米银中的一种或至少两种的组合。
优选地，所述金属电极层的材质包括Au、Ag、Al或Cu中的一种或至少两种的组合。
优选地，所述减反层的材质包括LiF、MgF2、Si3N4、SiO2或绒面柔性贴膜材料。
优选地，所述所述绒面柔性贴膜材料包括二甲基硅氧烷聚合物。
第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述的叠层太阳电池的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：
在硅片层的一侧依次设置扩散硅层和钝化层，硅片层的另一侧表面依次设置有隧穿层和多晶硅层，形成TOPCon电池，将所述的TOPCom电池倒置，在多晶硅层上设置钙钛矿太阳电池，钙钛矿太阳电池远离电极的一侧与多晶硅层贴合，制备得到所述的叠层太阳电池。
作为本发明的一个优选技术方案，所述TOPCon电池为n型TOPCon电池，所述钙钛矿太阳电池的制备步骤包括：在多晶硅层表面依次形成钙钛矿层、电子传输层、缓冲层、导电层、金属电极层和减反层。
优选地，所述多晶硅层和钙钛矿层之间还形成复合层。
优选地，所述复合层与钙钛矿层的一侧之间还形成有空穴传输层。
优选地，所述TOPCon电池为p型TOPCon电池，所述钙钛矿太阳电池的制备步骤包括：在多晶硅层表面依次形成电子传输层、钙钛矿层、缓冲层、导电层、金属电极层和减反层。
优选地，所述多晶硅层和电子传输层之间还形成复合层。
优选地，所述钙钛矿层和缓冲层之间还形成空穴传输层。
优选地，所述扩散硅层的形成方式包括化学气相沉积法或选择性刻蚀。
优选地，所述扩散硅层的形成方式为化学气相沉积法，所述扩散硅层的方阻为80～250ohm/sq，例如，方阻为80ohm/sq、90ohm/sq、100ohm/sq、110ohm/sq、120ohm/sq、130ohm/sq、140ohm/sq、150ohm/sq、160ohm/sq、170ohm/sq、180ohm/sq、190ohm/sq、200ohm/sq、210ohm/sq、220ohm/sq、230ohm/sq、240ohm/sq或250ohm/sq。
优选地，所述扩散硅层的形成方式为选择性刻蚀，所述扩散硅层的方阻为50～150ohm/sq，例如，方阻为50ohm/sq、60ohm/sq、70ohm/sq、80ohm/sq、90ohm/sq、100ohm/sq、110ohm/sq、120ohm/sq、130ohm/sq、140ohm/sq或150ohm/sq。
优选地，所述隧穿层的形成方式包括高温热氧法、硝酸氧化法及臭氧氧化法。
优选地，所述多晶硅层的形成方式包括化学气相生长法。
优选地，所述化学气相生长法的温度为550～650℃，例如，温度为550℃、560℃、570℃、580℃、590℃、600℃、610℃、620℃、630℃、640℃或650℃。
优选地，所述扩散硅层的形成方式包括原位掺杂法或高温激活法。
优选地，所述高温激活法的激活温度≥800℃，例如，温度为800℃、900℃、1000℃、1100℃、1200℃、1300℃、1400℃、1500℃、2000℃或2500℃。
优选地，所述扩散硅层为n型硅片层，所述高温激活法为磷扩散高温激活法，或所述原位掺杂法为硼掺杂原位掺杂法。
优选地，所述钝化层的形成方式包括PECVD和/或PEALD。
需要说明的是，PECVD为等离子体增强化学的气相沉积法，PEALD为等离子体增强原子层沉积法。
作为本发明的一个优选技术方案，所述复合层的形成方式包括等离子体增强化学的气相沉积法、原子层沉积法、磁控溅射法、溶液法和热蒸法中的一种或至少两种的组合。
优选地，所述空穴传输层的形成方式包括旋涂法、热蒸发法、刮涂法、涂布法或印刷法中的一种或至少两种的组合。
优选地，所述电子传输层的形成方式包括溶液法、磁控溅射法、喷雾热解法、热蒸发法、原子层沉积法、刮涂法、涂布法或印刷法中的一种或至少两种的组合。
优选地，所述缓冲层的形成方式包括ALD、PECVD、旋涂法、溅射法或热蒸发法中的一种或至少两种的组合。
需要说明的是，ALD为原子层沉积法。
优选地，所述导电层的形成方式包括ALD、PECVD、旋涂法、溅射法或热蒸发法中的一种或至少两种的组合。
优选地，所述金属电极层的形成方式包括热蒸发法和/或丝网印刷法。
优选地，所述减反层的形成方式包括蒸镀法、溅射法或ALD中的一种或至少两种的组合。
本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明通过层叠设置的TOPCon电池和钙钛矿太阳电池，保证正面部分的工序完整，背面制备工艺上去除钝化层和金属电极，以TOPCon电池倒置作为底电池，并在TOPCon电池的背面生长钙钛矿太阳电池，其中，多晶硅层能够实现复合层的作用，从而省去复合层的制备，简化制备工艺，使结构简单并降低材料成本；此外，相较于在TOPCon电池的正面生长钙钛矿太阳电池的结构，其直接去除了正面的钝化层结构，导致钝化作用减弱，从而降低了电池的性能，而本发明中多晶硅层也能起到一定的钝化作用，能够提高光电转化率。本发明中多晶硅层既能起到钝化层的作用，还能作为与钙钛矿太阳电池连接的复合层，具有结构简单、方便制备、成本低和光电转化效率高等特点。
附图说明
图1为本发明实施例2-4中提供的n型TOPCon电池的叠层太阳电池的结构示意图；
图2为本发明实施例4中提供的p型TOPCon电池的叠层太阳电池的结构示意图；
图3为本发明对比例1中提供的叠层太阳电池的结构示意图；
图4为本发明实施例2、实施例4和对比例1提供的叠层太阳电池的J-V曲线图。
其中，1-减反层；2-导电层；3-缓冲层；4-空穴传输层；5-钙钛矿层；6-电子传输层；7-复合层；8-多晶硅层；9-隧穿层；10-硅片层；11-扩散硅层；12-钝化层；13-第一金属电极；14-第二金属电极。
具体实施方式
需要理解的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等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，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在一个具体实施方式中，本发明提供了一种叠层太阳电池，所述的太阳电池包括层叠设置的TOPCon电池和钙钛矿太阳电池；TOPCon电池包括硅片层10，硅片层10的一侧表面层叠设置有扩散硅层11和钝化层12，硅片层10的另一侧表面层叠设置有隧穿层9和多晶硅层8；多晶硅层8远离隧穿层9的表面与钙钛矿太阳电池远离电极的一侧贴合。
进一步地，TOPCon电池为n型TOPCon电池，硅片层10的材质为n型硅，扩散硅层11的材质为p型扩散硅，多晶硅层8为n型多晶硅；由多晶硅层8远离隧穿层9的方向，钙钛矿太阳电池包括层叠设置的钙钛矿层5、电子传输层6、缓冲层3、导电层2、金属电极层(图中未示出)和减反层1；更进一步地，钙钛矿层5与多晶硅层8之间还设置有复合层7、，复合层7和钙钛矿层5之间还设置有空穴传输层4。
进一步地，TOPCon电池为p型TOPCon电池，硅片层10的材质为p型硅，扩散硅层11的材质为n型扩散硅，多晶硅层8为p型多晶硅；由多晶硅层8远离隧穿层9的方向，钙钛矿太阳电池包括层叠设置的电子传输层6、钙钛矿层5、缓冲层3、导电层2、金属电极层和减反层1；更进一步地，电子传输层6与多晶硅层8之间还设置复合层7，缓冲层3和钙钛矿层5之间还设置有空穴传输层4。
进一步地，扩散硅层11上插设有至少一个第一金属电极13；第一金属电极13与扩散硅层11的接触部设置有重掺杂硅，其中，n型TOPCon电池中，重掺杂硅为p型重掺杂硅；p型TOPCon电池中，重掺杂硅为n型重掺杂硅；金属电极层上连接有至少一个第二金属电极14。
进一步地，隧穿层9的厚度为0.5～3nm，多晶硅层8的厚度为10～200nm，扩散硅层11的厚度≥30nm，复合层7的厚度为0～200nm但不包括0，钙钛矿层5的厚度为100～1000nm，缓冲层3的厚度为0～100nm但不包括0，导电层2的厚度为0～500nm但不包括0，金属电极层的厚度为0～500nm但不包括0，减反层1的厚度为0～5mm但不包括0，空穴传输层4的厚度为0～500nm但不包括0，电子传输层6的厚度为0～500nm但不包括0。
进一步地，钝化层12的材质包括SiO2、氮化硅、氧化铝或氮氧化硅中一种或至少两种的组合，复合层7的材质包括纳米晶硅、多晶硅、SnO2、TiO2、ZnO2、ITO、FTO、IZO或AZO中的一种或至少两种的组合，空穴传输层4的材质包括Spiro-OMeTAD、PTAA、氧化镍、P3HT、PEDOT:PSS、CuSCN、CuAlO2或Spiro-TTB中的一种或至少两种的组合，电子传输层6的材质包括SnO2、TiO2、ZnO2、ITO、FTO、IZO、富勒烯、富勒烯衍生物、BaSnO3或AZO中的一种或至少两种的组合，富勒烯衍生物包括C60、C70或PCBM中的一种或至少两种的组合，缓冲层3的材质包括氧化钼、LiF、SnO2、TiO2、SiO2或非晶硅中的一种或至少两种的组合，导电层2的材质包括SnO2、TiO2、IZO、AZO、石墨烯或纳米银中的一种或至少两种的组合，金属电极层的材质包括Au、Ag、Al或Cu中的一种或至少两种的组合，减反层1的材质包括LiF、MgF2、Si3N4、SiO2或者二甲基硅氧烷聚合物。
在另一个具体实施方式中，本发明提供了一种上述的叠层太阳电池的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：
在硅片层10的一侧依次设置扩散硅层11和钝化层12，硅片层10的另一侧表面依次设置有隧穿层9和多晶硅层8，形成TOPCon电池，将所述的TOPCom电池倒置，在多晶硅层8上设置钙钛矿太阳电池，钙钛矿太阳电池远离电极的一侧与多晶硅层8贴合，制备得到所述的叠层太阳电池。
进一步地，TOPCon电池为n型TOPCon电池，钙钛矿太阳电池的制备步骤包括：在多晶硅层8表面依次形成钙钛矿层5、电子传输层6、缓冲层3、导电层2、金属电极层和减反层1；更进一步地，多晶硅层8和钙钛矿层5之间还形成复合层7，复合层7与钙钛矿层5之间还形成空穴传输层4。
进一步地，TOPCon电池为p型TOPCon电池，所述钙钛矿太阳电池的制备步骤包括：在多晶硅层8表面依次形成电子传输层6、钙钛矿层5、缓冲层3、导电层2、金属电极层和减反层1。更进一步地，多晶硅层8和电子传输层6之间还形成复合层7，钙钛矿层5与缓冲层3之间形成空穴传输层4。
进一步地，扩散硅层11的形成方式包括化学气相沉积法或选择性刻蚀，扩散硅层11的形成方式为化学气相沉积法，扩散硅层11的方阻为80～250ohm/sq，扩散硅层11的形成方式为选择性刻蚀，扩散硅层11的方阻为50～150ohm/sq。
进一步地，隧穿层9的形成方式包括高温热氧法、硝酸氧化法及臭氧氧化法，多晶硅层8的形成方式包括化学气相生长法，化学气相生长法的温度为550～650℃，扩散硅层11的形成方式包括原位掺杂法或高温激活法，高温激活法的激活温度≥800℃，扩散硅层11为n型扩散硅层11，高温激活法为磷扩散高温激活法，或原位掺杂法为硼掺杂原位掺杂法。
进一步地，钝化层12的形成方式包括PECVD和/或PEALD，复合层7的形成方式包括等离子体增强化学的气相沉积法、原子层沉积法、磁控溅射法、溶液法和热蒸法中的一种或至少两种的组合，空穴传输层4的形成方式包括旋涂法、热蒸发法、刮涂法、涂布法或印刷法中的一种或至少两种的组合，电子传输层6的形成方式包括溶液法、磁控溅射法、喷雾热解法、热蒸发法、原子层沉积法、刮涂法、涂布法或印刷法中的一种或至少两种的组合，缓冲层3的形成方式包括ALD、PECVD、旋涂法、溅射法或热蒸发法中的一种或至少两种的组合，导电层2的形成方式包括ALD、PECVD、旋涂法、溅射法或热蒸发法中的一种或至少两种的组合，金属电极层的形成方式包括热蒸发法和/或丝网印刷法，减反层1的形成方式包括蒸镀法、溅射法或ALD中的一种或至少两种的组合。
实施例1
本实施例提供了一种叠层太阳电池，基于一个具体实施方式中提供的叠层太阳电池，其中，TOPCon电池为n型TOPCon电池，空穴传输层4的厚度为30nm；电子传输层6的厚度为0nm；扩散硅层11上插设有两个第一金属电极13，金属电极层上连接有两个第二金属电极14。
隧穿层9的厚度为1.5nm；多晶硅层8的厚度为120nm；扩散硅层11的厚度为50nm；复合层7的厚度为100nm；钙钛矿层5的厚度为500nm；缓冲层3的厚度为2nm；导电层2的厚度为100nm；金属电极层的厚度为60nm；减反层1的厚度为150nm。
本实施例还提供了一种上述叠层太阳电池的制备方法，所述的制备方法具体包括以下步骤：
(Ⅰ)TOPCon电池的制备：对硅片层10进行清洗并制绒，采用化学气相沉积法对硅片层10表面进行硼掺杂形成整面方阻均匀的扩散硅层11，方阻为70ohm/sq，在扩散硅层11上方印刷具有栅线结构的阻挡型浆料，对进行选择性刻蚀，制备具有选择性接触的发射极；
在硅片层10另一侧表面进行单面清洗及刻蚀去除BSG(硼硅玻璃)，而正面BSG层及扩散硅层11不会被破坏；硅片层10另一侧表面通过高温热氧法生长一层隧穿层9；在隧穿氧化层上采用低压化学气相沉积继续生长一层多晶硅层8，温度约为600℃；
再对硅片层10进行HF清洗去除正面BSG及背面PSG(磷硅玻璃)；采用PECVD法制备材质为氧化铝和氮化硅的钝化层12；第一金属电极13采用银浆浆料印刷，主、副栅线与选择性发射极对准；
(Ⅱ)钙钛矿太阳电池的制备：采用甚高频PECVD方法制备材质为纳米晶硅的复合层7，工艺气体为H2和SiH4，体积流量比为95:1，功率密度为65mW/cm2；
采用蒸发法制备空穴传输层4，称取100mg的Spiro-TTB至蒸发舟中，蒸发过程真空度为5×10-4Pa，加热电流为30A，蒸发速率保持为
Figure BDA0003037210170000151
制备钙钛矿层5，首先制备钙钛矿前驱体溶液，将232.16mg的FAI、31.92mg的CsBr、414.9mg的PbI2和220.2mg的PbBr2溶于800微升的DMF和200微升DMSO的混合溶剂中，搅拌2小时至完全溶解。在制备前，使用紫外光清洗机对底材处理10分钟后，送至手套箱进行钙钛矿层5旋涂制备。滴加80微升至底材上，以1000rpm的速度旋涂10秒后，加速至3000rpm，旋涂30秒，在此速度下旋涂进行10秒时，快速滴加110微升的氯苯，待旋涂结束后，将样品放在100摄氏度加热台上，加热处理30分钟；
在热蒸发仪中进行缓冲层3的制备，称取100mg的LiF，蒸发过程真空度为5×10- 4Pa，加热电流为30A，蒸发速率保持为
Figure BDA0003037210170000161
采用磁控溅射法制备材质为ITO的导电层2，ITO靶材与基底的距离为6cm，工作过程中先依次使用机械泵和分子泵将腔体真空度抽至5×10-4Pa，再通入氩气，保持气流量为35mL/min，通入10分钟后，将工作气压调整至0.5Pa，预溅射15分钟后开始在基底上沉积ITO薄膜，沉积时间为5分钟，沉积完成后取出；
再盖上掩模板，送至热蒸发仪进行金属电极层的制备，称取1g金，蒸发过程真空度为5×10-4Pa，加热电流为55A，蒸发速率保持为
Figure BDA0003037210170000162
更换掩模板，送至热蒸发仪进行MgF2减反层1的制备，称取100mg的MgF2，蒸发过程真空度为5×10-4Pa，加热电流为50A，蒸发速率保持为
Figure BDA0003037210170000163
蒸发完形成减反层1。
实施例2
本实施例提供了一种叠层太阳电池，如图1所示，基于实施例1中提供的叠层太阳电池，其区别在于，空穴传输层4的厚度为200nm；电子传输层6的厚度为50nm；扩散硅层11上插设有两个第一金属电极13，金属电极层上连接有两个第二金属电极14。
隧穿层9的厚度为3nm；多晶硅层8的厚度为10nm；扩散硅层11的厚度为80nm；复合层7的厚度为150nm；钙钛矿层5的厚度为550nm；缓冲层3的厚度为5nm；导电层2的厚度为300nm；金属电极层的厚度为100nm；减反层1的厚度为1mm，扩散硅层11的方阻为50ohm/sq。
其中，电子传输层6的形成方式为溶液法。
实施例3
本实施例提供了一种叠层太阳电池，如图1所示，基于实施例1中提供的叠层太阳电池，其区别在于，空穴传输层4的厚度为500nm；电子传输层6的厚度为125nm；扩散硅层11上插设有两个第一金属电极13，金属电极层上连接有两个第二金属电极14。
隧穿层9的厚度为0.5nm；多晶硅层8的厚度为100nm；扩散硅层11的厚度为60nm；复合层7的厚度为500nm；钙钛矿层5的厚度为400nm；缓冲层3的厚度为50nm；导电层2的厚度为500nm；金属电极层的厚度为400nm；减反层1的厚度为5mm。扩散硅层11的方阻为100ohm/sq。
其中，电子传输层6的形成方式为磁控溅射法。
实施例4
本实施例提供了一种叠层太阳电池，如图2所示，基于实施例2中提供的叠层太阳电池，其区别在于，TOPCon电池为p型TOPCon电池，硅片层10的材质为p型硅，扩散硅层11的材质为n型扩散硅，多晶硅层8为p型多晶硅；由多晶硅层8远离隧穿层9的方向，钙钛矿太阳电池包括层叠设置的复合层7、电子传输层6、钙钛矿层5、空穴传输层4、缓冲层3、导电层2、金属电极层和减反层1。其余尺寸参数和制备方法与实施例2完全相同。
实施例5
本实施例提供了一种叠层太阳电池，基于实施例2中提供的叠层太阳电池，其区别在于，所述复合层的厚度为0nm，其余结构与参数与实施例2完全相同。
对比例1
本对比例提供了一种常规叠层太阳电池，如图3所示，与实施例2相比，其区别在于，所述太阳电池为依次层叠的减反层1、金属电极层、导电层2、缓冲层3、空穴传输层4、钙钛矿层5、钙钛矿层5、复合层7、扩散硅层11、硅片层10、隧穿层9、多晶硅层8和钝化层12，其余尺寸参数和材质与实施例2完全相同。
对上述实施例和对比例制备得到的太阳电池进行光电转化率性能测试，所述的测试方法包括：
将所制备的太阳电池放置在AM1.5的模拟光源下(光源模拟器型号为NewportOriel 94043A)，光源能量密度为100mW/cm2，光源使用标准晶硅电池校准，使用keithley2420源表测试太阳电池的J-V曲线。光直射太阳电池表面，太阳电池的有效面积为0.5cm2。
测试结果如表1所示，实施例2、实施例4和对比例1的J-V曲线图如图4所示。
表1
光电转化率/％
实施例1 16.7
实施例2 19.3
实施例3 17.3
实施例4 19.4
实施例5 19.0
对比例1 18.0
(1)通过实施例2与实施例5、对比例1相比，实施例2的光电转化效率优于实施例5、对比例1，由此可以看出，本发明通过层叠设置的TOPCon电池和钙钛矿太阳电池，保证正面部分的工序完整，背面制备工艺上去除钝化层和金属电极，以TOPCon电池倒置作为底电池，并在TOPCon电池的背面生长钙钛矿太阳电池，其中，多晶硅层8能够实现复合层7的作用，从而省去复合层7的制备，简化制备工艺，使结构简单并降低材料成本；此外，相较于在TOPCon电池的正面生长钙钛矿太阳电池的结构，其直接去除了正面的钝化层结构，导致钝化作用减弱，从而降低了电池的性能，而本发明中多晶硅层8也能起到一定的钝化作用，能够提高光电转化率。本发明中多晶硅层8既能起到钝化层的作用，还能作为与钙钛矿太阳电池连接的复合层7，具有结构简单、方便制备、成本低和光电转化效率高等特点。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种叠层太阳电池，其特征在于，所述的太阳电池包括层叠设置的TOPCon电池和钙钛矿太阳电池；所述的TOPCon电池包括硅片层，所述硅片层的一侧表面层叠设置有扩散硅层和钝化层，所述硅片层的另一侧表面层叠设置有隧穿层和多晶硅层；
所述多晶硅层远离隧穿层的表面与所述钙钛矿太阳电池远离电极的一侧贴合。
2.根据权利要求1所述的太阳电池，其特征在于，所述TOPCon电池为n型TOPCon电池，所述硅片层的材质为n型硅，所述扩散硅层的材质为p型扩散硅，所述多晶硅层为n型多晶硅；
优选地，由所述多晶硅层远离隧穿层的方向，所述钙钛矿太阳电池包括层叠设置的钙钛矿层、电子传输层、缓冲层、导电层、金属电极层和减反层，所述钙钛矿层与多晶硅层贴合；
优选地，所述钙钛矿层与多晶硅层之间还设置有复合层；
优选地，所述复合层和钙钛矿层之间还设置有空穴传输层。
3.根据权利要求1所述的太阳电池，其特征在于，所述TOPCon电池为p型TOPCon电池，所述硅片层的材质为p型硅，所述扩散硅层的材质为n型扩散硅，所述多晶硅层为p型多晶硅；
优选地，由所述多晶硅层远离隧穿层的方向，所述钙钛矿太阳电池包括层叠设置的电子传输层、钙钛矿层、缓冲层、导电层、金属电极层和减反层，所述电子传输层与多晶硅层贴合；
优选地，所述电子传输层与多晶硅层之间还设置有复合层；
优选地，所述缓冲层和钙钛矿层之间还设置有空穴传输层。
4.根据权利要求1-3任一项所述的太阳电池，其特征在于，所述扩散硅层上插设有至少一个第一金属电极；
优选地，所述第一金属电极与扩散硅层的接触部设置有重掺杂硅；
优选地，所述n型TOPCon电池中，所述重掺杂硅为p型重掺杂硅；
优选地，所述p型TOPCon电池中，所述重掺杂硅为n型重掺杂硅；
优选地，所述金属电极层上连接有至少一个第二金属电极。
5.根据权利要求1-4任一项所述的太阳电池，其特征在于，所述的隧穿层的厚度为0.5～3nm；
优选地，所述多晶硅层的厚度为10～200nm；
优选地，所述扩散硅层的厚度≥30nm。
6.根据权利要求2-5任一项所述的太阳电池，其特征在于，所述复合层的厚度为0～200nm但不包括0；
优选地，所述钙钛矿层的厚度为100～1000nm；
优选地，所述缓冲层的厚度为0～100nm但不包括0；
优选地，所述导电层的厚度为0～500nm但不包括0；
优选地，所述金属电极层的厚度为0～500nm但不包括0；
优选地，所述减反层的厚度为0～5mm但不包括0；
优选地，所述空穴传输层的厚度为0～500nm但不包括0；
优选地，所述电子传输层的厚度为0～500nm但不包括0。
7.根据权利要求1-6任一项所述的太阳电池，其特征在于，所述钝化层的材质包括SiO2、氮化硅、氧化铝或氮氧化硅中一种或至少两种的组合；
优选地，所述复合层的材质包括纳米晶硅、多晶硅、SnO2、TiO2、ZnO2、ITO、FTO、IZO或AZO中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述空穴传输层的材质包括Spiro-OMeTAD、PTAA、氧化镍、P3HT、PEDOT:PSS、CuSCN、CuAlO2或Spiro-TTB中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述电子传输层的材质包括SnO2、TiO2、ZnO2、ITO、FTO、IZO、富勒烯、富勒烯衍生物、BaSnO3或AZO中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述富勒烯衍生物包括C60、C70或PCBM中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述缓冲层的材质包括氧化钼、LiF、SnO2、TiO2、SiO2或非晶硅中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述导电层的材质包括SnO2、TiO2、IZO、AZO、石墨烯或纳米银中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述金属电极层的材质包括Au、Ag、Al或Cu中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述减反层的材质包括LiF、MgF2、Si3N4、SiO2或绒面柔性贴膜材料；
优选地，所述绒面柔性贴膜材料包括二甲基硅氧烷聚合物。
8.一种权利要求1-7任一项所述的叠层太阳电池的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：
在硅片层的一侧依次设置扩散硅层和钝化层，硅片层的另一侧表面依次设置有隧穿层和多晶硅层，形成TOPCon电池，将所述的TOPCom电池倒置，在多晶硅层上设置钙钛矿太阳电池，钙钛矿太阳电池远离电极的一侧与多晶硅层贴合，制备得到所述的叠层太阳电池。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述TOPCon电池为n型TOPCon电池，所述钙钛矿太阳电池的制备步骤包括：在多晶硅层表面依次形成钙钛矿层、电子传输层、缓冲层、导电层、金属电极层和减反层；
优选地，所述多晶硅层和钙钛矿层之间还形成复合层；
优选地，所述复合层与钙钛矿层之间还形成空穴传输层；
优选地，所述TOPCon电池为p型TOPCon电池，所述钙钛矿太阳电池的制备步骤包括：在多晶硅层表面依次形成电子传输层、钙钛矿层、缓冲层、导电层、金属电极层和减反层；
优选地，所述多晶硅层和电子传输层之间还形成复合层；
优选地，所述钙钛矿层和缓冲层之间还形成空穴传输层；
优选地，所述扩散硅层的形成方式包括化学气相沉积法或选择性刻蚀；
优选地，所述扩散硅层的形成方式为化学气相沉积法，所述扩散硅层的方阻为80～250ohm/sq；
优选地，所述扩散硅层的形成方式为选择性刻蚀，所述扩散硅层的方阻为50～150ohm/sq；
优选地，所述隧穿层的形成方式包括高温热氧法、硝酸氧化法及臭氧氧化法；
优选地，所述多晶硅层的形成方式包括化学气相生长法；
优选地，所述化学气相生长法的温度为550～650℃；
优选地，所述扩散硅层的形成方式包括原位掺杂法或高温激活法；
优选地，所述高温激活法的激活温度≥800℃；
优选地，所述扩散硅层为n型扩散硅层，所述高温激活法为磷扩散高温激活法，或所述原位掺杂法为硼掺杂原位掺杂法；
优选地，所述钝化层的形成方式包括PECVD和/或PEALD。
10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，所述复合层的形成方式包括等离子体增强化学的气相沉积法、原子层沉积法、磁控溅射法、溶液法和热蒸法中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述空穴传输层的形成方式包括旋涂法、热蒸发法、刮涂法、涂布法或印刷法中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述电子传输层的形成方式包括溶液法、磁控溅射法、喷雾热解法、热蒸发法、原子层沉积法、刮涂法、涂布法或印刷法中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述缓冲层的形成方式包括ALD、PECVD、旋涂法、溅射法或热蒸发法中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述导电层的形成方式包括ALD、PECVD、旋涂法、溅射法或热蒸发法中的一种或至少两种的组合；
优选地，所述金属电极层的形成方式包括热蒸发法和/或丝网印刷法；
优选地，所述减反层的形成方式包括蒸镀法、溅射法或ALD中的一种或至少两种的组合。
CN202110446726.8A 2021-04-25 2021-04-25 一种叠层太阳电池及其制备方法 Pending CN113013277A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110446726.8A CN113013277A (zh) 2021-04-25 2021-04-25 一种叠层太阳电池及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110446726.8A CN113013277A (zh) 2021-04-25 2021-04-25 一种叠层太阳电池及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113013277A true CN113013277A (zh) 2021-06-22

Family

ID=76389224

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110446726.8A Pending CN113013277A (zh) 2021-04-25 2021-04-25 一种叠层太阳电池及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113013277A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113690340A (zh) * 2021-07-23 2021-11-23 深圳黑晶光电技术有限公司 一种钙钛矿晶硅叠层太阳能电池制作方法及电池结构
CN113707734A (zh) * 2021-08-24 2021-11-26 上海交通大学 具有空穴选择钝化结构的晶硅/钙钛矿叠层太阳电池
WO2023151604A1 (zh) * 2022-02-10 2023-08-17 天合光能股份有限公司 一种叠层太阳能电池及其应用
CN117253927A (zh) * 2023-11-14 2023-12-19 无锡华晟光伏科技有限公司 太阳能叠层电池及其制备方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113690340A (zh) * 2021-07-23 2021-11-23 深圳黑晶光电技术有限公司 一种钙钛矿晶硅叠层太阳能电池制作方法及电池结构
CN113690340B (zh) * 2021-07-23 2024-01-30 深圳黑晶光电技术有限公司 一种钙钛矿晶硅叠层太阳能电池制作方法及电池结构
CN113707734A (zh) * 2021-08-24 2021-11-26 上海交通大学 具有空穴选择钝化结构的晶硅/钙钛矿叠层太阳电池
CN113707734B (zh) * 2021-08-24 2024-04-26 上海交通大学 具有空穴选择钝化结构的晶硅/钙钛矿叠层太阳电池
WO2023151604A1 (zh) * 2022-02-10 2023-08-17 天合光能股份有限公司 一种叠层太阳能电池及其应用
CN117253927A (zh) * 2023-11-14 2023-12-19 无锡华晟光伏科技有限公司 太阳能叠层电池及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113013277A (zh) 一种叠层太阳电池及其制备方法
CN112086535B (zh) 一种叠层电池
Kwon et al. Two-terminal DSSC/silicon tandem solar cells exceeding 18% efficiency
CN104733557B (zh) Hit太阳能电池及提高hit电池的短路电流密度的方法
KR20160134814A (ko) 태양 전지의 후면에 전도성 고분자/Si 계면
CN113707734B (zh) 具有空穴选择钝化结构的晶硅/钙钛矿叠层太阳电池
CN112599675B (zh) 一种适用于叠层太阳能电池的中间层、电池及制备方法
AU2020429125A1 (en) Tandem photovoltaic device and production method
CN110970562A (zh) 一种钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池及其制备方法
CN102938429A (zh) 一种减反射异质结太阳能电池及其制备方法
CN115985975A (zh) 太阳能电池和光伏组件
CN217280794U (zh) 一种光伏电池
CN106410037A (zh) 一种基于有机小分子给体材料的双结太阳能电池器件及其制备方法
CN103367472B (zh) 一种t型顶电极背反射薄膜太阳电池
CN101510568A (zh) 非晶硅/染料敏化叠层薄膜太阳电池及其制备方法
CN214505521U (zh) 一种叠层太阳电池
CN114784193A (zh) 一种基于金属诱导有机界面层的有机光电器件及制备方法
CN112909181A (zh) 一种钙钛矿/钙钛矿两端叠层太阳能电池的隧穿结
CN103236500A (zh) 双电子传输层结构的反向聚合物太阳能电池
CN115172602B (zh) 一种掺杂金属氧化物复合层结构
CN113707730A (zh) 一种局部钝化接触电池及其制备方法
CN215578614U (zh) 一种叠层太阳电池
CN114171632A (zh) 异质结太阳能电池及光伏组件
CN210668381U (zh) 一种硅基叠层太阳电池
CN111180593A (zh) 硅基双面有机/无机异质结太阳能电池及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination