CN116613230B - 太阳能电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种太阳能电池及其制备方法。该太阳能电池包括衬底以及设置于所述衬底上的多个子电池：所述子电池包括层叠设置的第一电极、功能层组和第二电极；所述子电池具有相邻的有效区和无效区；其中，所述子电池中设置有隔离柱，所述隔离柱沿所述子电池的厚度方向贯穿所述第一电极和所述功能层组，且位于所述有效区和所述无效区之间。这样，隔离柱可以在有效区和无效区之间形成物理隔离，一方面可以降低无效区对有效区的串扰，降低寄生电容，提高太阳能电池的稳定性，另一方面可以避免有效区的载流子向无效区流动，从而提高了载流子的有效利用率，进而改善了太阳能电池的能量损失问题。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种太阳能电池及其制备方法。
背景技术
能源危机日益严重，新能源替代化石能源成为时代主题，太阳能电池日新月异飞速发展。钙钛矿太阳能电池因为其具有理论转换效率高、制备成本低、禁带宽度高度可调等优点，成为最有希望实现商业化的第三代太阳能电池，目前已经小规模应用于地面电站和光伏建筑一体化中。然而，目前的钙钛矿太阳能电池存在能量损失以及稳定性较差的问题。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够改善能量损失问题的太阳能电池及其制备方法。
第一方面，本申请实施例提供一种太阳能电池，该太阳能电池包括衬底以及设置于所述衬底上的多个子电池：
所述子电池包括层叠设置的第一电极、功能层组和第二电极；所述子电池具有相邻的有效区和无效区；
其中，所述子电池中设置有隔离柱，所述隔离柱沿所述子电池的厚度方向贯穿所述第一电极和所述功能层组，且位于所述有效区和所述无效区之间。
本申请实施例提供的太阳能电池，通过在子电池的有效区和无效区之间设置隔离柱，并使隔离柱贯穿第一电极和功能层组。这样，隔离柱可以在有效区和无效区之间形成物理隔离，一方面可以降低无效区对有效区的串扰，降低寄生电容，提高太阳能电池的稳定性，另一方面可以避免有效区的载流子向无效区流动，从而提高了载流子的有效利用率，进而改善了太阳能电池的能量损失问题。
在其中一个实施例中，相邻的两个所述子电池的所述第一电极之间设置有第一切割线槽，所述隔离柱的部分结构位于所述第一切割线槽内；
优选地，由所述隔离柱靠近所述衬底的一端至所述隔离柱远离所述衬底的一端，所述隔离柱的宽度处处相等；所述隔离柱的宽度为所述隔离柱靠近所述有效区的一侧表面与所述隔离柱靠近所述无效区的一侧表面之间的距离；
优选地，所述隔离柱在所述衬底上的正投影与所述第一切割线槽在所述衬底上的正投影重合。
这样，相当于将隔离柱设置在第一切割线槽内，有利于减少太阳能电池的制作工序，从而降低太阳能电池的制作难度。
在其中一个实施例中，所述子电池上设置有第二切割线槽，所述第二切割线槽沿所述子电池的厚度方向贯穿所述功能层组；
沿所述子电池的厚度方向，所述第一切割线槽的深度和所述第二切割线槽的深度之和等于所述隔离柱的高度；
优选地，所述第二切割线槽位于所述无效区。
这样，在保证隔离柱隔离功能的同时，可以最大化降低隔离柱的高度。
在其中一个实施例中，所述太阳能电池还包括第一隔离层，所述第一隔离层设置于所述衬底和所述子电池之间；
优选地，所述第一隔离层与所述隔离柱的材质相同；
优选地，所述第一隔离层的厚度介于50nm-150nm。
这样，通过设置第一隔离层，可以阻隔衬底侧的污染物对子电池的侵蚀，提高太阳能电池的稳定性和使用寿命。
在其中一个实施例中，所述太阳能电池还包括：
封装结构，设置于所述子电池背离所述衬底的一侧；
第二隔离层，覆盖于至少部分所述子电池的侧壁；
优选地，所述第二隔离层与所述封装结构连接；
优选地，所述第二隔离层的材质与所述隔离柱的材质相同。
这样，可以提高太阳能电池的封装性能，从而提高太阳能电池的稳定性和使用寿命。
在其中一个实施例中，所述多个子电池相互串联，且沿第一方向依次排布；所述第一方向垂直于所述衬底的厚度方向；
沿所述第一方向，所述多个子电池中位于最外侧的所述子电池为目标子电池；所述第二隔离层覆盖于所述目标子电池远离相邻所述子电池的一侧侧壁上；
优选地，所述第二隔离层还覆盖于每一所述子电池沿第二方向的两侧侧壁上，所述第二方向垂直于所述第一方向和所述子电池的厚度方向；
优选地，所述封装结构包括至少一层无机膜层和至少一层有机膜层，所述第二隔离层与所述无机膜层连接。
这样，可以提高太阳能电池的封装性能，从而提高太阳能电池的稳定性和使用寿命。
在其中一个实施例中，所述隔离柱的材质为无机材料；
优选地，所述隔离柱的材质包括氮化硅、氮氧化硅和氧化硅中的至少一种。
这样，可以提高隔离柱的阻隔性能。
在其中一个实施例中，所述功能层组包括层叠设置的第一传输层、光吸收层和第二传输层；
优选地，所述光吸收层包括钙钛矿。
这样，可以使太阳能电池的转换效率更高。
第二方面，本申请实施例提供一种太阳能电池的制备方法，包括：
提供衬底；
于所述衬底上形成多个子电池，以及形成设置于所述子电池中的隔离柱；其中，所述子电池包括层叠设置的第一电极、功能层组和第二电极；所述子电池具有相邻的有效区和无效区；所述隔离柱沿所述子电池的厚度方向贯穿所述第一电极和所述功能层组，且位于所述有效区和所述无效区之间。
在其中一个实施例中，所述于所述衬底上形成多个子电池，以及形成设置于所述子电池中的隔离柱的步骤，包括：
于所述衬底上形成第一电极材料层；
于所述第一电极材料层上形成第一切割线槽；
于所述第一切割线槽上形成所述隔离柱；
于所述第一电极材料层上形成所述功能层组和所述第二电极；
或，所述于所述衬底上形成多个子电池，以及形成设置于所述子电池中的隔离柱的步骤，包括：
于所述衬底上形成多个间隔设置的隔离柱；
于所述衬底上形成所述多个子电池。
本申请实施例提供的太阳能电池制备方法，通过在子电池的有效区和无效区之间设置隔离柱，并使隔离柱贯穿第一电极和功能层组。这样，隔离柱可以在有效区和无效区之间形成物理隔离，一方面可以降低无效区对有效区的串扰，降低寄生电容，提高太阳能电池的稳定性，另一方面可以避免有效区的载流子向无效区流动，从而提高了载流子的有效利用率，进而改善了太阳能电池的能量损失问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或示例性实施例中的技术方案，下面将对实施例或示例性实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的截面结构示意图。
图2为本申请一实施例提供的另一种太阳能电池的截面结构示意图。
图3为图2所示太阳能电池的局部结构示意图。
图4为本申请一实施例提供的再一种太阳能电池的截面结构示意图。
图5为图4所示太阳能电池的俯视图。
图6为本申请一实施例提供的一种太阳能电池的制备方法的流程示意图。
图7为图6所示制备方法中S200的一种流程示意图。
图8为图6所示制备方法中S200的另一种流程示意图。
附图标记说明：
10、太阳能电池；11、衬底；12、子电池；12a、有效区；12b、无效区；121、第一电极；122、功能层组；1221、第一传输层；1222、光吸收层；1223、第二传输层；123、第二电极；13、隔离柱；141、第一切割线槽；142、第二切割线槽；143、第三切割线槽；15、第一隔离层；16、封装结构；161、第一无机层；162、有机层；163、第二无机层；17、第二隔离层；18、连接垫。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。
应当理解，尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。这些术语仅用于将一个元件和另一个元件区分开。例如，在不脱离本申请的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
钙钛矿太阳能电池具有轻薄、低成本、高效率等优点，利用其特点可开发出多样性的产品，其应用将更加广泛多元。目前的钙钛矿太阳能电池包括透明衬底、透明光电极、钙钛矿功能层以及背电极。进一步地，钙钛矿电池上具有邻接的有效区和无效区。一方面，无效区对有效区易造成串扰，并产生寄生电容，导致钙钛矿电池稳定性较差。另一方面，由于有效区内的部分载流子易朝无效区流动，使得该部分载流子损失，从而导致钙钛矿电池存在能量损失。
鉴于上述至少一个问题，本申请实施例提供了一种太阳能电池及其制备方法，通过在子电池的有效区和无效区之间设置隔离柱，并使隔离柱贯穿第一电极和功能层组。这样，隔离柱可以在有效区和无效区之间形成物理隔离，一方面可以降低无效区对有效区的串扰，降低寄生电容，提高太阳能电池的稳定性，另一方面可以避免有效区的载流子向无效区流动，从而提高了载流子的有效利用率，进而改善了太阳能电池的能量损失问题。
第一方面，参照图1、图2和图3所示，本申请实施例提供一种太阳能电池10，该太阳能电池10可以是硅太阳能电池10、多元化合物薄膜太阳能电池10、聚合物多层修饰电极型太阳能电池10、纳米晶太阳能电池10、有机太阳能电池10、塑料太阳能电池10、钙钛矿太阳能电池10等。
该太阳能电池10包括衬底11以及设置于衬底11上的多个子电池12。其中，衬底11是指载体衬底，能够实现良好的承载效果。进一步地，衬底11包括但不限于：玻璃、聚酰亚胺或PET。这样，能够实现根据使用需求进行选择的效果。在一个较佳的实施例中，衬底11为玻璃衬底，玻璃衬底包括：石英或硼硅酸盐玻璃衬底。这样，具有良好的物理性能，如热学、光学和机械等，同时还能实现多种型号玻璃选择的效果，从而实现灵活选择的效果。需要说明的是，多个子电池12可以是相互串联。
具体地，子电池12包括层叠设置的第一电极121、功能层组122和第二电极123。子电池12具有相邻的有效区12a和无效区12b。其中，子电池12中设置有隔离柱13，隔离柱13沿子电池12的厚度方向贯穿第一电极121和功能层组122，且隔离柱13位于有效区12a和无效区12b之间。
需要说明的是，功能层组122至少包括用于光电转换的膜层。第一电极121的材料可以选自FTO、ITO、AZO、GZO、IZO、IWO中的一种或两种以上。第二电极123的材料可以选自FTO、ITO、AZO、GZO、IZO、IWO中的一种或两种以上。
本申请实施例提供的太阳能电池10，通过在子电池12的有效区12a和无效区12b之间设置隔离柱13，并使隔离柱13贯穿第一电极121和功能层组122。这样，隔离柱13可以在有效区12a和无效区12b之间形成物理隔离，一方面可以降低无效区12b对有效区12a的串扰，降低寄生电容，提高太阳能电池10的稳定性，另一方面可以避免有效区12a的载流子向无效区12b流动，从而提高了载流子的有效利用率，进而改善了太阳能电池10的能量损失问题。
在其中一个实施例中，相邻的两个子电池12的第一电极121之间设置有第一切割线槽141，隔离柱13的部分结构位于第一切割线槽141内。可以理解的是，第一切割线槽141将衬底11上的整片第一电极材料划断，形成单一子电池12的第一电极121。
通过使隔离柱13的部分结构位于第一切割线槽141内，这样，在制作隔离柱13时，可以直接在第一切割线槽141内形成隔离柱13，无需额外在第一电极121上切割用于容纳隔离柱13的线槽，从而减少了太阳能电池10的制作工序，进而降低太阳能电池10的制作难度。
在其中一个实施例中，参照图3所示，由隔离柱13靠近衬底11的一端至隔离柱13远离衬底11的一端，隔离柱13的宽度处处相等。在这里，隔离柱13的宽度指隔离柱13靠近有效区12a的一侧表面与隔离柱13靠近无效区12b的一侧表面之间的距离。
这样，可以使得隔离柱13在其高度方向(子电池12的厚度方向)上的隔离效果处处相同，有利于提高太阳能电池10的稳定性。
可以理解的是，隔离柱13的宽度还可以是渐变的。例如：由隔离柱13靠近衬底11的一端至隔离柱13远离衬底11的一端，隔离柱13的宽度逐渐减小。本申请实施例对隔离柱13的形状不作限定。
在一个较佳的实施例中，隔离柱13在衬底11上的正投影与第一切割线槽141在衬底11上的正投影重合。这样，相当于使隔离柱13的宽度等于第一切割线槽141的宽度。如此，可以使隔离柱13完全填充第一切割线槽141，提高隔离柱13的结构稳定性。
需要说明的是，隔离柱13在衬底11上的正投影与第一切割线槽141在衬底11上的正投影可以不重合。即：隔离柱13不位于第一切割线槽141内。本申请实施例对隔离柱13的设置位置不作限定。
在其中一个实施例中，子电池12上设置有第二切割线槽142，第二切割线槽142沿子电池12的厚度方向贯穿功能层组122。沿子电池12的厚度方向，第一切割线槽141的深度和第二切割线槽142的深度之和等于隔离柱13的高度。在这里，第一切割线槽141的深度指第一切割线槽141沿子电池12厚度方向的尺寸，第二切割线槽142的深度指第二切割线槽142沿子电池12厚度方向的尺寸，隔离柱13的高度指隔离柱13沿子电池12厚度方向的尺寸。
可以理解的是，第一切割线槽141和第二切割线槽142通常沿子电池12的厚度方向延伸，即垂直于衬底11的表面。通过使一切割线槽的深度和第二切割线槽142的深度之和等于隔离柱13的高度，可以在保证隔离柱13隔离功能的同时，最大化降低隔离柱13的高度。
在一个较佳的实施例中，第二切割线槽142位于无效区12b。通过将第二切割线槽142设置在无效区12b，可以最大化增大有效区12a的面积，从而提高太阳能电池10的转换效率。
在其中一个实施例中，参照图2和图3所示，太阳能电池10还包括第一隔离层15，第一隔离层15设置于衬底11和子电池12之间。
这样，通过设置第一隔离层15，可以阻隔衬底11一侧的污染物对子电池12的侵蚀，提高太阳能电池10的稳定性和使用寿命。
在一个较佳的实施例中，第一隔离层15与隔离柱13的材质相同。这样，在制作太阳能电池10时，可以减少材质的选择和提供，从而降低太阳能电池10的制作难度。
在一个较佳的实施例中，第一隔离层15的厚度介于50nm-150nm之间。具体地，第一隔离层15的厚度指第一隔离层15靠近衬底11一侧的表面与第一隔离层15远离衬底11一侧的表面之间的距离。示例性的，第一隔离层15的厚度可以是50nm、60nm、70nm、75nm、85nm、90nm、100nm、105nm、110nm、115nm、125nm、135nm、145nm或150nm。
通过使第一隔离层15的厚度位于上述范围内，一方面可以保证第一隔离层15具有较好的阻隔、隔离性能；另一方面可以最大化降低太阳能电池10的厚度；再一方面可以使第一隔离层15具有较好的透光性能。
需要说明的是，本申请实施例涉及的数值和数值范围为近似值，受制造工艺的影响，可能会存在一定范围的误差，这部分误差本领域技术人员可以认为忽略不计。
在其中一个实施例中，参照图4所示，太阳能电池10还包括封装结构16和第二隔离层17。其中，封装结构16设置于子电池12背离衬底11的一侧。第二隔离层17覆盖于至少部分子电池12的侧壁。
通过设置封装结构16和第二隔离层17，可以提高太阳能电池10的封装性能，从而提高太阳能电池10的稳定性和使用寿命。
在一个较佳的实施例中，第二隔离层17与封装结构16连接。
这样，可以使得该至少部分子电池12的侧壁和顶壁均被封装，从而进一步提高太阳能电池10的稳定性和使用寿命。
在一个较佳的实施例中，第二隔离层17的材质与隔离柱13的材质相同。这样，在制作太阳能电池10时，可以减少材质的选择和提供，从而降低太阳能电池10的制作难度。
需要说明的是，参照图4所示，相邻的两个子电池12的功能层组122之间、相邻的两个子电池12的第二电极123之间设置有第三切割线槽143。在一个可能的实施例中，第三切割线槽143内填充有第二隔离层17，这样，第二隔离层17可以在相邻的两个子电池12之间形成物理隔离，从而降低相邻的两个子电池12之间的串扰。
在其中一个实施例中，多个子电池12相互串联，且沿第一方向依次排布。第一方向垂直于衬底11的厚度方向。
具体地，沿第一方向，多个子电池12中位于最外侧的子电池12为目标子电池12。第二隔离层17覆盖于目标子电池12远离相邻子电池12的一侧侧壁上。
可以理解的是，目标子电池12的数量为两个。具体地，参照图4所示，图中位于最左侧的子电池12和位于最右侧的子电池12为目标子电池12。第二隔离层17覆盖于最左侧的子电池12的左侧侧壁上，以及还覆盖于最右侧的子电池12的右侧侧壁上。
在其中一个实施例中，参照图5所示，第二隔离层17还覆盖于每一子电池12沿第二方向的两侧侧壁上，第二方向垂直于第一方向和子电池12的厚度方向。
这样，可以进一步提高太阳能电池10的封装性能，从而提高太阳能电池10的稳定性和使用寿命。
在其中一个实施例中，隔离柱13的材质为无机材料。这样，能够实现根据使用需求进行选择的效果。
在一个较佳的实施例中，隔离柱13的材质包括氮化硅、氮氧化硅和氧化硅中的至少一种。这样，可以使隔离柱13具备较好的阻隔性能。
在一个较佳的实施例中，第一隔离层15的材质包括氮化硅、氮氧化硅和氧化硅中的至少一种。这样，一方面可以使第一隔离层15具有较好的透光性能，另一方面可以使第一隔离层15具备较好的阻隔性能。
在一个较佳的实施例中，第二隔离层17的材质包括氮化硅、氮氧化硅和氧化硅中的至少一种。这样，可以使第二隔离层17具备较好的阻隔性能。
在一个较佳的实施例中，参照图4所示，封装结构16包括至少一层无机膜层和至少一层有机膜层，第二隔离层17与无机膜层连接。进一步地，封装结构16包括层叠设置的第一无机层161、有机层162和第二无机层163。第二隔离层17与第一无机层161或第二无机层163连接。
这样，通过使无机材质的第二隔离层17与无机膜层连接，可以保证二者的连接稳定性较好，从而提高太阳能电池10的封装效果。
在其中一个实施例中，功能层组122包括层叠设置的第一传输层1221、光吸收层1222和第二传输层1223。示例性的，光吸收层1222的材料可以为硅、锗等间接带隙材料。在一个示例中，第一传输层1221可以是电子传输层，第二传输层1223可以是空穴传输层。在另一个示例中，第一传输层1221可以是空穴传输层，第二传输层1223可以是电子传输层。
进一步地，电子传输层材料为n型半导体，具有电子传输能力，具体材料包括但不限于氧化钛(TiO2)、氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)、氧化钒(V2O5)和氧化锌锡(Zn2SnO4)、富勒烯(C60)、石墨烯和富勒烯类衍生物(PCBM)一种或两种以上n型半导体材料。空穴传输层材料包括但不限于氧化镍(NiO)、氧化亚铜(Cu2O)、氧化钼(MoO3)、碘化铜(CuI)、硫氰酸亚铜(CuSCN)、还原氧化石墨烯一种或两种以上材料的组合。
在一个较佳的实施例中，光吸收层1222包括钙钛矿。这样，可以使太阳能电池10的转换效率更高。
具体地，光吸收层1222的材料的分子通式为ABX3。其中，A、B为大小不同的阳离子，X是与两者键合的阴离子。并且，阳离子B与阴离子X配位组成正八面体对称结构，而阳离子A位于八个正八面体的中心位置，阳离子B位于正八面体的中心位置。具体的，光吸收层1222的材料可以为无机钙钛矿材料，也可以为有机钙钛矿材料，还可以为有机-无机杂化钙钛矿材料。例如：光吸收层1222的材料可以为CsPbI2Br、MAPbBr3或FAPbI3。
在本申请实施例中，第一传输层1221与第二传输层1223分别为电子传输层与空穴传输层，当太阳光照射到光吸收层1222也就是钙钛矿薄膜层时，钙钛矿中的电子吸收光子，发生能级跃迁，电子脱离原子核的束缚，成为自由电子，钙钛矿中产生电子空穴对，而电子通过电子传输层达到第一电极121，空穴通过空穴传输层达到第二电极123，电子与空穴的移动产生电流，最终将太阳能转换成电能。
可以理解的是，在太阳能电池10的实际应用中，为了进一步的提高光转换效率，还可以在光吸收层1222与第一传输层1221(或第二传输层1223)之间，第一传输层1221与第一电极121之间，或第二传输层1223与第二电极123之间增加界面处理层。
需要说明的是，参照图4所示，衬底11上还设置有连接垫18。具体地，最左侧的子电池12的第一电极121上，以及最右侧的子电池12的第一电极121上均设置有连接垫18。连接垫18的材质为金属。通过设置连接垫18，便于对太阳能电池10进行性能测试。
在其中一个实施例中，参照图4和图5所示，本申请实施例提供一种太阳能电池10，该太阳能电池10包括衬底11以及设置于衬底11上的多个相串联的子电池12。具体地，子电池12包括层叠设置的第一电极121、功能层组122和第二电极123。子电池12具有相邻的有效区12a和无效区12b。其中，子电池12中设置有隔离柱13，隔离柱13沿子电池12的厚度方向贯穿第一电极121和功能层组122，且隔离柱13位于有效区12a和无效区12b之间。
具体地，相邻的两个子电池12的第一电极121之间设置有第一切割线槽141，隔离柱13的部分结构位于第一切割线槽141内。进一步地，由隔离柱13靠近衬底11的一端至隔离柱13远离衬底11的一端，隔离柱13的宽度处处相等。进一步地，隔离柱13在衬底11上的正投影与第一切割线槽141在衬底11上的正投影重合。
具体地，子电池12上设置有第二切割线槽142，第二切割线槽142沿子电池12的厚度方向贯穿功能层组122。沿子电池12的厚度方向，第一切割线槽141的深度和第二切割线槽142的深度之和等于隔离柱13的高度。进一步地，第二切割线槽142位于无效区12b。
具体地，太阳能电池10还包括第一隔离层15，第一隔离层15设置于衬底11和子电池12之间。进一步地，第一隔离层15与隔离柱13的材质相同。第一隔离层15的厚度介于50nm-150nm之间。
具体地，太阳能电池10还包括封装结构16和第二隔离层17。其中，封装结构16设置于子电池12背离衬底11的一侧。第二隔离层17覆盖于至少部分子电池12的侧壁。进一步地，第二隔离层17的材质与隔离柱13的材质相同。
具体地，沿第一方向，多个子电池12中位于最外侧的子电池12为目标子电池12。第二隔离层17覆盖于目标子电池12远离相邻子电池12的一侧侧壁上。进一步地，第二隔离层17还覆盖于每一子电池12沿第二方向的两侧侧壁上，第二方向垂直于第一方向和子电池12的厚度方向。
具体地，隔离柱13的材质为无机材料。进一步地，隔离柱13的材质包括氮化硅、氮氧化硅和氧化硅中的至少一种。
具体地，封装结构16包括层叠设置的第一无机层161、有机层162和第二无机层163。第二隔离层17与第一无机层161或第二无机层163连接。
具体地，功能层组122包括层叠设置的第一传输层1221、光吸收层1222和第二传输层1223。光吸收层1222包括钙钛矿。
本申请实施例提供的太阳能电池10，一方面，可以降低无效区12b对有效区12a的串扰，降低寄生电容，提高太阳能电池10的稳定性；另一方面，可以避免有效区12a的载流子向无效区12b流动，从而提高了载流子的有效利用率，进而改善了太阳能电池10的能量损失问题；再一方面，可以减少太阳能电池10的制作工序，进而降低太阳能电池10的制作难度；又一方面，可以阻隔衬底11侧的污染物对子电池12的侵蚀，提高太阳能电池10的稳定性和使用寿命；又一方面，可以进一步提高太阳能电池10的封装性能，从而提高太阳能电池10的稳定性和使用寿命。
第二方面，参照图6所示，本申请实施例提供一种太阳能电池的制备方法，该太阳能电池的制备方法可以用于制备第一方面中任一实施例所述的太阳能电池10。
具体地，该太阳能电池的制备方法包括：
S100：提供衬底11。示例性的，衬底11包括但不限于：玻璃、聚酰亚胺或PET。
S200：于衬底11上形成多个子电池12，以及形成设置于子电池12中的隔离柱13。其中，子电池12包括层叠设置的第一电极121、功能层组122和第二电极123。子电池12具有相邻的有效区12a和无效区12b。隔离柱13沿子电池12的厚度方向贯穿第一电极121和功能层组122，且位于有效区12a和无效区12b之间。
本申请实施例提供的太阳能电池的制备方法，通过在子电池12的有效区12a和无效区12b之间设置隔离柱13，并使隔离柱13贯穿第一电极121和功能层组122。这样，隔离柱13可以在有效区12a和无效区12b之间形成物理隔离，一方面可以降低无效区12b对有效区12a的串扰，降低寄生电容，提高太阳能电池10的稳定性，另一方面可以避免有效区12a的载流子向无效区12b流动，从而提高了载流子的有效利用率，进而改善了太阳能电池10的能量损失问题。
在其中一个实施例中，参照图7所示，S200：于衬底11上形成多个子电池12，以及形成设置于子电池12中的隔离柱13的步骤，包括：
S210：于衬底11上形成第一电极材料层。
S220：于第一电极材料层上形成第一切割线槽141。具体地，可以采用激光切割第一电极材料层，从而使衬底11上形成不同子电池12的第一电极121。
S230：于第一切割线槽141上形成隔离柱13。具体地，隔离柱13的高度大于第一切割线槽141的深度。
S240：于第一电极材料层上形成功能层组122和第二电极123。具体地，于第一电极121上依次形成第一传输层1221、光吸收层1222、第二传输层1223和第二电极123。
在另一个实施例中，参照图8所示，S200：于衬底11上形成多个子电池12，以及形成设置于子电池12中的隔离柱13的步骤，包括：
S210：于衬底11上形成多个间隔设置的隔离柱13。
S220：于衬底11上形成多个子电池12。具体地，于衬底11上依次形成第一电极121、第一传输层1221、光吸收层1222、第二传输层1223和第二电极123。
应该理解的是，在本申请实施例中，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，附图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”、“由……组成”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (17)
1.一种太阳能电池，其特征在于，包括衬底以及设置于所述衬底上的多个子电池：
所述子电池包括层叠设置的第一电极、功能层组和第二电极；所述子电池具有间隔的有效区和无效区；
其中，所述子电池中设置有隔离柱，所述隔离柱沿所述子电池的厚度方向贯穿所述第一电极和所述功能层组，且位于所述有效区和所述无效区之间；
所述太阳能电池还包括第一隔离层，所述第一隔离层设置于所述衬底和所述子电池之间，所述隔离柱与所述第一隔离层直接接触；
相邻的两个所述子电池的所述第一电极之间设置有第一切割线槽，所述隔离柱的部分结构位于所述第一切割线槽内；
所述子电池上设置有第二切割线槽，所述第二切割线槽沿所述子电池的厚度方向贯穿所述功能层组；
沿所述子电池的厚度方向，所述第一切割线槽的深度和所述第二切割线槽的深度之和等于所述隔离柱的高度。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，由所述隔离柱靠近所述衬底的一端至所述隔离柱远离所述衬底的一端，所述隔离柱的宽度处处相等；所述隔离柱的宽度为所述隔离柱靠近所述有效区的一侧表面与所述隔离柱靠近所述无效区的一侧表面之间的距离。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述隔离柱在所述衬底上的正投影与所述第一切割线槽在所述衬底上的正投影重合。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第二切割线槽位于所述无效区。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一隔离层与所述隔离柱的材质相同。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一隔离层的厚度介于50nm-150nm。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池还包括：
封装结构，设置于所述子电池背离所述衬底的一侧；
第二隔离层，覆盖于至少部分所述子电池的侧壁。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，所述第二隔离层与所述封装结构连接。
9.根据权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，所述第二隔离层的材质与所述隔离柱的材质相同。
10.根据权利要求7所述的太阳能电池，其特征在于，所述多个子电池相互串联，且沿第一方向依次排布；所述第一方向垂直于所述衬底的厚度方向；
沿所述第一方向，所述多个子电池中位于最外侧的所述子电池为目标子电池；所述第二隔离层覆盖于所述目标子电池远离相邻所述子电池的一侧侧壁上。
11.根据权利要求10所述的太阳能电池，其特征在于，所述第二隔离层还覆盖于每一所述子电池沿第二方向的两侧侧壁上，所述第二方向垂直于所述第一方向和所述子电池的厚度方向。
12.根据权利要求10所述的太阳能电池，其特征在于，所述封装结构包括至少一层无机膜层和至少一层有机膜层，所述第二隔离层与所述无机膜层连接。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述隔离柱的材质为无机材料。
14.根据权利要求13所述的太阳能电池，其特征在于，所述隔离柱的材质包括氮化硅、氮氧化硅和氧化硅中的至少一种。
15.根据权利要求1-12中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述功能层组包括层叠设置的第一传输层、光吸收层和第二传输层。
16.根据权利要求15所述的太阳能电池，其特征在于，所述光吸收层包括钙钛矿。
17.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：
提供衬底；
于所述衬底上形成第一隔离层和多个子电池，以及形成设置于所述子电池中的隔离柱；其中，所述子电池具有间隔的有效区和无效区；所述子电池包括层叠设置的第一电极、功能层组和第二电极；所述隔离柱沿所述子电池的厚度方向贯穿所述第一电极和所述功能层组，且位于所述有效区和所述无效区之间；
所述第一隔离层设置于所述衬底和所述子电池之间，所述隔离柱与所述第一隔离层直接接触；相邻的两个所述子电池的所述第一电极之间设置有第一切割线槽，所述隔离柱的部分结构位于所述第一切割线槽内；所述子电池上设置有第二切割线槽，所述第二切割线槽沿所述子电池的厚度方向贯穿所述功能层组；
沿所述子电池的厚度方向，所述第一切割线槽的深度和所述第二切割线槽的深度之和等于所述隔离柱的高度。
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