CN113540291A - 两端钙钛矿叠层电池的制作方法以及两端钙钛矿叠层电池 - Google Patents

两端钙钛矿叠层电池的制作方法以及两端钙钛矿叠层电池 Download PDF

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Abstract

本发明属于太阳能电池技术领域，尤其涉及两端钙钛矿叠层电池的制作方法以及两端钙钛矿叠层电池，制作方法包括以下步骤：使用激光加工设备在硅片上制作绒面；以制成绒面的硅片为基底，制作底电池；在底电池上依次沉积空穴传输层、钙钛矿层以及电子传输层，通过激光加工设备在硅片上制作高度在100至600nm范围内的绒面，以及在电子传输层上制作高度在5至50nm范围内的陷光结构，在激光加工过程中，第一散光机构和第二散光机构将激光散射并降低激光能量，使得作用在被加工物上的激光面积增加，光强降低，减少了激光对于被加工物的损伤，又增加了绒面的密度，减小了绒面高度，从而减少了光的反射，有效增加了光子利用率。

Description

两端钙钛矿叠层电池的制作方法以及两端钙钛矿叠层电池
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，尤其涉及两端钙钛矿叠层电池的制作方法以及两端钙钛矿叠层电池。
背景技术
随着光伏行业的不断发展，占主导地位的硅电池也在其66年的发展历程中迎来了新的挑战。目前晶硅电池的效率已接近了29.4％理论效率极限，量产的PERC电池也突破了23％的效率，如何提突破硅电池的效率极限也就成为了当今学界的研究热点。作为第三代太阳能电池的钙钛矿自2009年发明以来，短短11年间其光电转换效率已经突破25％。由于钙钛矿电池带隙可调的优势，通过带隙的调整使其仅吸收短波段的光，同时搭配半透明的优势与传统硅电池组合制备叠层电池成为了硅电池未来的主要发展方向之一。
对于两端子叠层结构电池而言，由于叠层电池中钙钛矿电池已经吸收了短波段的光，硅电池只能吸收长波段的光线，而绒面对于硅电池的光子利用率极为重要。目前传统硅电池的绒面采用湿法制绒的方式，制成的绒面高度在1-3um范围内，反射率在10％左右，无法完全有效的利用长波段的光子，导致光子利用率非常低。
发明内容
本发明提供一种两端钙钛矿叠层电池的制作方法，旨在解决传统采用湿法制绒方式，制成的绒面高度高，反射率高，导致光子利用率非常低的技术问题。
本发明是这样实现的，提供一种两端钙钛矿叠层电池的制作方法，包括以下步骤：
使用激光加工设备在硅片上制作绒面；
以制成绒面的硅片为基底，制作底电池；
在所述底电池上依次沉积空穴传输层、钙钛矿层以及具有倒金字塔形状陷光结构的电子传输层；
所述激光加工设备包括激光发射器、聚光机构以及密封容器，所述密封容器中设有用于将激光散射并降低激光能量的第一散光机构或者第二散光机构；
在所述使用激光加工设备在硅片上制作绒面的步骤中，所述密封容器中设有所述第一散光机构，控制所述激光发射器依次通过所述聚光机构和所述第一散光机构并朝向置于所述密封容器的硅片发射激光，以在所述硅片上制备高度在100至600nm范围内的绒面；
所述陷光结构通过所述激光加工设备制成，在制作所述陷光结构的步骤中，所述密封容器中设有所述第二散光机构，控制所述激光发射器依次通过所述聚光机构和所述第二散光机构朝向置于所述密封容器的沉积有空穴传输层、钙钛矿层以及电子传输层的底电池发射激光，以制成陷光结构，所述陷光结构的高度在5至50nm范围内。
更进一步地，所述第一散光机构和所述第二散光机构均为溶胶。
更进一步地，所述第一散光机构为液溶胶，所述第二散光机构为气溶胶。
更进一步地，所述第一散光机构和所述第二散光机构均为散光棱镜。
更进一步地，所述硅片上制备的绒面高度在200至300nm范围内，所述陷光结构的高度在10至20nm范围内。
更进一步地，在所述使用激光加工设备在硅片上制作绒面的步骤中，还包括以下步骤：
通过湿法加工工艺在制备绒面的硅片上进行二次制绒，以减少由于激光制绒导致的表面损伤。
更进一步地，所述通过湿法加工工艺在制备绒面的硅片上进行二次制绒的步骤，具体包括：
将制备绒面的硅片放置于碱性溶液中，进行腐蚀制绒。
更进一步地，所述碱性溶液的浓度在1％至5％范围内，以及，腐蚀时间在1min至10min范围内。
本发明还提供一种两端钙钛矿叠层电池，由上至下依次设置有：
沉积有倒金字塔形状陷光结构的电子传输层；
钙钛矿层；
空穴传输层；
沉积有绒面的硅片；
其中，所述陷光结构的高度在5至50nm范围内，所述绒面的高度在100至600nm范围内。
更进一步地，所述陷光结构和所述绒面通过激光加工设备制作，所述激光加工设备包括激光发射器、聚光机构以及密封容器，所述密封容器中设有用于将激光散射并降低激光能量的第一散光机构或者第二散光机构；在制作所述绒面的过程中，所述密封容器中设有所述第一散光机构，所述激光发射器依次通过所述聚光机构和所述第一散光机构并朝向置于所述密封容器的硅片发射激光，以在所述硅片上制备高度在100至600nm范围内的绒面；在制作所述陷光结构的步骤中，所述密封容器中设有所述第二散光机构，所述激光发射器依次通过所述聚光机构和所述第二散光机构朝向置于所述密封容器的沉积有空穴传输层、钙钛矿层以及电子传输层的底电池发射激光，以制成陷光结构，所述陷光结构的高度在5至50nm范围内。
本发明的有益效果在于，通过激光加工设备在硅片上制作高度在100至600nm范围内的绒面，以及在电子传输层上制作高度在5至50nm范围内的陷光结构，在激光加工过程中，第一散光机构和第二散光机构将激光散射并降低激光能量，使得作用在被加工物上的激光面积增加，光强降低，减少了激光对于被加工物的损伤，又增加了绒面的密度，减小了绒面高度，从而减少了光的反射，有效增加了光子利用率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的两端钙钛矿叠层电池的制作方法的流程框图；
图2是本发明实施例提供的激光加工设备的示意图；
图3是本发明另一实施例提供的两端钙钛矿叠层电池的制作方法的流程框图；
图4是本发明再一实施例提供的两端钙钛矿叠层电池的制作方法的流程框图；
图5是本发明实施例提供的两端钙钛矿叠层电池的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。
本发明提供一种两端钙钛矿叠层电池的制作方法，参考图1，包括以下步骤：
S100、使用激光加工设备在硅片上制作绒面；
S200、以制成绒面的硅片为基底，制作底电池；
S300、在所述底电池上依次沉积空穴传输层、钙钛矿层以及具有倒金字塔形状陷光结构的电子传输层。
首先，使用激光加工设备在硅片上制作绒面，在制成绒面之后，以制成绒面的硅片为基底，制作底电池，最后再在底电池上依次沉积空穴传输层、钙钛矿层以及具有倒金字塔形状陷光结构的电子传输层。
其中，参考图2，所述激光加工设备包括激光发射器1、聚光机构2以及密封容器4，所述密封容器4中设有用于将激光散射并降低激光能量的第一散光机构或者第二散光机构。可以理解的是，图2所示的5指代的是第一散光机构或者第二散光机构，6指代的是被加工物，被加工物可为硅片或者沉积有空穴传输层、钙钛矿层以及电子传输层的底电池。在图2的5指代的是第一散光机构时，6指代的是硅片，在图2的5指代的是第二散光机构时，6指代的是沉积有空穴传输层、钙钛矿层以及电子传输层的底电池。
需要说明的是，在制备过程中，采用同一激光发射器1、聚光机构2以及密封容器4，但根据实际加工情况，对应调节激光发射器1和聚光机构2，并在密封容器4中设置第一散光机构或者第二散光机构。或者，采用两套激光加工设备，第一套激光加工设备的密封容器4中设置第一散光机构，第二套激光加工设备的密封容器4中设置第二散光机构。
进一步地，所述激光发射器1发射的激光为平行光；所述聚光机构2包括用于聚光的光学透镜以及用于调节焦距的调焦模块；所述密封容器4置于激光发射器1的下方，所述聚光机构2设于激光发射器1朝向密封容器4发射的激光光路的路径上；所述激光发射器1的激光束宽度小于所述光学透镜的直径。优选的是，所述激光发射器1发射出的所有激光都要经过聚光机构2。
在所述使用激光加工设备在硅片上制作绒面的步骤中，所述密封容器4中设有所述第一散光机构，控制所述激光发射器1依次通过所述聚光机构2和所述第一散光机构并朝向置于所述密封容器4的硅片发射激光，以在所述硅片上制备高度在100至600nm范围内的绒面。
具体来说，预先固定激光发射器1，并将聚光机构2固定于激光发射器1的轴向下方，再将密封容器4放置在聚光机构2的轴向下方，密封容器4中置有第一散光机构，接着将未做处理的硅片平整放置在密封容器4中。在加工过程中，启动激光发射器1，激光发射器1朝向聚光机构2发射激光，聚光机构2聚光并调节激光焦距后，发射的激光经过第一散光机构，第一散光机构将激光散射并降低激光能量，使得作用在硅片上的激光面积增加，光强降低，减少了激光对于硅片的损伤，又增加了绒面的密度，最终在硅片上制备高度在100至600nm范围内的绒面，减小了绒面高度，从而减少了光的反射，有效增加了光子利用率。
其中，所述陷光结构通过所述激光加工设备制成，在制作所述陷光结构的步骤中，所述密封容器4中设有所述第二散光机构，控制所述激光发射器1依次通过所述聚光机构2和所述第二散光机构朝向置于所述密封容器4的沉积有空穴传输层、钙钛矿层以及电子传输层的底电池发射激光，以制成陷光结构，所述陷光结构的高度在5至50nm范围内。
具体来说，预先固定激光发射器1，并将聚光机构2固定于激光发射器1的轴向下方，再将密封容器4放置在聚光机构2的轴向下方，密封容器4中置有第二散光机构，接着将沉积有空穴传输层、钙钛矿层以及电子传输层的底电池平整放置在密封容器4中。在加工过程中，启动激光发射器1，激光发射器1朝向聚光机构2发射激光，聚光机构2聚光并调节激光焦距后，发射的激光经过第二散光机构，第二散光机构将激光散射并降低激光能量，使得作用在电子传输层上的激光面积增加，光强降低，减少了激光对于电子传输层上的损伤，又增加了绒面的密度，最终在电子传输层上制备高度在5至50nm范围内的绒面，减小了绒面高度，从而减少了光的反射，有效增加了光子利用率。
所述第一散光机构和所述第二散光机构均为溶胶。其中，所述溶胶为气溶胶、液溶胶或者由气溶胶、液溶胶混合而成的混合溶胶。需要说明的是，分散介质为气体的溶胶为气溶胶，分散介质为液体的溶胶为液溶胶，分散介质为气体和液体混合物的溶胶为混合溶胶。
在第一散光机构和第二散光机构均为溶胶时，可预先在密封容器4的侧壁设有开孔3，再将溶胶从开孔3通入密封容器4。被加工物为硅片时，将硅片放置在盛有溶胶的密封容器4中，激光发射器1发射的激光在经过聚光机构2后，激光在经过溶胶后会在光线末端发生轻微散射，使得作用在硅片上的激光面积增加，光强降低，而激光与硅片的作用发生在溶胶-固界面处，溶胶约束了激光与硅片之间的作用，两者共同作用的条件下减少了激光对于硅片的损伤，又增加了绒面的密度，最终在硅片上制备高度在100至600nm范围内的绒面。被加工物为沉积有空穴传输层、钙钛矿层以及电子传输层的底电池时，将底电池放置在盛有溶胶的密封容器4中，激光发射器1发射的激光在经过聚光机构2后，激光在经过溶胶后会在光线末端发生轻微散射，使得作用在底电池上的激光面积增加，光强降低，而激光与底电池的作用发生在溶胶-固界面处，溶胶约束了激光与底电池之间的作用，两者共同作用的条件下减少了激光对于底电池的损伤，又增加了绒面的密度，最终在底电池上制备高度在5至50nm范围内的绒面。
优选地，所述第一散光机构为液溶胶，所述第二散光机构为气溶胶。被加工物为硅片时，将硅片放置在盛有液溶胶的密封容器4中，激光发射器1发射的激光在经过聚光机构2后，激光在经过液溶胶后会在光线末端发生轻微散射，使得作用在硅片上的激光面积增加，光强降低，而激光与硅片的作用发生在液溶胶-固界面处，液溶胶约束了激光与硅片之间的作用，两者共同作用的条件下减少了激光对于硅片的损伤，又增加了绒面的密度，最终在硅片上制备高度在100至600nm范围内的绒面。被加工物为沉积有空穴传输层、钙钛矿层以及电子传输层的底电池时，将底电池放置在盛有气溶胶的密封容器4中，激光发射器1发射的激光在经过聚光机构2后，激光在经过气溶胶后会在光线末端发生轻微散射，使得作用在底电池上的激光面积增加，光强降低，而激光与底电池的作用发生在气溶胶-固界面处，气溶胶约束了激光与底电池之间的作用，两者共同作用的条件下减少了激光对于底电池的损伤，又增加了绒面的密度，最终在底电池上制备高度在5至50nm范围内的绒面。分别针对不同被加工物，采用不同的溶胶，以实现对被加工物最佳的绒面制作效果。
需要说明的是，当采用的溶胶为气溶胶时，在将气溶胶从开孔3通入密封容器4之后，需要使用堵塞件(例如橡胶塞)将开孔3堵住，以避免气溶胶发生泄漏。
或者，在其他实施例中，所述第一散光机构和所述第二散光机构均为散光棱镜。
在第一散光机构为散光棱镜时，可预先在密封容器4的侧壁向内延伸一固定支架，再将散光棱镜固定在固定支架上。在实施过程中，激光发射器1发射的激光在经过聚光机构2后，激光再经过散光棱镜，散光棱镜将激光散射并降低激光能量，使得作用在硅片上的激光面积增加，光强降低，减少了激光对于硅片的损伤，又增加了绒面的密度，最终在硅片上制备高度在100至600nm范围内的绒面。在第二散光机构为散光棱镜时，可预先在密封容器4的侧壁向内延伸一固定支架，再将散光棱镜固定在固定支架上。在实施过程中，激光发射器1发射的激光在经过聚光机构2后，激光再经过散光棱镜，散光棱镜将激光散射并降低激光能量，使得作用在底电池上的激光面积增加，光强降低，减少了激光对于底电池的损伤，又增加了绒面的密度，最终在底电池上制备高度在100至600nm范围内的绒面。
优选地，所述硅片上制备的绒面高度在200至300nm范围内，所述陷光结构的高度在10至20nm范围内。制备的绒面高度低，能够减少光的反射，大大有效增加了光子利用率。并且，对于两端钙钛矿叠层电池而言，钙钛矿层的薄膜厚度只有450纳米左右，通过制备高度较低的绒面，钙钛矿层的薄膜厚度能够完全覆盖整个绒面高度，故上述绒面制作方法可直接应用到钙钛矿电池的制备过程中。并且，对于制备的钙钛矿电池而言，能够避免较小的钙钛矿晶粒无法完全填充满金字塔的情况，避免漏电短路的情况，最终达到有效的提升叠层器件的光子利用率，提升光电转换效率的作用。
进一步地，在所述使用激光加工设备在硅片上制作绒面的步骤中，参考图3，还包括以下步骤：
S110、通过湿法加工工艺在制备绒面的硅片上进行二次制绒，以减少由于激光制绒导致的表面损伤。
在硅片已通过激光加工方式制备绒面后，通过湿法加工工艺进行二次制绒，以优化制绒效果。在减薄了硅片厚度的同时，得到了金字塔高度小于200nm的绒面，进而降低了载流子复合速率，使得最终制备的太阳能电池获得更高的开路电压。
具体来说，所述通过湿法加工工艺在制备绒面的硅片上进行二次制绒的步骤，参考图4，具体包括：
S111、将制备绒面的硅片放置于碱性溶液中，进行腐蚀制绒。
在本实施例中，在硅片已通过激光加工方式制备绒面后，再将制成绒面的硅片放置于碱性溶液中，通过碱性溶液的作用，逐步腐蚀绒面以及硅片，硅片变薄，金字塔下沉，在减薄了硅片厚度的同时，得到了金字塔高度小于200nm的绒面，进而降低了载流子复合速率，使得最终制备的太阳能电池获得更高的开路电压。
优选地，所述碱性溶液的浓度在1％至5％范围内，以及，腐蚀时间在1min至10min范围内。
在此，提供可实现的具体实施例：
首先是异质结太阳能底电池的制备过程：
步骤一、采用激光制绒的方式(激光功率30w，波长1064nm，溶胶为AgI)，湿法制绒采用RCA1(双氧水，氨水，去离子水(Vol:1:1:10))和RCA2(盐酸，氨水，去离子水(Vol:1:1:20))对已经制绒后的硅片进行清洗；
步骤二、采用浓度为5％的HF氢氟酸去除清洗后表面的氧化层；
步骤三、在N型硅衬底上表面采用PECVD连续沉积8nm的本征型氢化非晶硅和6nm的N型氢化非晶硅；
步骤四、在步骤四中N型氢化非晶硅上采用PVD的方法制备40nm的InOx复合层；
步骤五、在N型硅衬底下表面采用PECVD连续沉积8nm本征型氢化非晶硅和13nm的P型氢化非晶硅；
步骤六、在P型氢化非晶硅上采用PECVD连续沉积制备150nm ITO以及250nm Ag。
其次是钙钛矿顶电池的制备过程：
步骤一、在上述异质结太阳能电池InOx层的表面采用PECVD的方法沉积17nm的NiOx；
步骤二、在上述氧化镍采用两步法沉积钙钛矿吸收层：先配制浓度为2.0M的PbI2DMSO热溶液，再配制铵盐溶液：将摩尔比为0.07：0.27：0.25：1的CsI，CH3NH3I，CH(NH2)2I，和CH3NH3Br混合在异丙醇中，让溶液在70℃下搅拌溶解待用，配制成浓度为1.2M的溶液；
步骤三、采用狭缝涂布的方式将浓度为1.2M的PbI2 DMSO热溶液均匀沉积在氧化镍层上，迅速采用真空法干燥，并在150℃的条件下退火20min得到PbI2薄膜，再使用狭缝涂布的方式将1.2M铵盐溶液沉积在上述PbI2薄膜上，采用真空干燥的方式，并在150℃的条件下退火20min得到带隙为1.68eV的钙钛矿薄膜，钙钛矿有效厚度为450um；
步骤四、在钙钛矿层吸收层上采用热蒸发的方式连续蒸镀1nm的LiF和20nm的C60，同时采用ALD的方法在C60表面沉积20nm的SnOx得到LiF/C60/SnOx结构的电子传输层；
步骤五、采用激光制绒的方式(激光功率3w，波长1064nm，溶胶为气溶胶)，将上述电子传输层变为绒面结构，其中绒面高度为5nm；
步骤六、在电子传输层上采用溅射的方式沉积100nm的IZO。
步骤七、在IZO表面采用热蒸发的方式连续沉积140nm的MgF2和250nm的Ag。
异质结太阳能底电池的制备过程中，通过采用激光+湿法制绒的方式进行硅底电池的制备，激光在经过溶胶后会在光线末端发生轻微散射，使得作用在硅片上的激光面积增加，光强降低，而激光与硅片的作用发生在溶胶-固界面处，溶胶约束了激光与硅片之间的作用，两者共同作用的条件下减少了激光对于硅片的损伤，又增加了金字塔的密度；同时搭配优化的湿法制绒工艺，在减薄了硅片厚度的同时，得到了金字塔高度<200nm的绒面。
在传统的制备方法中，钙钛矿薄膜无法在具有绒面的硅衬底表面制备达到高质量的钙钛矿薄膜，通过本实施例中的制备方法，钙钛矿层的有效厚度为450nm，绒面高度为200nm，在制备钙钛矿层时可以有效的盖住绒面制备出高质量的钙钛矿薄膜，从而避免了较小的钙钛矿晶粒无法完全填充满金字塔的情况，避免了漏电短路的情况。同时采用本实施例的激光绒面制备方案，可在钙钛矿顶电池中制备出了陷光结构，有效的增加了钙钛矿电池对于光子的利用率，最终达到有效的提升叠层器件的光子利用率，提升光电转换效率的作用。
本发明提供一种两端钙钛矿叠层电池，由上至下依次设置有：
沉积有倒金字塔形状陷光结构的电子传输层；
钙钛矿层；
空穴传输层；
沉积有绒面的硅片；
其中，所述陷光结构的高度在5至50nm范围内，所述绒面的高度在100至600nm范围内。
参考图5，在此，详细提供一制备的两端钙钛矿叠层电池结构，由上至下依次设置有：
包括两个连接在一起的钙钛矿顶电池和位于下方的异质结底太阳能电池，钙钛矿顶电池包括自上而下的第一金属电极10、减反层20、第一透明导电氧化物层30、沉积有倒金字塔形状陷光结构的电子传输层40、钙钛矿吸收层50、空穴传输层60；底部电池异质结太阳能电池自上而下包括与钙钛矿顶电池相连接的透明导电氧化物复合层70、N型电子选择层80、N++场钝化层90、N型硅衬底100、钝化层110、P型空穴选择层120、第二透明导电氧化物层130和第二金属电极140。
钙钛矿顶电池的第一金属电极10为Ag、Au、Al、Cu、Mo、W、Ni、Mg、Sn、Ta中的一种或几种金属所形成的合金；
钙钛矿顶电池的减反层20为MgF2氟化镁或Si3N4氮化硅；
钙钛矿顶电池的第一透明导电氧化物层30为FTO氟掺氧化锡、ITO铟掺氧化锡、AZO铝掺氧化锌、ATO铝掺氧化锡、IGO铟掺氧化鎵中的至少一种；
钙钛矿顶电池的电子传输层40为Li/C60/SnOx，TiO2，ZnO，SnO2中的一种；
钙钛矿顶电池的钙钛矿吸收层50的材料包括晶体结构为ABX3型的钙钛矿材料，所述A为Cs+、CH(NH2)2+、CH3NH3+、C(NH2)3+中的至少一种，所述B为Pb2+、Sn2+中的至少一种，所述X为Br-、I-、Cl-中的至少一种；
钙钛矿顶电池的介孔层为氧化铝，氧化钛中的至少一种；
钙钛矿顶电池的空穴传输层60为NiOx，Spiro-oMeTad，CuSCN中的至少一种；
异质结太阳能底电池与钙钛矿顶电池相连接的透明导电氧化物复合层70为FTO氟掺氧化锡、ITO铟掺氧化锡、AZO铝掺氧化锌、ATO铝掺氧化锡、IGO铟掺氧化鎵中的至少一种；
异质结太阳能底电池的N型电子选择层80为N型氢化非晶硅；
异质结太阳能底电池的N++场钝化层90为本征型氢化非晶硅；
异质结太阳能底电池的N型硅衬底100为N型多晶衬底或N型单晶衬底；
异质结太阳能底电池的钝化层110为本征型氢化非晶硅；
异质结太阳能底电池的P型空穴选择层120为P型氢化非晶硅；
异质结太阳能底电池的第二透明导电氧化物层130为FTO、ITO、AZO、ATO、IGO中的至少一种；
异质结太阳能底电池的第二金属电极140为Ag、Au、Al、Cu、Mo、W、Ni、Mg、Sn、Ta中的一种或几种金属所形成的合金。
在本实施例中，所述两端钙钛矿叠层电池通过如上述所述的两端钙钛矿叠层电池的制作方法制成。
其中，所述陷光结构和所述绒面通过激光加工设备制作，所述激光加工设备包括激光发射器1、聚光机构2以及密封容器4，所述密封容器4中设有用于将激光散射并降低激光能量的第一散光机构或者第二散光机构；在制作所述绒面的过程中，所述密封容器4中设有所述第一散光机构，所述激光发射器1依次通过所述聚光机构2和所述第一散光机构并朝向置于所述密封容器4的硅片发射激光，以在所述硅片上制备高度在100至600nm范围内的绒面。
具体来说，预先固定激光发射器1，并将聚光机构2固定于激光发射器1的轴向下方，再将密封容器4放置在聚光机构2的轴向下方，密封容器4中置有第一散光机构，接着将未做处理的硅片平整放置在密封容器4中。在加工过程中，启动激光发射器1，激光发射器1朝向聚光机构2发射激光，聚光机构2聚光并调节激光焦距后，发射的激光经过第一散光机构，第一散光机构将激光散射并降低激光能量，使得作用在硅片上的激光面积增加，光强降低，减少了激光对于硅片的损伤，又增加了绒面的密度，最终在硅片上制备高度在100至600nm范围内的绒面，减小了绒面高度，从而减少了光的反射，有效增加了光子利用率。
在制作所述陷光结构的步骤中，所述密封容器4中设有所述第二散光机构，所述激光发射器1依次通过所述聚光机构2和所述第二散光机构朝向置于所述密封容器4的沉积有空穴传输层、钙钛矿层以及电子传输层的底电池发射激光，以制成陷光结构，所述陷光结构的高度在5至50nm范围内。
具体来说，预先固定激光发射器1，并将聚光机构2固定于激光发射器1的轴向下方，再将密封容器4放置在聚光机构2的轴向下方，密封容器4中置有第二散光机构，接着将沉积有空穴传输层、钙钛矿层以及电子传输层的底电池平整放置在密封容器4中。在加工过程中，启动激光发射器1，激光发射器1朝向聚光机构2发射激光，聚光机构2聚光并调节激光焦距后，发射的激光经过第二散光机构，第二散光机构将激光散射并降低激光能量，使得作用在电子传输层上的激光面积增加，光强降低，减少了激光对于电子传输层上的损伤，又增加了绒面的密度，最终在电子传输层上制备高度在5至50nm范围内的绒面，减小了绒面高度，从而减少了光的反射，有效增加了光子利用率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种两端钙钛矿叠层电池的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
使用激光加工设备在硅片上制作绒面；
以制成绒面的硅片为基底，制作底电池；
在所述底电池上依次沉积空穴传输层、钙钛矿层以及具有倒金字塔形状陷光结构的电子传输层；
所述激光加工设备包括激光发射器、聚光机构以及密封容器，所述密封容器中设有用于将激光散射并降低激光能量的第一散光机构或者第二散光机构；
在所述使用激光加工设备在硅片上制作绒面的步骤中，所述密封容器中设有所述第一散光机构，控制所述激光发射器依次通过所述聚光机构和所述第一散光机构并朝向置于所述密封容器的硅片发射激光，以在所述硅片上制备高度在100至600nm范围内的绒面；
所述陷光结构通过所述激光加工设备制成，在制作所述陷光结构的步骤中，所述密封容器中设有所述第二散光机构，控制所述激光发射器依次通过所述聚光机构和所述第二散光机构朝向置于所述密封容器的沉积有空穴传输层、钙钛矿层以及电子传输层的底电池发射激光，以制成陷光结构，所述陷光结构的高度在5至50nm范围内。
2.如权利要求1所述的两端钙钛矿叠层电池的制作方法，其特征在于，所述第一散光机构和所述第二散光机构均为溶胶。
3.如权利要求2所述的两端钙钛矿叠层电池的制作方法，其特征在于，所述第一散光机构为液溶胶，所述第二散光机构为气溶胶。
4.如权利要求1所述的两端钙钛矿叠层电池的制作方法，其特征在于，所述第一散光机构和所述第二散光机构均为散光棱镜。
5.如权利要求1所述的两端钙钛矿叠层电池的制作方法，其特征在于，所述硅片上制备的绒面高度在200至300nm范围内，所述陷光结构的高度在10至20nm范围内。
6.如权利要求1至5任一项所述的两端钙钛矿叠层电池的制作方法，其特征在于，在所述使用激光加工设备在硅片上制作绒面的步骤中，还包括以下步骤：
通过湿法加工工艺在制备绒面的硅片上进行二次制绒，以减少由于激光制绒导致的表面损伤。
7.如权利要求6所述的两端钙钛矿叠层电池的制作方法，其特征在于，所述通过湿法加工工艺在制备绒面的硅片上进行二次制绒的步骤，具体包括：
将制备绒面的硅片放置于碱性溶液中，进行腐蚀制绒。
8.如权利要求7所述的两端钙钛矿叠层电池的制作方法，其特征在于，所述碱性溶液的浓度在1％至5％范围内，以及，腐蚀时间在1min至10min范围内。
9.一种两端钙钛矿叠层电池，其特征在于，由上至下依次设置有：
沉积有倒金字塔形状陷光结构的电子传输层；
钙钛矿层；
空穴传输层；
沉积有绒面的硅片；
其中，所述陷光结构的高度在5至50nm范围内，所述绒面的高度在100至600nm范围内。
10.如权利要求9所述的两端钙钛矿叠层电池，其特征在于，所述陷光结构和所述绒面通过激光加工设备制作，所述激光加工设备包括激光发射器、聚光机构以及密封容器，所述密封容器中设有用于将激光散射并降低激光能量的第一散光机构或者第二散光机构；在制作所述绒面的过程中，所述密封容器中设有所述第一散光机构，所述激光发射器依次通过所述聚光机构和所述第一散光机构并朝向置于所述密封容器的硅片发射激光，以在所述硅片上制备高度在100至600nm范围内的绒面；在制作所述陷光结构的步骤中，所述密封容器中设有所述第二散光机构，所述激光发射器依次通过所述聚光机构和所述第二散光机构朝向置于所述密封容器的沉积有空穴传输层、钙钛矿层以及电子传输层的底电池发射激光，以制成陷光结构，所述陷光结构的高度在5至50nm范围内。
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