CN117080288B - 光伏薄膜组件、太阳能电池、用电装置、制备方法和应用 - Google Patents

光伏薄膜组件、太阳能电池、用电装置、制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种光伏薄膜组件、太阳能电池、用电装置、制备方法和应用。该光伏薄膜组件包括依次设置的第一电极、光电转换层和第二电极；光电转换层包括吸光层；该光伏薄膜组件设置有包括若干沟道的沟道群；第一电极、光电转换层和第二电极分别被沟道群分割成若干个子区域，光伏薄膜组件被沟道群分割成若干个子电池；沟道群中的至少一部分沟道内置有自增益发光材料和放射性同位素材料中的至少一种。该光伏薄膜组件可增益组件输出，提高光电转换效率。该光伏薄膜组件可用于制备太阳能电池。

Description

光伏薄膜组件、太阳能电池、用电装置、制备方法和应用
技术领域
本申请涉及光伏电池技术领域，特别涉及光伏薄膜组件、太阳能电池、用电装置、制备方法和应用。
背景技术
这里的陈述仅提供与本申请有关的背景信息，而不必然构成现有技术。
随着光伏技术的发展，太阳能电池在智能手机、平板电脑、智能穿戴、电动工具和电动汽车等各类电子产品的应用越来越广泛。如何提升光伏薄膜组件的光电转换效率是太阳能电池领域中重要改进方向之一。
发明内容
鉴于上述问题，本申请至少提供了一种光伏薄膜组件、太阳能电池、用电装置、制备方法和应用。该光伏薄膜组件可增益组件输出，提高光电转换效率。
在本申请的第一方面，提供了一种光伏薄膜组件。
在一些实施方式中，提供了一种光伏薄膜组件，其包括设置的第一电极、光电转换层和第二电极；所述光电转换层包括吸光层；
所述光伏薄膜组件设置有包括若干沟道的沟道群；所述第一电极、所述光电转换层和所述第二电极分别被所述沟道群分割成若干个子区域，所述光伏薄膜组件被所述沟道群分割成若干个子电池；
所述沟道群中的至少一部分沟道内置有自增益发光材料，所述自增益发光材料能够将入射光子转换成所述吸光层可吸收波段的光子。
传统工艺中，通过激光划线可将光伏薄膜组件分割为若干相互串联的子电池，这会在光伏薄膜组件中形成不能发电的死区，影响到光电转换效率。在本申请第一方面提供的光伏薄膜组件中，其中的沟道群将薄膜组件分割成若干个子电池，通过在沟道群的沟道区域中设置自增益发光材料，可以将入射光子转换成吸光层可吸收波段的光子，通过光的反射、折射等作用，自沟道群中通过或射出的光子可以射入到吸光层中，从而能够利用沟道群中的沟道区域增益组件输出，实现了将传统的死区区域转变成自增益区域，可提高太阳光谱的利用率，可提高器件的光电转换效率。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述自增益发光材料包括上转换发光材料和下转换发光材料中的至少一种。
自增益发光材料可以包括上转换发光材料和下转换发光材料中的至少一种，其中，上转换发光材料可以吸收长波段、低能量的光子并转换成吸光层能够吸收的光波段的光子，下转换发光材料可以吸收短波段、高能量的光子并转换成吸光层能够吸收的光波段的光子，从而可以提高太阳光谱的利用率，可提高器件电流水平。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述自增益发光材料满足如下特征中的一个或多个：
所述上转换发光材料包括下述上转换发光材料中的一种或多种：NaLuF4、NaGdF4、NaYbF4、NaYGd、NaYLu、NaYNd、NaGd(WO4)2、LiErF4、BaYF5、BaLuF5、BaGdF5、BaYb2F8、CaS、LiLa(MoO4)2、Gd2O3、ZrYO、YAIO、CaWO4及4CzIPN、硫杂蒽酮和三苯胺，前述任一种材料掺杂稀土元素构成的改性材料，以及前述任一种材料衍生而成的上转换发光材料；其中，所述稀土元素包括Yb、Er、Tm、Eu、Sm、Bi和Ho中的一种或多种；
所述下转换发光材料包括荧光材料和磷光材料中的一种或多种；所述荧光材料包括下述下转换发光材料中的一种或多种：核黄素、异硫氰酸荧光素、罗丹明类化合物、藻红蛋白、铱配合物、稀土元素配合物、聚芴类化合物、香豆素类化合物、萘酰亚胺类化合物、三并苯或更高级并苯类化合物、荧光素类化合物、氟硼二吡咯类化合物、试卤灵类化合物、吡唑啉类化合物、三苯胺类化合物、咔唑类化合物、绿色荧光蛋白、二胺类荧光化合物、钙钛矿发光纳米材料、热活化延迟荧光类化合物和三价稀土镧系元素的螯合物，任一种前述化合物衍生而成的荧光材料，以及前述化合物共聚而成的荧光材料；所述更高级并苯类化合物指具有至少4个苯环稠合而成的稠合环的并苯类化合物；所述磷光材料包括基质和激活剂，所述基质包括基于第Ⅱ族金属的硫化物、氧化物、硒化物、氟化物、磷酸盐、硅酸盐和钨酸盐中的一种或多种，所述激活剂包括重金属，所述重金属包括Au、Cu、Mn、Ag、Bi、Pb和稀土金属中的一种或多种；
所述自增益发光材料包括上转换发光材料和下转换发光材料。
可选择任意合适的上转换发光材料和下转换发光材料中一种或多种来提供自增益发光材料，不同种类的自增益发光材料之间还可以进行任意合适的组合，从而更好地匹配吸光层的可吸收波段。
可以使自增益发光材料同时包括上转换发光材料和下转换发光材料，此时，可以同时利用长波段、低能量的光子及短波段、高能量的光子，可利用更宽波段的太阳光谱，从可以更好地提高太阳光谱的利用率，更好地提高器件电流水平。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，将包括所述自增益发光材料的沟道记为自增益沟道；
在任一个所述自增益沟道中，所述上转换发光材料与所述下转换发光材料的质量比独立地为1：15至15：1；
可选地，在任一个所述自增益沟道中，所述上转换发光材料与所述下转换发光材料的质量比独立地为1：10至10：1；
可选地，在任一个所述自增益沟道中，所述上转换发光材料与所述下转换发光材料的质量比独立地为4:6至6:4；
可选地，在任一个所述自增益沟道中，所述上转换发光材料与所述下转换发光材料的质量比独立地为1：（0.95~1.05）。
可以通过调节上转换发光材料与下转换发光材料的质量比，更好地匹配吸光层的可吸收波段，从而更加有效地提高太阳光谱的利用率。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述沟道群中的至少一部分沟道内置有放射性同位素材料。
通过在沟道群中还设置放射性同位素材料，在发挥自增益发光材料的自增益效果的基础上，一方面，还可以作用于吸光层，利用放射性同位素材料衰变产生的高能射线激发电子-空穴对，增益辐生载流子数量，提高器件电流水平，可以进而提升光电转换效率，再一方面，还可以实现在暗态下发电，拓宽光伏薄膜组件的应用环境，使得光伏薄膜组件可以在暗态下工作。此外，放射性同位素材料产生高能射线具有持续性，使得放射性同位素材料的增益作用具有持续性，可以实现暗态下持续发电。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述沟道群中的至少一部分沟道是多重自增益沟道，所述多重自增益沟道指同时内置有所述自增益发光材料和所述放射性同位素材料的沟道。
自增益发光材料和放射性同位素材料可以同时存在于同一个沟道，这样的沟道可称为多重自增益沟道，此时，不仅可以利用自增益发光材料将入射光子转换成吸光层可吸收波段的光子，同时还可以利用放射性同位素材料衰变产生的高能射线增益吸光层中的辐生载流子数量并实现暗态下可持续发电，还可以利用放射性同位素材料产生的高能射线激发自增益发光材料产生吸光层可吸收的光子，实现自增益发光材料与放射性同位素材料的协同增益，此时，可以为光伏薄膜组件提供多重自增益机理，显著提高器件电流水平。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述光伏薄膜组件满足如下特征中的一个或多个：
在任一个所述多重自增益沟道中，所述自增益发光材料与所述放射性同位素材料的质量比为1:25至25:1，可选为（0.5~20）:1，进一步可选为（1~20）:1，更进一步可选为（1~5）:1，更进一步可选为（1.5~2.5）:1；
至少一部分所述多重自增益沟道内的所述自增益发光材料包括上转换发光材料和下转换发光材料，同一个所述多重自增益沟道中的上转换发光材料、下转换发光材料与放射性同位素材料的质量比为（0.1~15）：（0.1~15）：1，可选为（0.5~10）：（0.5~10）：1，进一步可选为（1~10）：（1~10）：1，更进一步可选为（0.5~2）：（0.5~2）：1，更进一步可选为（0.95~1.05）：（0.95~1.05）：1。
通过调节多重自增益沟道中自增益发光材料与放射性同位素材料的质量比在前述的合适范围，有利于更好地实现两种材料之间的协同增益作用，有利于发挥更好的增益效果。
可以在至少一部分多重自增益沟道中同时设置上转换发光材料、下转换发光材料和放射性同位素材料，此时，通过调节三种材料的质量比在前述的合适范围，有利于更好地实现三种材料之间的协同增益作用，有利于发挥更好的多重自增益效果。
对于同时设置上转换发光材料、下转换发光材料和放射性同位素材料的多重自增益沟道，还可以调节多重自增益沟道中自增益发光材料与放射性同位素材料的质量比，从而更好地发挥多重自增益效果。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，至少一部分所述多重自增益沟道内同时置有上转换发光材料、下转换发光材料和放射性同位素材料；
可选地，所述多重自增益沟道还满足如下特征中的一个或多个：
在所述多重自增益沟道中，所述上转换发光材料包括NaYGd:Er，所述下转换发光材料包括罗丹明类化合物，所述放射性同位素材料包括63Ni元素；其中，NaYGd:Er是NaYGd与Er的摩尔比为1:1的配位复合体；
位于同一个所述多重自增益沟道内的上转换发光材料、下转换发光材料与放射性同位素材料的质量比为（0.1~15）：（0.1~15）：1，可选为（0.5~10）：（0.5~10）：1，进一步可选为（1~10）：（1~10）：1，更进一步可选为（0.5~2）：（0.5~2）：1，更进一步可选为（0.95~1.05）：（0.95~1.05）：1。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，在所述多重自增益沟道中，所述上转换发光材料包括NaYGd:Er，所述下转换发光材料包括四乙基罗丹明和四甲基异硫氰酸罗丹明中的至少一种，所述放射性同位素材料包括63Ni元素；
位于同一个所述多重自增益沟道内的上转换发光材料、下转换发光材料与放射性同位素材料的质量比为（0.5~10）：（0.5~10）：1；
可选地，位于同一个所述多重自增益沟道内的上转换发光材料、下转换发光材料与放射性同位素材料的质量比为（0.95~1.05）：（0.95~1.05）：1。
可以在至少一部分多重自增益沟道中同时设置上转换发光材料、下转换发光材料和放射性同位素材料，既可以利用上转换发光材料吸收长波段、低能量的光子并转换成吸光层能够吸收的光波段的光子，还可以利用下转换发光材料吸收短波段、高能量的光子并转换成吸光层能够吸收的光波段的光子，还可以利用放射性同位素材料衰变产生的高能射线激发自增益发光材料产生吸光层可吸收的光子实现协同增益，此外，放射性同位素材料还可作用于吸光层而增益辐生载流子数量，还可实现在暗态下持续发电，此时，不仅可以多维度提高器件电流水平，提升光电转换效率，还可以使光伏薄膜组件在暗态下持续发挥作用。进一步可以从材料种类和含量比例中的一个或两个方面进行调节，从而更好促进上述多重自增益效果的发挥。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述沟道群包括PX沟道，所述PX沟道为至少分割所述吸光层的沟道，至少一部分所述PX沟道内置有所述自增益发光材料；
可选地，至少一部分所述PX沟道同时内置有所述自增益发光材料和放射性同位素材料。
至少分割吸光层的PX沟道与吸光层邻接，在PX沟道中设置自增益功能材料时，自增益功能材料提供的光子距离吸光层更近，自增益效果更佳。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述沟道群包括P3沟道，所述P3沟道为分割所述第二电极和所述吸光层的沟道；其中，至少一部分所述P3沟道内置有所述自增益发光材料；
可选地，至少一部分所述P3沟道同时内置有所述自增益发光材料和放射性同位素材料。
通过在P3沟道中设置自增益发光材料，不仅可以实现自增益发光材料的死区自增益效果，还有利于在光电转换效率、短路电流密度、填充因子和开路电压等方面实现良好的综合器件性能。当P3沟道内置有自增益发光材料和放射性同位素材料时，还可以在实现前述多重自增益效果的同时，还有利于在光电转换效率、短路电流密度、填充因子和开路电压等方面实现良好的综合器件性能。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，还提供了一种光伏薄膜组件，其包括依次设置的第一电极、光电转换层和第二电极；所述光电转换层包括吸光层；
所述光伏薄膜组件设置有包括若干沟道的沟道群；所述第一电极、所述光电转换层和所述第二电极分别被所述沟道群分割成若干个子区域，所述光伏薄膜组件被所述沟道群分割成若干个子电池；
所述沟道群中的至少一部分沟道内置有放射性同位素材料。
通过在沟道群的沟道区域中设置放射性同位素材料，一方面，可以作用于吸光层，利用放射性同位素材料衰变产生的高能射线激发电子-空穴对，增益辐生载流子数量，提高器件电流水平，可以进而提升光电转换效率，再一方面，可以实现在暗态下发电，拓宽光伏薄膜组件的应用环境，使得光伏薄膜组件可以在暗态下工作。此外，放射性同位素材料产生高能射线具有持续性，使得放射性同位素材料的增益作用具有持续性，可以实现暗态下持续发电。
基于前述任一合适的实施方式，进一步地，所述放射性同位素材料包括α型辐射源材料和β型辐射源材料中的一种或多种；
可选地，所述放射性同位素材料满足如下特征中的一个或多个：
所述α型辐射源材料包括210Po、228Th、235U、238Pu、238PuO2、241Am、242Cm和244Cm，以及包含前述至少一种元素的化合物中的一种或多种元素或物质；
所述β型辐射源材料包括3H2、Ti3H4、14C、35S、63Ni、90Sr、90Sr/90Y、99Tc、106Ru、137Cs、144Ce、147Pm、151Sm和226Ra，以及包含前述至少一种元素的化合物中的一种或多种元素或物质；
所述放射性同位素材料至少包括β型辐射源材料，可选地，所述β型辐射源材料在所述放射性同位素材料中的质量占比为50%~100%，进一步可选为80%~100%。
分布于沟道群的沟道内的放射性同位素材料的种类可以选择前述任意合适的种类，不同种类的放射性同位素材料之间可以进行任意合适的组合，从而更好地匹配吸光层的可吸收波段。其中，α型辐射源材料具有较强的电离能力，可电离出α射线，也即带正电荷的粒子流；β型辐射源材料具有一定的电离能力，可电离出β射线，也即高速电子流，一般认为β射线穿透能力高于α射线。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述沟道群包括PX沟道，所述PX沟道为至少分割所述吸光层的沟道；至少一部分所述PX沟道内置有所述放射性同位素材料。
通过在PX沟道设置放射性同位素材料，距离吸光层更近，更有利于放射性同位素材料的自增益效果的发挥。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述沟道群包括P3沟道，所述P3沟道为分割所述第二电极和所述吸光层的沟道；
至少一部分所述P3沟道内置有所述放射性同位素材料。
通过在P3沟道设置放射性同位素材料，不仅可以实现放射性同位素材料的死区自增益效果，还有利于在光电转换效率、短路电流密度、填充因子和开路电压等方面实现良好的综合器件性能。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述吸光层包括钙钛矿物质、硅、铜铟镓硒、碲化镉、铜锌锡硫和砷化镓中的一种或多种半导体材料。
光伏薄膜组件可以采用任意合适的机理将太阳能转换成电能，相应地，吸光层可以使用任意合适的半导体材料。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述光电转换层还包括第一电荷传输层和第二电荷传输层，所述第一电荷传输层位于所述吸光层和所述第一电极之间，所述第二电荷传输层位于所述吸光层和所得第二电极之间；
可选地，所述第一电荷传输层和所述第二电荷传输层中一个为电子传输层，另一个为空穴传输层。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，在所述第二电极背离所述光电转换层的一侧表面上设有光增益涂层，所述光增益涂层包括自增益发光材料和放射性同位素材料中的至少一种，所述自增益发光材料能够将入射光子转换成所述吸光层可吸收波段的光子。
可以在制备好包括第一电极、光电转换层和第二电极的组件、并结束P3划线而形成P3沟道后，向第二电极一侧涂布包括自增益发光材料和放射性同位素材料中的至少一种的自增益功能材料，向P3中装入自增益功能材料的同时，还会在第二电极表面形成光增益涂层；当第二电极为透明电极时，光增益涂层中的自增益功能材料可以通过前述机理实现增益吸光层的作用。
在本申请的第二方面，提供了一种太阳能电池，其包括本申请第一方面所述光伏薄膜组件。
包括前述光伏薄膜组件的太阳能电池可实现优异的光电转换效率。
在本申请的第三方面，提供了一种用电装置，其特征在于，包括本申请第一方面所述光伏薄膜组件和本申请第二方面所述太阳能电池中的至少一种。
包括前述光伏薄膜组件的太阳能电池及含有其的太阳能电池中的至少一种的用电装置，可实现优异的光电转换效率。
在本申请的第四方面，提供了一种光伏薄膜组件的制备方法，其包括依次设置的第一电极、光电转换层和第二电极；所述光电转换层包括吸光层；
所述光伏薄膜组件设置有包括若干沟道的沟道群；所述第一电极、所述光电转换层和所述第二电极分别被所述沟道群分割成若干个子区域，所述光伏薄膜组件被所述沟道群分割成若干个子电池；
所述的制备方法包括如下步骤：向所述沟道群的至少一部分沟道中装入自增益功能材料，其中，所述自增益功能材料包括自增益发光材料和放射性同位素材料中的至少一种，所述自增益发光材料能够将光子转换成所述吸光层可吸收波段的光子。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，向所述沟道群的至少一部分沟道中装入自增益功能材料采用包括如下步骤的方法实现：向所述沟道群的至少一部分沟道中注入含有所述自增益功能材料的前驱液M，干燥。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述沟道群包括P3沟道，所述P3沟道为分割所述第二电极和所述吸光层的沟道；
向所述沟道群的至少一部分沟道中装入自增益功能材料采用包括如下步骤的方法实现：在所述第二电极背离所述光电转换层的一侧表面上涂覆含有所述自增益功能材料的前驱液M，干燥。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述的制备方法满足如下特征中的至少一项：
所述自增益功能材料在所述前驱液M中的质量百分浓度≥0.1%，可选为0.1%~20%，进一步可选为0.5~15%，更进一步可选为1~10%；
所述自增益发光材料在所述前驱液M中的质量百分浓度≥0.1%，可选为0.1%~20%，进一步可选为0.5~15%，更进一步可选为1~10%；
所述放射性同位素材料在所述前驱液M中的质量百分浓度≥0.1%，可选为0.1%~20%，进一步可选为0.5~15%，更进一步可选为1~10%。
可以在完成相应沟道的划线工艺后，向沟道中装入自增益功能材料。作为示例，在光电转换层背离第一电极的一侧层叠第二电极、并完成P3沟道的划线工艺后，可以在第二电极背离光电转换层的一侧表面上涂覆含有自增益功能材料的前驱液M，干燥，此时，可以在P3沟道内引入自增益功能材料，还可能在第二电极表面形成包含自增益功能材料的光增益涂层；进一步地，当第二电极为透明电极时，光增益涂层中的自增益功能材料可以通过前述机理实现增益吸光层的作用。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，制备得到本申请第一方面所述的光伏薄膜组件。
在本申请的第五方面，提供所述光伏薄膜组件，或本申请第二方面所述太阳能电池，或本申请第三方面所述用电装置，或本申请第四方面所述的制备方法制备得到的光伏薄膜组件在光伏发电中的应用。
本申请的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本申请的其他特征、目的和优点将从说明书、附图以及权利要求书变得明显。
附图说明
为了更好地描述和说明这里公开的那些申请的实施例或示例，可以参考一幅或多幅附图。用于描述附图的附加细节或示例不应当被认为是对所公开的申请、目前描述的实施例或示例以及目前理解的这些申请的最佳模式中的任何一者的范围的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
图1是本申请一实施例的光伏薄膜组件的结构示意图。
图2是本申请一实施例的用电装置的示意图。
附图标记说明：
10，光伏薄膜组件；200，基底层；400，第一电极；600，光电转换层；610，第一电荷传输层；630，吸光层；650，第二电荷传输层；800，第二电极；P1，P1沟道；P2，P2沟道；P3，P3沟道；61，活性区；64，自增益死区；20，用电装置。
具体实施方式
以下，适当地参照附图详细说明公开了本申请的光伏薄膜组件、太阳能电池、用电装置、制备方法和应用的一些实施方式。但是会有省略不必要的详细说明的情况。例如，有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，便于本领域技术人员的理解。此外，附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本申请而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。
本申请所公开的“范围”可以采用下限和上限的形式来限定，给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的，选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的，任一个端值可以独立地被包括或不被包括，并且可以进行任意地组合，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如，如果针对特定参数列出了60-120和80-110的范围，理解为60-110和80-120的范围也是预料到的。此外，如果列出的最小范围值1和2，且如果还列出了最大范围值3，4和5，则下面的范围可全部预料到：1-3（或记为1~3）、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。在本申请中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0-5”表示本文中已经全部列出了“0-5”之间的全部实数，“0-5”只是这些数值组合的缩略表示。另外，当表述某个参数为≥2的整数，则相当于列出了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等。比如，当表述某个参数为选自“2-10”的整数，相当于列出了整数2、3、4、5、6、7、8、9和10。
在本申请中，“大于等于”可表示为≥，“小于等于”可表示为≤。在本申请中，如无其他说明，“大于等于”可视为还提供了“大于”与“等于”两种方案。在本申请中，如无其他说明，“小于等于”可视为还提供了“小于”与“等于”两种方案。
本申请中涉及“多个”、“多种”、“若干(several)”等，如无特别限定，指在数量上大于2或等于2。例如，“一种或多种”表示一种或大于等于两种。可以理解，涉及“任意多个”项目时，指的是任意合适的多个项目的组合，也即以不相冲突且能够实施本申请的方式进行“任意多个”项目的组合。
如果没有特别的说明，本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。
在本文中提及“实施例(example)”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例或实施方式中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。在本文中提及的“实施方式(embodiment)”具有类似理解。
本领域技术人员可以理解，在各实施方式或实施例的方法中，各步骤的撰写顺序并不意味着严格的执行顺序而对实施过程构成任何限定，各步骤的详细执行顺序应当以其功能和可能的内在逻辑确定。如果没有特别的说明，本申请的所有步骤可以顺序进行，也可以随机进行，优选是顺序进行的。例如，所述方法包括步骤(a)和(b)，表示所述方法可包括顺序进行的步骤(a)和(b)，也可以包括顺序进行的步骤(b)和(a)。例如，所述提到所述方法还可包括步骤(c)，表示步骤(c)可以任意顺序加入到所述方法，例如，所述方法可以包括步骤(a)、(b)和(c)，也可包括步骤(a)、(c)和(b)，也可以包括步骤(c)、(a)和(b)等。
在本申请中，以“含有”、“包含”、“包括”等词语描述的开放式技术特征或技术方案中，如无其他说明，不排除所列成员之外的额外成员，可视为既提供了由所列成员构成的封闭式特征或方案，还提供了在所列成员之外还包括额外成员的开放式特征或方案。例如，A包括a1、a2和a3，如无其他说明，可以还包括其他成员，也可以不包括额外成员，可视为既提供了“A由a1、a2和a3组成”或“A选自a1、a2和a3”的特征或方案，还提供了“A不仅包括a1、a2和a3，还包括其他成员”的特征或方案。
在本申请中，如无其他说明，A（如B），表示B为A中的一种非限制性示例，可以理解A不限于为B。
在本申请中，“可选地”，指可有可无，也即指选自“有”或“无”两种并列方案中的任一种。如果一个技术方案中出现多处“可选”，如无特别说明，且无矛盾之处或相互制约关系，则每项“可选”各自独立。
在本申请中，如无其他说明，“和/或”对应的特征或方案包括两个或两个以上相关所列项目中任一个项目，也包括相关所列项目的任意的和所有的组合，所述任意的和所有的组合包括任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。例如，“A和/或B”表示A、B以及“A与B的组合”构成的组。其中，“包含A和/或B”可以表示“包含A，包含B，以及包含A与B”，还可以表示“包含A，包含B，或者包含A与B”，可根据所在语句恰当理解。
本文中所使用的“其组合”等中包括所列项目中任两个或任两个以上项目的所有合适的组合方式。
本文中，“合适的组合方式”、“合适的方式”、“任意合适的方式”等中所述“合适”，以能够实施本申请的技术方案为准。
本文中，“更好”、“更佳”仅为描述效果更好的实施方式或实施例，应当理解，并不构成对本申请保护范围的限制。如果一个技术方案中出现多处“优选”，如无特别说明，且无矛盾之处或相互制约关系，则每项“优选”各自独立。
本申请中，“进一步”、“更进一步”、“特别”等用于描述目的，表示内容上的差异，但并不应理解为对本申请保护范围的限制。
本申请中，“第一方面”、“第二方面”、“第三方面”、“第四方面”等中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于描述目的，不能理解为指示或暗示相对重要性或数量，也不能理解为隐含指明所指示的技术特征的重要性或数量。而且“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅起到非穷举式的列举描述目的，应当理解并不构成对数量的封闭式限定。
本申请中，术语“室温”一般指4 °C ~ 35 °C，可以指20 °C ± 5 °C 。在本申请的一些实施例中，室温是指20 °C ~ 30 °C。
在本申请中，涉及数据范围的单位，如果仅在右端点后带有单位，则表示左端点和右端点的单位是相同的。比如，3~5 h或3-5 h均表示左端点“3”和右端点“5”的单位都是h（小时）。
本申请实施例说明书中所提到的相关成分的质量或重量不仅仅可以指代各组分的含量，也可以表示各组分间质量或重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。进一步地，本申请实施例说明书中所述的质量或重量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
在本申请中，涉及“在一些实施方式（或实施例）中”、“在一个实施方式（或实施例）中”等示例性描述，可以涵盖但不限于如下含义：这些方案可以与其他方案以合理的方式相互组合形成新的技术方案。
在本申请中，涉及“基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地”或与其类似的示例性描述，可以涵盖但不限于如下含义：这些方案可以以合理的方式相互组合形成新的技术方案。
在制备光伏薄膜组件的传统工艺中，通常存在P1、P2和P3三道激光划线工艺，从而可以将传统的光伏薄膜组件分割成若干相互串联的子电池，每个子电池中都设有依次排列的P1划线、P2划线和P3划线，在P1划线最外侧至P3划线最外侧之间的区域不能发电，即使在光照下也不参与器件的电输出，因此，在光伏技术领域内通常被称为“死区”。死区越大，子电池的光电转换效率则越低。传统工艺中的研究重点是如何将死区面积做到最小。
在传统的光伏薄膜组件中包括若干激光划线构成的群组，可称为激光划线群。激光划线的类型包括P1划线、P2划线和P3划线。激光划线群将传统的光伏薄膜组件分割成若干相互串联的子电池，每个子电池中都设有依次排列的P1划线、P2划线和P3划线。通常情况下，P1划线、P2划线和P3划线按次序先后制备。以一种包括基底层、第一电极、光电转换层和第二电极的传统光伏薄膜组件为例，以在基底上依次层叠设置第一电极、光电转换层和第二电极的工艺为例，激光划线群可通过如下方式引入：在基底上形成第一电极，通过激光划线工艺引入P1划线将第一电极分割，继续形成光电转换层，通过激光划线工艺引入P2划线将光电转换层分割，继续形成第二电极，通过激光划线工艺引入P3划线至少将第二电极分割。其中，P1划线在厚度方向上贯穿第一电极；P2划线在厚度方向上贯穿除第一电极以外的各功能层（形成第二电极之前，因此包括第二电极），而在两端分别连接第一电极和第二电极；P3划线可以连续贯穿除第一电极以外的各功能层，包括第二电极。通常地，在形成后一道工序时，激光划线区域会伴随性地被填入后一道工序的材料，而这些填充的材料并不是必要的，P3划线可以只将第二电极划断，当P3划断至第一电极时，通常不向沟道内填充其他材料。
本申请的一些实施方式中提供了一种新的设计方式来降低死区对光电转换效率不利影响，以显著提升光伏薄膜组件的光电转换效率。
在本申请的第一方面，提供了一种光伏薄膜组件，光伏薄膜组件的死区中的激光划线内设置自增益功能材料，该自增益功能材料包括自增益发光材料和放射性同位素材料中的至少一种。该光伏薄膜组件将死区中的激光划线转变成能够增益组件光电转换效率的增益区域，可增益组件输出，提高光电转换效率。
在本申请中，如无其他说明，“光伏薄膜组件”至少包括光电转换层，光伏薄膜组件能够利用入射至光电转换层的光子或射线实现电输出。如无其他说明，光电转换层至少包括吸光层，吸光层能够在入射光子或射线的激发下产生电子-空穴对，通过电子和空穴的流动产生电流，从而实现从光能向电能的转换。
在本申请中，如无其他说明，“自增益发光材料”是能够将入射光子转换成吸光层可吸收波段的光子的材料，可以理解，是指能够将至少一部分入射光子转换成吸光层可吸收波段的光子。适用于本申请的自增益发光材料可以包括上转换发光材料和下转换发光材料中的一种或多种。上转换发光材料和下转换发光材料具有本领域内的公知含义。其中，上转换发光材料能够在低能光子的激发下发射高能光子，也即可以在长波、低频光子的激发下发射短波、高频的光子。下转换发光材料能够在高能光子的激发下发射低能光子，也即可以在短波、高频光子的激发下发射长波、低频的光子。
如无其他说明，可用作本申请的上转换发光材料能够将低能的入射光子转换成吸光层可吸收波段的光子，可用作本申请的下转换发光材料能够将高能的入射光子转换成吸光层可吸收波段的光子。
在本申请中，如无其他说明，“高能光子”、“低能光子”、“高能射线”均是相对于吸光层可吸收光子的波段而言。
在本申请中，如无其他说明，“放射性同位素材料”指能够通过裂变产生高能射线的同位素材料，该高能射线能够激发吸光层而产生电子-空穴对。适用于本申请的放射性同位素材料通常可通过自发裂变产生高能射线。当放射性同位素材料与自增益发光材料混合共存时，如无其他说明，放射性同位素材料产生的高能射线能够激发自增益发光材料产生吸光层可吸收的光子。在本申请中，放射性同位素材料产生高能射线具有持续性，使得放射性同位素材料可以持续发挥增益作用。
在本申请中，如无其他说明，“自增益功能材料”包括自增益发光材料和放射性同位素材料中的至少一种，也即包括自增益发光材料和放射性同位素材料中的一种或多种。
在一些实施方式中，提供了一种光伏薄膜组件，其包括依次设置的第一电极、光电转换层和第二电极；光电转换层包括吸光层；该光伏薄膜组件设置有包括若干沟道的沟道群；第一电极、光电转换层和第二电极分别被所述沟道群分割成若干个子区域，光伏薄膜组件被沟道群分割成若干个子电池；沟道群中的至少一部分沟道内置有自增益发光材料和放射性同位素材料中的至少一种。该光伏薄膜组件可增益组件输出，提高光电转换效率。该光伏薄膜组件可用于制备太阳能电池。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，自增益功能材料包括自增益发光材料。自增益发光材料在自增益功能材料中的质量占比可以为下述任一种百分数、还可以大于等于下述任一种百分数、还可以选自下述任两种百分数构成的区间：30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、70%、80%、90%、95%等；自增益发光材料在自增益功能材料中的质量占比还可以为100%，还可以选自前述任一范围，如50%~100%、80%~100%等。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，自增益功能材料包括放射性同位素材料。放射性同位素材料在自增益功能材料中的质量占比可以为下述任一种百分数、还可以大于等于下述任一种百分数、还可以选自下述任两种百分数构成的区间：30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、70%、80%、90%、95%等；放射性同位素材料在自增益功能材料中的质量占比还可以为100%，还可以选自前述任一范围，如50%~100%、80%~100%等。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，自增益功能材料包括自增益发光材料和放射性同位素材料的组合。在自增益功能材料中，自增益发光材料和放射性同位素材料的质量比可以选自任意合适的比值。作为非限制性示例，自增益发光材料和放射性同位素材料的质量比可以选自下述任一种比例、还可以选自下述任两种比例构成的区间：1:9、1:8、1:7.5、1:7、1:6、1:5、1:4.5、1:4、1:3.6、1:3.5、1:3、1:2.5、1:2、1:1.5、1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、4.5:1、5:1、6:1、7:1、7.5:1、8:1、9:1等。非限制性地，自增益发光材料和放射性同位素材料的质量比可以选自如下任一合适的范围：（1~5）:1、（1.5~2.5）:1。其中，“（1~5）:1”与“1:1至5:1”具有相同含义，可以互换使用；在本申请中，如无其他说明，采用以上述两种形式描述的其他比例也如此理解。
在一些实施方式中，提供了一种光伏薄膜组件，其包括依次设置的第一电极、光电转换层和第二电极；所述光电转换层包括吸光层；
所述光伏薄膜组件设置有包括若干沟道的沟道群；所述第一电极、所述光电转换层和所述第二电极分别被所述沟道群分割成若干个子区域，所述光伏薄膜组件被所述沟道群分割成若干个子电池；
所述沟道群中的至少一部分沟道内置有自增益发光材料，所述自增益发光材料能够将入射光子转换成所述吸光层可吸收波段的光子。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，第一电极、光电转换层和第二电极沿光电转换层的厚度方向依次设置。
传统工艺中，通过激光划线可将光伏薄膜组件分割为若干相互串联的子电池，这会在光伏薄膜组件中形成不能发电的死区，影响到光电转换效率。在光伏薄膜组件中，利用沟道群将薄膜组件分割成若干个子电池，通过在沟道群的沟道区域中设置自增益发光材料，可以将入射光子转换成吸光层可吸收波段的光子，通过光的反射、折射等作用，自沟道群中通过或射出的光子可以射入到吸光层中，从而能够利用沟道群中的沟道区域增益组件输出，实现了将传统的死区区域转变成自增益区域，可提高太阳光谱的利用率，可提高器件的光电转换效率。
通过调节任一个沟道中自增益发光材料的质量相对于其所在沟道的体积比、自增益发光材料在沟道群中的总质量相对于吸光层的质量的比值、自增益发光材料在沟道群中的总质量相对于沟道群的总体积的比值、置有自增益发光材料的沟道的体积之和相对于沟道群的体积之和的比值中的一种或多种比值，可以调节自增益发光材料在光伏薄膜组件中的含量。上述参数可以在制备工艺中通过调节相应前驱液中自增益功能材料的浓度实现。
可以对光伏薄膜组件沿组件厚度方向进行纵向切片，将沟道群裸露出来，从而结合元素分析方法检测沟道群中的元素组成及含量。例如，可结合冷冻聚焦电子束(FIB)连续切片、断面SEM形貌观察、能量分散谱(EDS)元素能谱联用及三维重构分析软件进行测试分析。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述自增益发光材料包括上转换发光材料和下转换发光材料中的至少一种。
在本申请中，如无其他说明，“上转换发光材料”和“下转换发光材料”分别具有本领域内的公知含义，各自独立地，可以吸收第一波段光子而发出第二波段光子。对于上转换发光材料而言，第一波段光子的波长大于第二波段光子的波长，从而将低能量、长波段光子转换成高能量、短波段光子。对于下转换发光材料而言，第一波段光子的波长小于第二波段光子的波长，从而将高能量、短波段光子转换成低能量、长波段光子。
在本申请中，如无其他说明，光伏薄膜组件的沟道群中设置的“上转换发光材料”和“下转换发光材料”各自独立地能够将入射光子转换成吸光层可吸收波段的光子。
自增益发光材料可以包括上转换发光材料和下转换发光材料中的至少一种，其中，上转换发光材料可以吸收长波段、低能量的光子并转换成吸光层能够吸收的光波段的光子，下转换发光材料可以吸收短波段、高能量的光子并转换成吸光层能够吸收的光波段的光子，从而可以提高太阳光谱的利用率，可提高器件电流水平。
非限制性地，所述上转换发光材料可以包括下述上转换发光材料中的一种或多种：NaLuF4、NaGdF4、NaYbF4、NaYGd、NaYLu、NaYNd、NaGd(WO4)2、LiErF4、BaYF5、BaLuF5、BaGdF5、BaYb2F8、CaS、LiLa(MoO4)2、Gd2O3、ZrYO、YAIO、CaWO4及4CzIPN、硫杂蒽酮和三苯胺，前述任一种材料掺杂稀土元素构成的改性材料，以及前述任一种材料衍生而成的上转换发光材料；其中，所述稀土元素可以包括但不限于Yb、Er、Tm、Eu、Sm、Bi和Ho中的一种或多种。
非限制性地，所述下转换发光材料可以包括荧光材料和磷光材料中的一种或多种。
非限制性地，所述荧光材料可以包括但不限于下述下转换发光材料中的一种或多种：核黄素、异硫氰酸荧光素、罗丹明类化合物、藻红蛋白、铱配合物、稀土元素配合物、聚芴类化合物、香豆素类化合物、萘酰亚胺类化合物、三并苯或更高级并苯类化合物、荧光素类化合物、氟硼二吡咯类化合物、试卤灵类化合物、吡唑啉类化合物、三苯胺类化合物、咔唑类化合物、绿色荧光蛋白、二胺类荧光化合物、钙钛矿发光纳米材料、热活化延迟荧光类化合物（TADF）和三价稀土镧系元素的螯合物，任一种前述化合物衍生而成的荧光材料，以及前述化合物共聚而成的荧光材料。其中，“并苯类化合物”指多个苯环稠合而成的化合物；“三并苯”指三个苯环稠合而成的并苯类化合物；“更高级并苯类化合物”指具有至少4个苯环稠合而成的稠合环的并苯类化合物，其是一类并苯类化合物且具有至少4个苯环稠合而成的稠合环。
在一些非限制性示例中，所述磷光材料包括基质和激活剂，所述基质可以包括但不限于基于第Ⅱ族金属的硫化物、氧化物、硒化物、氟化物、磷酸盐、硅酸盐和钨酸盐中的一种或多种。所述激活剂可以包括但不限于重金属，所述重金属可以包括但不限于Au、Cu、Mn、Ag、Bi、Pb和稀土金属中的一种或多种。
罗丹明类化合物的非限制性示例可以包括四乙基罗丹明、四甲基异硫氰酸罗丹明中等的一种或多种。
热活化延迟荧光类化合物和三价稀土镧系元素的螯合物的非限制性示例可以包括LaF3:Eu3+。
在本申请中，LaF3:Eu3+是一种配位作用形成的复合体，LaF3与Eu3+的摩尔比为1:1。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地的一些实施方式中，所述下转换发光材料包括罗丹明类化合物。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述自增益发光材料至少包括上转换发光材料。在另一些实施方式中，所述自增益发光材料至少包括下转换发光材料。
非限制性地，所述自增益发光材料可以包括上转换发光材料和下转换发光材料。
可选择任意合适的上转换发光材料和下转换发光材料中一种或多种来提供自增益发光材料，不同种类的自增益发光材料之间还可以进行任意合适的组合，从而更好地匹配吸光层的可吸收波段。
可以使自增益发光材料同时包括上转换发光材料和下转换发光材料，此时，可以同时利用长波段、低能量的光子及短波段、高能量的光子，可利用更宽波段的太阳光谱，从可以更好地提高太阳光谱的利用率，更好地提高器件电流水平。
在本申请中，将包括所述自增益发光材料的沟道记为自增益沟道。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，在任一个所述自增益沟道中，所述上转换发光材料与所述下转换发光材料的质量比独立地为1：15至15：1，可选为1：10至10：1。可选地，在任一个所述自增益沟道中，所述上转换发光材料与所述下转换发光材料的质量比独立地为4:6至6:4；进一步可选地，在任一个所述自增益沟道中，所述上转换发光材料与所述下转换发光材料的质量比独立地为1：（0.95~1.05），更进一步可选为1：（0.98~1.02），更进一步可选为1：1。在任一个所述自增益沟道中，所述上转换发光材料与所述下转换发光材料的质量比还可以独立地选自下述任一种比例、还可以独立地选自下述任两种比例构成的区间：1:15、1:12、1:10、1:9、1:8、1:7.5、1:7、1:6、1:5、1:4.5、1:4、1:3.6、1:3.5、1:3、1:2.5、1:2、1:1.5、1:1.05、1:1.02、1:1、1:0.98、1:0.95、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、4.5:1、5:1、6:1、7:1、7.5:1、8:1、9:1、10:1、12:1、15:1等。
可以通过调节上转换发光材料与下转换发光材料的质量比，更好地匹配吸光层可吸收波段，从而更加有效地提高太阳光谱的利用率。
在本申请中，设置于沟道群中的自增益发光材料的组分种类及各组分之间的含量比例可以采用合适的方式进行组合，可以理解，经合适方式组合后仍能实现增益组件输出。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述沟道群中的至少一部分沟道内置有放射性同位素材料。
在本申请中，如无其他说明，“放射性同位素材料”是指能够产生高能射线的同位素材料，其产生的高能射线至少具有如下特性：能够激发吸光层产生电子-空穴对。
通过在沟道群中还设置放射性同位素材料，在发挥自增益发光材料的自增益效果的基础上，一方面，还可以作用于吸光层，利用放射性同位素材料衰变产生的高能射线激发电子-空穴对，增益辐生载流子数量，提高器件电流水平，进而可以提升光电转换效率，再一方面，还可以实现在暗态下发电，拓宽光伏薄膜组件的应用环境，使得光伏薄膜组件可以在暗态下工作。此外，放射性同位素材料产生高能射线具有持续性，使得放射性同位素材料的增益作用具有持续性，可以实现暗态下持续发电。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述沟道群中的至少一部分沟道是多重自增益沟道，所述多重自增益沟道指同时内置有所述自增益发光材料和所述放射性同位素材料的沟道。
在本申请中，如无其他说明，与自增益发光材料共存于同一沟道的“放射性同位素材料”可以具有如下两个特性：
特性1：能够激发吸光层产生电子-空穴对；
特性2：能够激发自增益发光材料产生吸光层可吸收的光子。
在本申请中，如无其他说明，“多重增自益沟道”指指同时内置有自增益发光材料和放射性同位素材料的沟道，该沟道可通过多重机理增益组件输出，因而称为“多重增益沟道”；由于增益机制利用光伏薄膜组件的自身特性，因此，也称为“多重增自益沟道”。在本申请中，如无其他说明，“多重增益沟道”和“多重增自益沟道”可以互换使用。
自增益发光材料和放射性同位素材料可以同时存在于同一个沟道，这样的沟道可称为多重自增益沟道，此时，不仅可以利用自增益发光材料将入射光子转换成吸光层可吸收波段的光子，同时还可以利用放射性同位素材料衰变产生的高能射线增益吸光层中的辐生载流子数量并实现暗态下可持续发电，还可以利用放射性同位素材料产生的高能射线激发自增益发光材料产生吸光层可吸收的光子，实现自增益发光材料与放射性同位素材料的协同增益，此时，可以为光伏薄膜组件提供多重自增益机理，显著提高器件电流水平。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，在任一个所述多重自增益沟道中，所述自增益发光材料与所述放射性同位素材料的质量比可以为1:25至25:1，可选为（0.5~20）:1，进一步可选为（1~20）:1，更进一步可选为（1~5）:1，更进一步可选为（1.5~2.5）:1。在任一个所述多重自增益沟道中，自增益发光材料和放射性同位素材料的质量比还可以选自下述任一种比例、还可以选自下述任两种比例构成的区间：1:20、1:18、1:16、1:15、1:12、1:10、1:9.9、1:9、1:8、1:7.5、1:7、1:6、1:5、1:4.5、1:4、1:3.6、1:3.5、1:3、1:2.5、1:2、1:1.5、1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、4.5:1、5:1、6:1、7:1、7.5:1、8:1、9:1、9.9:1、10:1、12:1、15:1、16:1、18:1、20:1等。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，至少一部分所述多重自增益沟道内的所述自增益发光材料包括上转换发光材料和下转换发光材料，同一个所述多重自增益沟道中的上转换发光材料、下转换发光材料与放射性同位素材料的质量比为（0.1~15）：（0.1~15）：1，可选为（0.5~10）：（0.5~10）：1，进一步可选为（1~10）：（1~10）：1，更进一步可选为（0.5~2）：（0.5~2）：1，更进一步可选为（0.95~1.05）：（0.95~1.05）：1，更进一步可选为（0.98~1.02）：（0.98~1.02）：1，更进一步可选为1：1：1。同一个所述多重自增益沟道中的上转换发光材料、下转换发光材料与放射性同位素材料的质量比还可以选自下述任一种情形：（0.2~15）：（0.2~15）：1。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，至少一部分所述多重自增益沟道内的所述自增益发光材料包括上转换发光材料和放射性同位素材料，同一个所述多重自增益沟道中的上转换发光材料与放射性同位素材料的质量比值为0.1~15，可选为0.5~10，进一步可选为1~10，更进一步可选为0.5~2，更进一步可选为0.95~1.05，更进一步可选为0.98~1.02。同一个所述多重自增益沟道中的上转换发光材料与放射性同位素材料的质量比值还可以选自下述任一种数值或选自下述任两种数值构成的区间：0.1、0.2、0.25、0.3、0.33、0.35、0.4、0.5、0.6、0.7、0.75、0.8、0.9、0.95、0.98、0.99、1、1.01、1.02、1.05、1.1、1.2、1.21、1.25、1.4、1.5、1.6、1.8、2、2.5、3、4、5、6、7、7.5、8、9、10、11、12、13、14、15等。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，至少一部分所述多重自增益沟道内的所述自增益发光材料包括下转换发光材料和放射性同位素材料，同一个所述多重自增益沟道中的下转换发光材料与放射性同位素材料的质量比值为0.1~15，可选为0.5~10，进一步可选为1~10，更进一步可选为0.5~2，更进一步可选为0.95~1.05，更进一步可选为0.98~1.02。同一个所述多重自增益沟道中的下转换发光材料与放射性同位素材料的质量比值还可以选自下述任一种数值或选自下述任两种数值构成的区间：0.1、0.2、0.25、0.3、0.33、0.35、0.4、0.5、0.6、0.7、0.75、0.8、0.9、0.95、0.98、0.99、1、1.01、1.02、1.05、1.1、1.2、1.21、1.25、1.4、1.5、1.6、1.8、2、2.5、3、4、5、6、7、7.5、8、9、10、11、12、13、14、15等。
在本申请中，设置于多重自增益沟道中的组分种类及各组分之间的含量比例可以采用合适的方式进行组合，可以理解，经合适方式组合后仍能实现以前述的多重机理增益组件输出。
通过调节多重自增益沟道中自增益发光材料与放射性同位素材料的质量比在前述的合适范围，有利于更好地实现两种材料之间的协同增益作用，有利于发挥更好的增益效果。
可以在至少一部分多重自增益沟道中同时设置上转换发光材料、下转换发光材料和放射性同位素材料，此时，通过调节三种材料的质量比在前述的合适范围，有利于更好地实现三种材料之间的协同增益作用，有利于发挥更好的多重自增益效果。
对于同时设置上转换发光材料、下转换发光材料和放射性同位素材料的多重自增益沟道，还可以调节多重自增益沟道中自增益发光材料与放射性同位素材料的质量比，从而更好地发挥多重自增益效果。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，至少一部分所述多重自增益沟道内同时置有上转换发光材料、下转换发光材料和放射性同位素材料。进一步地，所述多重自增益沟道还可以满足如下特征中的一个或多个：
在所述多重自增益沟道中，所述上转换发光材料包括NaYGd:Er，所述下转换发光材料包括罗丹明类化合物（可选地，所述下转换发光材料包括四乙基罗丹明和四甲基异硫氰酸罗丹明中的至少一种，进一步可选地，所述下转换发光材料包括四乙基罗丹明），所述放射性同位素材料包括63Ni元素；
位于同一个所述多重自增益沟道内的上转换发光材料、下转换发光材料与放射性同位素材料的质量比为（0.1~15）：（0.1~15）：1，可选为（0.5~10）：（0.5~10）：1，进一步可选为（1~10）：（1~10）：1，更进一步可选为（0.5~2）：（0.5~2）：1，更进一步可选为（0.95~1.05）：（0.95~1.05）：1，更进一步可选为1：1：1，更进一步地，上转换发光材料、下转换发光材料与放射性同位素材料三者中的任两种材料的比例还可参考前述定义。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，在所述多重自增益沟道中，所述上转换发光材料包括NaYGd:Er，所述下转换发光材料包括罗丹明类化合物（可选地，所述下转换发光材料包括四乙基罗丹明和四甲基异硫氰酸罗丹明中的至少一种，进一步可选地，所述下转换发光材料包括四乙基罗丹明），所述放射性同位素材料包括63Ni元素；
位于同一个所述多重自增益沟道内的上转换发光材料、下转换发光材料与放射性同位素材料的质量比为（0.1~15）：（0.1~15）：1，可选为（0.5~10）：（0.5~10）：1，进一步可选为（1~10）：（1~10）：1，更进一步可选为（0.5~2）：（0.5~2）：1，更进一步可选为（0.95~1.05）：（0.95~1.05）：1，更进一步可选为1：1：1，更进一步地，上转换发光材料、下转换发光材料与放射性同位素材料三者中的任两种材料的比例还可参考前述定义。
在本申请中，“NaYGd:Er”是配位作用形成的复合体，NaYGd与Er的摩尔比为1:1。如无其他说明，NaYGd:Er是NaYGd与Er的摩尔比为1:1的配位复合体。
可以在至少一部分多重自增益沟道中同时设置上转换发光材料、下转换发光材料和放射性同位素材料，既可以利用上转换发光材料吸收长波段、低能量的光子并转换成吸光层能够吸收的光波段的光子，还可以利用下转换发光材料吸收短波段、高能量的光子并转换成吸光层能够吸收的光波段的光子，还可以利用放射性同位素材料衰变产生的高能射线激发自增益发光材料产生吸光层可吸收的光子实现协同增益，此外，放射性同位素材料还可作用于吸光层而增益辐生载流子数量，还可实现在暗态下持续发电，此时，不仅可以多维度提高器件电流水平，提升光电转换效率，还可以使光伏薄膜组件在暗态下持续发挥作用。进一步可以从材料种类和含量比例中的一个或两个方面进行调节，从而更好促进上述多重自增益效果的发挥。
非限制性地，所述多重自增益沟道在所述沟道群所有沟道中的数量占比可以为50%~100%，进一步可选为80%~100%，更进一步可以为100%。
非限制性地，所述多重自增益沟道在所述沟道群所有沟道中的体积占比可以为50%~100%，进一步可选为80%~100%，更进一步可以为100%。
可以从沟道数量与沟道体积中的一个或两个方面通过调节多重自增益沟道在沟道群中的量，促进实现更佳的多重自增益效果。
将所述沟道群中分割所述吸光层的沟道记为PX沟道。基于前述任一合适的实施方式，进一步地，至少一部分所述PX沟道内置有自增益功能材料，所述自增益功能材料包括所述自增益发光材料和所述放射性同位素材料中的至少一种。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述沟道群包括PX沟道，所述PX沟道为至少分割所述吸光层的沟道，至少一部分所述PX沟道内置有所述自增益发光材料；
可选地，至少一部分所述PX沟道同时内置有所述自增益发光材料和放射性同位素材料。
至少分割吸光层的PX沟道与吸光层邻接，在PX沟道中设置自增益功能材料时，自增益功能材料提供的光子距离吸光层更近，自增益效果更佳。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述沟道群包括P3沟道，所述P3沟道为分割所述第二电极和所述吸光层的沟道；其中，至少一部分所述P3沟道内置有所述放射性同位素材料；
可选地，至少一部分所述P3沟道同时内置有所述自增益发光材料和放射性同位素材料。
在一些实施方式的光伏薄膜组件中，所述沟道群中各沟道的高度方向对应光伏薄膜组件的厚度方向，可记为第一方向，还可参考图1中的Y方向。所述沟道群中各沟道的宽度方向对应光伏薄膜组件的宽度方向，可记为第二方向，还可参考图1中的X方向。所述沟道群中各沟道的长度方向对应光伏薄膜组件的长度方向，可记为第三方向或Z方向。一些实施方式中，Z方向、X方向和Y方向彼此正交。
可以理解，所述沟道群中各沟道的高度根据其分割的结构层的厚度确定，所述沟道群中各沟道的宽度可根据激光划线工艺调节，所述沟道群中各沟道的长度可根据光伏薄膜组件的长度确定。
通过沟道群中的各沟道，可实现光伏薄膜组件中各子电池的划分与级联。
通过在P3沟道设置自增益发光材料，不仅可以实现自增益发光材料的死区自增益效果，还有利于在光电转换效率、短路电流密度、填充因子和开路电压等方面实现良好的综合器件性能。当P3沟道内置有自增益发光材料和放射性同位素材料时，该P3沟道为前述的多重自增益沟道，还可以在实现前述多重自增益效果的同时，还有利于在光电转换效率、短路电流密度、填充因子和开路电压等方面实现良好的综合器件性能。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，任一个所述P3沟道的宽度独立地为10~20μm。
非限制性地，以沟道数量计，所述P3沟道中的多重自增益沟道占比可以为50%~100%，进一步可选为80%~100%，更进一步可以为100%。
可以通过控制P3沟道中多重自增益沟道的数量以实现更佳的多重自增益效果。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，还提供了一种光伏薄膜组件，其包括依次设置的第一电极、光电转换层和第二电极；所述光电转换层包括吸光层；
所述光伏薄膜组件设置有包括若干沟道的沟道群；所述第一电极、所述光电转换层和所述第二电极分别被所述沟道群分割成若干个子区域，所述光伏薄膜组件被所述沟道群分割成若干个子电池；
所述沟道群中的至少一部分沟道内置有放射性同位素材料。
进一步地，第一电极、光电转换层和第二电极沿第一方面依次设置。
通过在沟道群的沟道区域中设置放射性同位素材料，一方面，可以作用于吸光层，利用放射性同位素材料衰变产生的高能射线激发电子-空穴对，增益辐生载流子数量，提高器件电流水平，可以进而提升光电转换效率，再一方面，可以实现在暗态下发电，拓宽光伏薄膜组件的应用环境，使得光伏薄膜组件可以在暗态下工作。此外，放射性同位素材料产生高能射线具有持续性，使得放射性同位素材料的增益作用具有持续性，可以实现暗态下持续发电。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，作为非限制性示例，所述放射性同位素材料可以包括α型辐射源材料和β型辐射源材料中的一种或多种。作非限制性示例，所述α型辐射源材料可以包括210Po、228Th、235U、238Pu、238PuO2、241Am、242Cm和244Cm，以及包含前述至少一种元素的化合物中的一种或多种元素或物质。作非限制性示例，所述β型辐射源材料可以包括3H2、Ti3H4、14C、35S、63Ni、90Sr、90Sr/90Y、99Tc、106Ru、137Cs、144Ce、147Pm、151Sm和226Ra，以及包含前述至少一种元素的化合物中的一种或多种元素或物质。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述放射性同位素材料至少包括β型辐射源材料。所述β型辐射源材料在所述放射性同位素材料中的质量占比可以为50%~100%，进一步可选为80%~100%。所述β型辐射源材料在所述放射性同位素材料中的质量占比可以为下述任一种百分数、还可以大于等于下述任一种百分数、还可以选自下述任两种百分数构成的区间：30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、70%、80%、90%、95%、96%、98%等；所述β型辐射源材料在所述放射性同位素材料中的质量占比还可以为100%。
在本申请中，设置于沟道群中的放射性同位素材料组分种类及各组分之间的含量比例可以采用合适的方式进行组合，可以理解，经合适方式组合后仍能实现以放射性同位素材料的前述机理增益组件输出。
分布于沟道群的沟道内的放射性同位素材料的种类可以选择前述任意合适的种类，不同种类的放射性同位素材料之间可以进行任意合适的组合，从而更好地匹配吸光层的可吸收波段。其中，α型辐射源材料具有较强的电离能力，可电离出α射线，也即带正电荷的粒子流；β型辐射源材料具有一定的电离能力，可电离出β射线，也即高速电子流，一般认为β射线穿透能力高于α射线。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述沟道群包括PX沟道，所述PX沟道为至少分割所述吸光层的沟道；至少一部分所述PX沟道内置有所述放射性同位素材料。
通过在PX沟道设置放射性同位素材料，距离吸光层更近，更有利于放射性同位素材料的自增益效果的发挥。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述沟道群包括P3沟道，所述P3沟道为分割所述第二电极和所述吸光层的沟道；
至少一部分所述P3沟道内置有所述放射性同位素材料。
通过在P3沟道设置放射性同位素材料，不仅可以实现放射性同位素材料的死区自增益效果，还有利于在光电转换效率、短路电流密度、填充因子和开路电压等方面实现良好的综合器件性能。
通过调节任一个沟道中放射性同位素材料的质量相对于其所在沟道的体积比、放射性同位素材料在沟道群中的质量之和相对于吸光层的质量的比值、放射性同位素材料在沟道群中的质量之和相对于沟道群的体积之和的比值、置有放射性同位素材料的沟道的体积之和相对于沟道群的体积之和的比值中的一种或多种比值，可以调节放射性同位素材料在光伏薄膜组件中的含量。上述参数也可以在制备工艺中通过调节相应前驱液中自增益功能材料的浓度实现。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述吸光层包括钙钛矿物质、硅、铜铟镓硒、碲化镉、铜锌锡硫和砷化镓中的一种或多种半导体材料。
光伏薄膜组件可以采用任意合适的机理将太阳能转换成电能，相应地，吸光层可以使用任意合适的半导体材料。非限制性地，钙钛矿物质、硅、铜铟镓硒、碲化镉、铜锌锡硫和砷化镓等半导体材料的光电转换机理对于本领域技术人员来说是熟知的，这里不再赘述。
在一些实施例中，吸光层中的半导体材料为钙钛矿物质，此时的吸光层也称为钙钛矿层，相应的光伏薄膜组件可称为钙钛矿薄膜组件，相应的太阳能电池可称为钙钛矿电池。
在本申请中，“钙钛矿物质”指具有钙钛矿型晶体结构的物质。
在本申请中，如无其他说明，钙钛矿物质包括钙钛矿型金属卤化物。钙钛矿型金属卤化物的化学式可以为ABX3；其中，A为一价阳离子，B为二价阳离子，X为一价阴离子。
非限制性地，钙钛矿型金属卤化物中的A可以包括Cs+、K+、Rb+、Li+、有机胺阳离子等中的一种或多种。有机胺阳离子可以包括一价胺类阳离子和一价脒基阳离子中的一种或多种。
一价胺类阳离子的非限制性示例如(NR21R22R23R24)+、(R21R22N=CR23R24)+、(R21R22N-C(R25)=NR23R24)+或(R21R22N-C(NR25R26)=R23R24)+，其中，R21、R22、R23、R24、R25和R26各自独立地选自H、C1-20烷基、芳基、取代的C1-20烷基或取代的芳基；其中，C1-20烷基以及取代的C1-20烷基中的“C1-20烷基”各自独立地可选为C1-15烷基，进一步可选为C1-10烷基，更进一步可选为C1-8烷基，更进一步可选为C1-6烷基，更进一步可选为C1-4烷基，更进一步可选为C1-3烷基，更进一步可选为甲基。芳基以及取代的芳基中的“芳基”各自独立地可选为C6-20芳基，进一步可选为C6-12芳基，更进一步可选为C6-10芳基，更进一步可选为苯基或萘基，更进一步可选为苯基。取代的C1-20烷基和取代的芳基中的取代基各自独立地为C1-10烃基，进一步可选为C1-6烷基或C6-10芳基，更进一步可选为甲基或苯基。
一价胺类阳离子的非限制性示例如CH3NH3 +（甲胺、MA+）、铵（NH4 +）。一价脒基阳离子的非限制性示例如NH2CH＝NH2 +（甲脒，可记为FA+）。
非限制性地，钙钛矿型金属卤化物中的B可以包括Pb2+、Sn2+、Fe2+、Mn2+、Ni2+、Ge2+、Co2+和Sb2+中的一种或多种。
非限制性地，钙钛矿型金属卤化物中的B可以包括但不限于如下一种或多种元素的二价阳离子：铅、锡、锌、钛、锑、铋、镍、铁、钴、银、铜、镓、锗、镁、钙、铟、铝、锰、铬、钼和铕等。
非限制性地，钙钛矿型金属卤化物中的X可以包括I-、Br-、Cl-和F-中的一种或多种。
非限制性，钙钛矿型金属卤化物中的X可以包括I-、Br-和Cl-中的一种或多种。
非限制性地，钙钛矿型金属卤化物中的X可以包括I-、Br-中的一种或两种。X可以为I-、Br-或者其组合。在一些实施例中，X为I-。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，“第一电极”和“第二电极”中的一个为透明电极，用于光入射。在一些实施方式中，第一电极为透明电极。
可以理解，第一电极和第二电极中的电极材料各自独立地包括导电材料。导电材料可以为有机导电材料，也可以为无机导电材料，还可以为有机导电材料和无机导电材料的组合。有机导电材料的非限制性示例如导电聚合物，导电聚合物可以包括聚(3,4-乙烯二氧噻吩)（PEDOT）、聚噻吩、聚乙炔等中的一种或多种。无机导电材料的非限制性示例如：透明导电氧化物、金属、碳衍生物等中的一种或多种，透明导电氧化物的非限制性示例可以包括但不限于FTO、ITO、AZO等。
非限制性地，所述透明电极的材料可举例，但不限于以下材料中的一种或多种：FTO（氟掺杂氧化锡）、ITO（锡掺杂氧化铟）、AZO（铝掺杂氧化锌）、BZO（硼掺杂氧化锌）、IZO（氧化铟锌）、IWO（钨掺杂氧化铟）等。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，第二电极包含导电材料，所述导电材料可以为有机导电材料、无机导电材料或者前述二者组合。无机导电材料的非限制性示例如金属导电材料，进一步地，金属导电材料可以包括金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)、镍(Ni)、铬(Cr)、铋(Bi)、铂(Pt)、镁(Mg)等中任一种或其前述元素的任意合适的混合物。该导电材料可以包括导电氧化物，进一步地，导电材料可以为导电氧化物。导电氧化物的非限制性示例可以包括FTO、ITO、IWO、AZO等中的一种或多种。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述光电转换层还包括第一电荷传输层和第二电荷传输层，所述第一电荷传输层位于所述吸光层和所述第一电极之间，所述第二电荷传输层位于所述吸光层和所得第二电极之间；
可选地，所述第一电荷传输层和所述第二电荷传输层中一个为电子传输层，另一个为空穴传输层。
电子传输层，能够抽取并传输电子载流子，并可阻挡自由空穴通过。
空穴传输层，能够抽取并传输空穴载流子，并可阻挡自由电子通过。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述光伏薄膜组件还包括基底层，所述底基层位于所述第一电极背离所述光电转换层的一侧。
本申请实施方式或实施例中涉及的基底层可以为但不限于玻璃基底或柔性基底。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述基底层为柔性基底层。进一步地，基底层的材料可举例如（但不限于）有机聚合物材料，进一步地，基底层的材料可由如下材料中的一种或多种按不同比例混合：包括但不限于聚乙烯醇（PVA）、聚酯（PET）、聚酰亚胺（PI）、聚萘二甲酯乙二醇酯（PEN）、聚二甲基硅氧烷（PDMS）等。
一些实施方式中，提供了图1所示的光伏薄膜组件10，其包括沿Y方向依次设置的基底层200、第一电极400、光电转换层600和第二电极800；所述光电转换层沿Y方向依次包括第一电荷传输层610、吸光层630和第二电荷传输层650，此时，基底层200、第一电极400、第一电荷传输层610、吸光层630、第二电荷传输层650和第二电极800沿Y方向依次层叠。该光伏薄膜组件10设置有沟道群，包括将第一电极400分割的P1沟道、将光电转换层600分割的P2沟道，将光电转换层600和第二电极800一起分割的P3沟道；光伏薄膜组件10中的沟道群将光伏薄膜组件10分割成若干子电池，每个子电池中包括一个P1沟道、一个P2沟道和一个P3沟道，每个子电池中的P1沟道、P2沟道和P3沟道沿X方向依次排列，其中；Y方向与光电转换层600的厚度方向一致，X方向与光电转换层的宽度方向一致，可选地，X方向与Y方向正交。每个子电池包括活性区61和三种沟道包围的第一区域，当第一区域中的至少一个沟道内设置有自增益功能材料时，该第一区域成为自增益死区64。至少一个子电池包括活性区61和自增益死区64。而在传统光伏薄膜组件中，各子电池中的第一区域均为不发电的死区。在图1所示的光伏薄膜组件10中，P1沟道贯穿第一电极400而在两端分别连接基底层200和光电转换层600中的第一电荷传输层610，P2沟道贯穿光电转换层600而在两端分别连接第一电极400和第二电极800，P3沟道连续贯穿光电转换层600和第二电极800而在两端分别连接第一电极400和第二电极800的外侧表面，其中，第二电极的外侧表面指第二电极800背离光电转换层600的一侧表面。
在本申请中，如无其他说明，“层叠”表示被定义的任两个结构层之间相邻设置，两个相邻的结构层可以直接接触；可以理解，允许在复合两个相邻结构层的工艺过程中形成不可避免的过渡层。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，光伏薄膜组件中的第一电荷传输层和第二电荷传输层，一个为电子传输层，另一个为空穴传输层。在一些实施方式中，“第一电荷传输层”和“第二电荷传输层”中的一个为电子传输层，另一个为空穴传输层。在一些实施方式中，第一电荷传输层为电子传输层。在一些实施方式中，第一电荷传输层为空穴传输层。
作为非限制性示例，电子传输层中的电子传输材料可以包括但不限于以下材料及其衍生物中的一种或多种：酰亚胺化合物、醌类化合物、富勒烯及其衍生物、甲氧基三苯胺-氟代甲脒（OMeTPA-FA）、钛酸钙（CaTiO3）、氟化锂（LiF）、氟化钙（CaF2）、聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸（PEDOT:PSS）、聚3-已基噻吩（P3HT）、三蝶烯为核的三苯胺（H101）、3,4-乙烯二氧噻吩-甲氧基三苯胺（EDOT-OMeTPA）、N-(4-苯胺)咔唑-螺双芴（CzPAF-SBF）、聚噻吩、金属氧化物（可记为第一金属氧化物）、氧化硅（SiO2）、钛酸锶（SrTiO3）、钛酸钙、氟化锂、氟化钙、硫氰酸亚铜（CuSCN）等；其中，第一金属氧化物中的金属元素可以包括Mg、Ni、Cd、Zn、In、Pb、Mo、W、Sb、Bi、Cu、Hg、Ti、Ag、Mn、Fe、V、Sn、Zr、Sr、Ga和Cr中的一种或多种。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，电子传输层中的电子传输材料包括酰亚胺类化合物、醌类化合物、富勒烯及其衍生物、金属氧化物、氧化硅、钛酸锶、钛酸钙、氟化锂和氟化钙中的一种或多种。金属氧化物的定义可参阅前文的第一金属氧化物。
作为非限制性示例，空穴传输层中空穴传输材料可以包括但不限于2,2',7,7'-四(N,N-对甲氧苯胺基)-9,9'-螺二芴、甲氧基三苯胺-氟代甲脒、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)：聚苯乙烯磺酸、聚3-已基噻吩、三蝶烯为核的三苯胺、3,4-乙烯二氧噻吩-甲氧基三苯胺、N-(4-苯胺)咔唑-螺双芴、聚噻吩、磷酸基单分子、咔唑基单分子、磺酸基单分子、三苯胺基单分子、芳香基单分子、金属氧化物（可记为第二金属氧化物）和硫氰酸亚铜中的一种或多种，其中，第二金属氧化物中金属元素可以包括Ni、Mo和Cu中的一种或多种。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，空穴传输层中的空穴传输材料可以包括但不限于以下材料及其衍生物中的一种或多种：2,2',7,7'-四[N ,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴（Spiro-OMeTAD）、聚三芳胺（PTAA）、镍氧化物（NiOx）、聚3，4-乙烯二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT：PSS）、WO3等材料可以传输空穴、阻挡电子的材料。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述光伏薄膜组件包括依次设置的如下结构层：基底层（可以为玻璃基底或柔性基底）、第一电极、空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层以及第二电极。其中，柔性基底可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚对萘二甲酸乙二醇酯等中的一种或多种材料。可选地，第一电极为透明电极，用于光入射。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述光伏薄膜组件包括依次设置的如下结构：基底层（玻璃基底或柔性基底）、第一电极、电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层以及第二电极。可选地，第一电极为透明电极，用于光入射。柔性基底的定义可参阅前文。
可以理解，本申请涉及的光伏薄膜组件的结构可以不限于前述列举的结构层。还可以根据需求引入其他的功能层，如缓冲层、插入层等。
以吸光层为钙钛矿层的光伏薄膜组件（也即钙钛矿薄膜组件）为例，在一些实施例中，所述光伏薄膜组件可以设置能级合适的缓冲层，可发挥降低能级势垒、促进能级匹配、提高载流子抽取效率、同时还起到钝化界面缺陷态、保护光吸收层、抑制水分子、氧气对电池氧化分解、提高光电转换效率、改善钙钛矿电池稳定性等作用中的一种或多种。根据缓冲层所处位置的不同，缓冲层的类型可包括空穴传输层与阳极之间的缓冲层、电子传输层与阴极之间的缓冲层、空穴传输层与吸收层之间的缓冲层、电子传输层与吸收层之间的缓冲层四种。能够用于钙钛矿电池中缓冲层的材料可以包括但不限于：Cu2O、NiO、AZO、TiO2等。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，在所述第二电极背离所述光电转换层的一侧表面上设有光增益涂层，所述光增益涂层包括自增益发光材料和放射性同位素材料中的至少一种，所述自增益发光材料能够将入射光子转换成所述吸光层可吸收波段的光子。非限制性地，所述自增益发光材料和所述放射性同位素材料的种类及比例可以参阅上下文中在沟道群的沟道中的种类和比例。
可以在制备好包括第一电极、光电转换层和第二电极的组件、并结束P3划线而形成P3沟道后，向第二电极一侧涂布包括自增益发光材料和放射性同位素材料中的至少一种的自增益功能材料，向P3中装入自增益功能材料的同时，还会在第二电极表面形成光增益涂层；当第二电极为透明电极时，光增益涂层中的自增益功能材料可以通过前述机理实现增益吸光层的作用。
在本申请的第二方面，提供了一种太阳能电池，其包括本申请第一方面所述光伏薄膜组件。
包括前述光伏薄膜组件的太阳能电池可实现优异的光电转换效率。
可以理解，在太阳能电池中，光伏薄膜组件中的第一电极和第二电极，一个作为正极或阴极，另一个作为负极或阳极。其中，正极可收集经由电子传输层传输的电子载流子，负极可收集经由空穴传输层传输的空穴载流子。
在太阳能电池中，光伏薄膜组件中的吸光层受到光照后，根据半导体材料的特性产生电子空穴对，自由电子和自由空穴通过相应传输层以朝着相反的方向传递，使得电子和空穴流动起来，构成外部电流，实现光能向电能的转换。其中，自由电子通过电子传输层向正极传输，自由空穴通过空穴传输层向负极传输，两种自由载流子分别被相应的电极收集，进一步在太阳能电池的电路中形成光电流。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述第一电荷传输层为电子电荷传输层，所述第一电极为阴极，所述第二电荷传输层为空穴传输层，所述第二电极为阳极。在另一些实施方式中，所述第二电荷传输层为电子传输层，所述第二电极为阴极，所述第一电荷传输层为空穴传输层，所述第一电极为阳极。
在一些实施方式中，该太阳能电池为钙钛矿电池，其包括本申请第一方面所述的光伏薄膜组件，所述光伏薄膜组件中的吸光层为钙钛矿层，此时的光伏薄膜组件为钙钛矿薄膜组件。
钙钛矿电池工作时，吸光层受到光照后，内部电子获得能量并挣脱吸光层的束缚而形成带负电的电子载流子，同时形成带正电的空穴载流子，从而得到电子空穴对，自由电子和自由空穴通过相应传输层以朝着相反的方向传递，使得电子和空穴流动起来，构成外部电流，实现光能向电能的转换。进一步地，钙钛矿层吸收光子后，受激产生电子空穴对，电子空穴对进一步解离形成带相反电荷的自由载流子，其中的自由电子通过电子传输层向正极传输，自由空穴通过空穴传输层向负极传输，两种自由载流子分别被相应的电极收集，进一步在钙钛矿电池的电路中形成光电流。
可以理解，所述钙钛矿电池包括两个电极。这两个电极中的一个作为正极，可收集经由电子传输层传输的电子载流子，另一个作为负极，可收集经由空穴传输层传输的空穴载流子。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述钙钛矿电池为反式p-i-n电池和正式n-i-p电池中的任一种。
本申请提供的钙钛矿电池可以包括正式和反式。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地的一些实施方式中，对于正式，所述钙钛矿电池包括透明电极以及依次层叠于透明电极之上的电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层和第二电极层。透明电极作为第一电极。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地的一些实施方式中，对于反式，所述钙钛矿电池包括透明电极以及依次层叠于透明电极之上的空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层和第二电极层。其中透明电极用于光入射。透明电极作为第一电极。
所太阳能电池的规格没有特别限制，以钙钛矿电池为例。可以为，但不限于，300mm×300mm。
在本申请的第三方面，提供了一种用电装置，其特征在于，包括本申请第一方面所述光伏薄膜组件和本申请第二方面所述太阳能电池中的至少一种。
包括前述光伏薄膜组件的太阳能电池及含有其的太阳能电池中的至少一种的用电装置，可实现优异的光电转换效率。
在其中一些实施例中，上述太阳能电池可以用作用电装置的发电器件。发电装置的类型可以包括但不限于集成式发电。发电装置的位置可以包括但不限于汽车的车顶、背板等位置。
进一步地，上述用电装置可以包括移动设备，例如手机、笔记本电脑等，电动车辆、电气列车、船舶及卫星、发电系统等，但不限于此。
图2是作为一个示例的用电装置。该用电装置20为汽车，进一步可以为纯电动车、混合动力电动车、或插电式混合动力电动车等。
作为另一个示例的用电装置可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、计算器等。
作为另一个示例的用电装置可以是可穿戴式设备，如手表等。
在本申请的第四方面，提供了一种光伏薄膜组件的制备方法，其包括沿第一方向依次设置的第一电极、光电转换层和第二电极；所述光电转换层包括吸光层；所述第一方向与所述光电转换层的厚度方向一致；
所述光伏薄膜组件设置有包括若干沟道的沟道群；所述第一电极、所述光电转换层和所述第二电极分别被所述沟道群分割成若干个子区域，所述光伏薄膜组件被所述沟道群分割成若干个子电池；
所述的制备方法包括如下步骤：向所述沟道群的至少一部分沟道中装入自增益功能材料，其中，所述自增益功能材料包括自增益发光材料和放射性同位素材料中的至少一种，所述自增益发光材料能够将光子转换成所述吸光层可吸收波段的光子。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，向所述沟道群的至少一部分沟道中装入自增益功能材料采用包括如下步骤的方法实现：向所述沟道群的至少一部分沟道中注入所述自增益功能材料的前驱液M，干燥。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，向所述沟道群的至少一部分PX沟道中装入自增益功能材料采用包括如下步骤的方法实现：向所述沟道群的至少一部分PX沟道中注入所述自增益功能材料的前驱液M，干燥。其中，PX沟道的定义与前述一致。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述沟道群包括P3沟道，所述P3沟道分割所述第二电极和所述吸光层的沟道；
向所述沟道群的至少一部分沟道中装入自增益功能材料采用包括如下步骤的方法实现：在所述第二电极背离所述光电转换层的一侧表面上涂覆含有所述自增益功能材料的前驱液M，干燥。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述自增益功能材料在所述前驱液M中的质量百分浓度≥0.1%，可选为0.1%~20%，进一步可选为0.5~15%，更进一步可选为1~10%。所述自增益功能材料在所述前驱液M中的质量百分浓度还可以选自下述任一种百分数，或者选自下述任两种百分数构成的区间：0.1%、0.2%、0.25%、0.3%、0.36%、0.4%、0.5%、0.6%、0.64%、0.8%、0.81%、0.9%、1%、1.2%、1.21%、1.25%、1.5%、1.6%、1.8%、2%、2.4%、2.5%、2.6%、3%、3.2%、3.5%、3.6%、4%、4.5%、4.9%、5%、5.4%、5.5%、5.6%、6%、6.4%、6.5%、7%、7.5%、8%、9%、10%、12%、14%、15%、16%、18%、20%等。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述自增益发光材料在所述前驱液M中的质量百分浓度≥0.1%，可选为0.1%~20%，进一步可选为0.5~15%，更进一步可选为1~10%。所述自增益发光材料在所述前驱液M中的质量百分浓度还可以选自下述任一种百分数，或者选自下述任两种百分数构成的区间：0.1%、0.2%、0.25%、0.3%、0.36%、0.4%、0.5%、0.6%、0.64%、0.8%、0.81%、0.9%、1%、1.2%、1.21%、1.25%、1.5%、1.6%、1.8%、2%、2.4%、2.5%、2.6%、3%、3.2%、3.5%、3.6%、4%、4.5%、4.9%、5%、5.4%、5.5%、5.6%、6%、6.4%、6.5%、7%、7.5%、8%、9%、10%、12%、14%、15%、16%、18%、20%等。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述放射性同位素材料在所述前驱液M中的质量百分浓度≥0.1%，可选为0.1%~20%，进一步可选为0.5~15%，更进一步可选为1~10%。所述放射性同位素材料在所述前驱液M中的质量百分浓度还可以选自下述任一种百分数，或者选自下述任两种百分数构成的区间：0.1%、0.2%、0.25%、0.3%、0.36%、0.4%、0.5%、0.6%、0.64%、0.8%、0.81%、0.9%、1%、1.2%、1.21%、1.25%、1.5%、1.6%、1.8%、2%、2.4%、2.5%、2.6%、3%、3.2%、3.5%、3.6%、4%、4.5%、4.9%、5%、5.4%、5.5%、5.6%、6%、6.4%、6.5%、7%、7.5%、8%、9%、10%、12%、14%、15%、16%、18%、20%等。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述的制备方法满足如下特征中的至少一项：
所述自增益功能材料在所述前驱液M中的质量百分浓度≥0.1%，可选为0.1%~20%，进一步可选为0.5~15%，更进一步可选为1~10%；
所述自增益发光材料在所述前驱液M中的质量百分浓度≥0.1%，可选为0.1%~20%，进一步可选为0.5~15%，更进一步可选为1~10%；
所述放射性同位素材料在所述前驱液M中的质量百分浓度≥0.1%，可选为0.1%~20%，进一步可选为0.5~15%，更进一步可选为1~10%。
可以在完成相应沟道的划线工艺后，向沟道中装入自增益功能材料。作为示例，在光电转换层背离第一电极的一侧层叠第二电极、并完成P3沟道的划线工艺后，可以在第二电极背离光电转换层的一侧表面上涂覆含有自增益功能材料的前驱液M，干燥，此时，可以在P3沟道内引入自增益功能材料，还可能在第二电极表面形成包含自增益功能材料的光增益涂层；进一步地，当第二电极为透明电极时，光增益涂层中的自增益功能材料可以通过前述机理实现增益吸光层的作用。基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，在所述前驱液M中，所述自增益发光材料与所述放射性同位素材料的质量比可以为1:25至25:1，可选为（0.5~20）:1，进一步可选为（1~20）:1，更进一步可选为（1~5）:1，更进一步可选为（1.5~2.5）:1。在所述前驱液M中，自增益发光材料和放射性同位素材料的质量比还可以选自下述任一种比例、还可以选自下述任两种比例构成的区间：1:20、1:18、1:16、1:15、1:12、1:10、1:9.9、1:9、1:8、1:7.5、1:7、1:6、1:5、1:4.5、1:4、1:3.6、1:3.5、1:3、1:2.5、1:2、1:1.5、1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、4.5:1、5:1、6:1、7:1、7.5:1、8:1、9:1、9.9:1、10:1、12:1、15:1、16:1、18:1、20:1等。
所述自增益发光材料可以包括上转换发光材料和下转换发光材料中一种或多种。在一些实施例中，所述自增益发光材料可以包括上转换发光材料和下转换发光材料。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，在所述前驱液M中，上转换发光材料、下转换发光材料与放射性同位素材料的质量比为（0.1~15）：（0.1~15）：1，可选为（0.5~10）：（0.5~10）：1，进一步可选为（1~10）：（1~10）：1，更进一步可选为（0.5~2）：（0.5~2）：1，更进一步可选为（0.95~1.05）：（0.95~1.05）：1，更进一步可选为（0.98~1.02）：（0.95~1.05）：1，更进一步可选为1：1：1。在所述前驱液M中，上转换发光材料、下转换发光材料与放射性同位素材料的质量比还可以选自下述任一种情形：（0.2~15）：（0.2~15）：1。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，在所述前驱液M中，所述自增益发光材料包括上转换发光材料和放射性同位素材料，上转换发光材料与放射性同位素材料的质量比值为0.1~15，可选为0.5~10，进一步可选为1~10，更进一步可选为0.5~2，更进一步可选为0.95~1.05，更进一步可选为0.98~1.02。在所述前驱液M中，上转换发光材料与放射性同位素材料的质量比值还可以选自下述任一种数值或选自下述任两种数值构成的区间：0.1、0.2、0.25、0.3、0.33、0.35、0.4、0.5、0.6、0.7、0.75、0.8、0.9、0.95、0.98、0.99、1、1.01、1.02、1.05、1.1、1.2、1.21、1.25、1.4、1.5、1.6、1.8、2、2.5、3、4、5、6、7、7.5、8、9、10、11、12、13、14、15等。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，在所述前驱液M中，所述自增益发光材料包括下转换发光材料和放射性同位素材料，下转换发光材料与放射性同位素材料的质量比值为0.1~15，可选为0.5~10，进一步可选为1~10，更进一步可选为0.5~2，更进一步可选为0.95~1.05，更进一步可选为0.98~1.02。在所述前驱液M中，下转换发光材料与放射性同位素材料的质量比值还可以选自下述任一种数值或选自下述任两种数值构成的区间：0.1、0.2、0.25、0.3、0.33、0.35、0.4、0.5、0.6、0.7、0.75、0.8、0.9、0.95、0.98、0.99、1、1.01、1.02、1.05、1.1、1.2、1.21、1.25、1.4、1.5、1.6、1.8、2、2.5、3、4、5、6、7、7.5、8、9、10、11、12、13、14、15等。
在本申请中，所述前驱液M中的组分种类及各组分之间的含量比例可以采用合适的方式进行组合，可以理解，经合适方式组合后仍能实现以前述的多重机理增益组件输出。
非限制性地，在所述前驱液M中，所述前驱液M可以包括上转换发光材料、下转换发光材料和放射性同位素材料，此时，通过调节三种材料的质量比在前述的合适范围，有利于更好地实现三种材料之间的协同增益作用，有利于发挥更好的多重自增益效果。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，所述前驱液M包括上转换发光材料、下转换发光材料和放射性同位素材料。进一步地，所述前驱液M还可以满足如下特征中的一个或多个：
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，在所述前驱液M中，所述上转换发光材料包括NaYGd:Er，所述下转换发光材料包括四乙基罗丹明，所述放射性同位素材料包括63Ni元素；
在所述前驱液M中，上转换发光材料、下转换发光材料与放射性同位素材料的质量比为（0.1~15）：（0.1~15）：1，可选为（0.5~10）：（0.5~10）：1，进一步可选为（1~10）：（1~10）：1，更进一步可选为（0.5~2）：（0.5~2）：1，更进一步可选为（0.95~1.05）：（0.95~1.05）：1，更进一步可选为（0.98~1.02）：（0.98~1.02）：1，更进一步可选为1：1：1，更进一步地，上转换发光材料、下转换发光材料与放射性同位素材料三者中的任两种材料的比例还可参考前述定义。
基于本申请中任一合适的实施方式，进一步地，制备得到本申请第一方面所述的光伏薄膜组件。
所述光伏薄膜组件中的各结构层可以采用包括但不限于下述方式中的一种或多种制备：化学浴沉积法、电化学沉积法、化学气相沉积法、物理外延生长法、热蒸镀共蒸法、原子层沉积法、磁控溅射法、前驱液旋涂法、前驱液狭缝涂布法、前驱液刮涂法、机械压合法等。可以根据各结构层的材料性质选择合适的方式与相邻结构层层叠在一起。在一些实施方式中，所述光伏薄膜组件中的各结构层可以采用包括但不限于下述方式中的一种或多种制备：热蒸镀法、前驱液涂布法等，其中，前驱液涂布法可以为前驱液旋涂法。
在本申请的第五方面，提供一种应用，该应用为本申请第一方面所述光伏薄膜组件在光伏发电中的应用，或本申请第二方面所述太阳能电池在光伏发电中的应用，或本申请第三方面所述用电装置在光伏发电中的应用，或本申请第四方面所述的制备方法制备得到的光伏薄膜组件在光伏发电中的应用。
以下，说明本申请的一些实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。实施例中未注明技术或条件的，按照上文中的描述进行，或者按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品，或者可通过市购产品按照常规方式合成。
下面的实施例中，室温是指20 °C ～ 30 °C，进一步地，可以为25 °C。
下述的具体实施例中，涉及原料组分的量度参数，如无特别说明，可能存在称量精度范围内的细微偏差。涉及温度和时间参数，允许仪器测试精度或操作精度导致的可接受的偏差。
原料来源：
NaYGd:Er纳米胶体经市购获得，其中，NaYGd与Er的摩尔比为1:1。
实施例1. 在P3沟道中引入自增益功能材料
制备衬底与P1划线：对30cm×30cm的FTO导电玻璃使用红外激光刻蚀P1空沟道，宽度30μm，分割成44个子电池；将刻蚀后的导电玻璃表面依次用丙酮、异丙醇、去离子水清洗并烘干，将FTO层作为第一电极，基底层为玻璃基底。
制备第一电荷传输层（空穴传输层）：使用磁控溅射方法在第一电极的FTO层表面沉积氧化镍，厚度约为15 nm。
制备吸光层：采用狭缝涂布方法在氧化镍表面涂覆一层钙钛矿前驱液，150℃退火10min，形成钙钛矿层，钙钛矿层厚度约为500 nm。钙钛矿前驱液中的钙钛矿金属卤化物为FAPbI3。
制备第二电荷传输层（电子传输层）：将上述具有吸光层的器件放入真空热蒸镀设备中，抽真空至4×10-4 Pa，沉积30 nm C60和8nm BCP（浴铜灵）。
P2划线和制备第二电极：使用激光刻蚀P2空沟道，宽度为150 μm，深至FTO层表面（也即贯穿第二电荷传输层、吸光层及第一电荷传输层），P2空沟道与P1空沟道的间隔为20μm；然后抽真空至4×10-4 Pa后继续热沉积一层Ag，厚度约为80 nm，形成第二电极。此时，P2沟道的两端分别连接第一电极和第二电极。
P3划线和制备P3型自增益沟道：皮秒绿光激光刻蚀P3空沟道，P3空沟道的宽度为15μm，深至FTO层表面，P3空沟道与P2空沟道的间隔为20 μm，三种类型刻蚀线的位置依次为P1/P2/P3。制备包含自增益功能材料的前驱液：5 wt% NaYGd:Er纳米胶体、5wt%四乙基罗丹明与5 wt%的63NiClx（x≥2）的混合IPA溶液，溶剂为异丙醇（IPA）；将前驱液涂覆在第二电极一侧表面，空气条件下干燥，从而将P3空沟道转变成自增益沟道，而且为具有多重自增益机理的多重自增益沟道。
清边：然后在组件使用红外清边，即在组件的两侧各刻蚀10 mm。
由此得到实施例1的光伏薄膜组件和太阳能电池。
本例中，“约”表示±1nm。
实施例2~18采用与实施例1基本相同的方法，区别在于：制备包含自增益功能材料的前驱液中前驱液组分不同。可参阅表1。
实施例
采用与实施例1基本相同的方法，区别在于：制备包含自增益功能材料的前驱液中前驱液组分不同。
本例中，前驱液为5wt%的NaYGd:Er纳米胶体、5wt%四乙基罗丹明的IPA溶液。
由此得到实施例2的光伏薄膜组件和太阳能电池。
实施例
采用与实施例1基本相同的方法，区别在于：制备包含自增益功能材料的前驱液中前驱液组分不同。
本例中，前驱液为5 wt%的63NiClx的IPA溶液。
由此得到实施例3的光伏薄膜组件和太阳能电池。
实施例19. 在吸光层中设置不同的半导体材料
采用与实施例1基本相同的方法，区别在于吸光层的制备步骤不同：将器件放入真空热蒸镀设备中，抽真空至4×10-4 Pa，沉积5μm碲化镉，得到吸光层。
实施例20. 在吸光层中设置不同的半导体材料
采用与实施例1基本相同的方法，区别在于吸光层的制备步骤不同：将器件放入真空热蒸镀设备中，抽真空至4×10-4 Pa，采用共沉积方法制备8μm铜铟镓硒，得到吸光层。
对比例1. 各沟道中均不设置自增益功能材料
采用与实施例1基本相同的方法，区别在于省略制备P3型自增益沟道的步骤。
制备衬底与P1划线：对30cm×30cm的FTO导电玻璃使用红外激光刻蚀P1空沟道，宽度30μm，分割成44个子电池；将刻蚀后的导电玻璃表面依次用丙酮、异丙醇、去离子水清洗并烘干，将FTO层作为第一电极，基底层为玻璃基底。
制备第一电荷传输层（空穴传输层）：使用磁控溅射方法在第一电极的FTO层表面沉积氧化镍，厚度约为15 nm。
制备吸光层：采用狭缝涂布方法在氧化镍表面涂覆一层钙钛矿前驱液，150℃退火10min，形成钙钛矿层，钙钛矿层厚度约为500 nm。钙钛矿前驱液中的钙钛矿金属卤化物为FAPbI3，其中Pb元素的摩尔浓度为2mol/L。
制备第二电荷传输层（电子传输层）：将上述具有吸光层的器件放入真空热蒸镀设备中，抽真空至4×10-4 Pa，沉积30 nm C60和8nm BCP（浴铜灵）。
P2划线和制备第二电极：使用激光刻蚀P2空沟道，宽度为150 μm，深至FTO层表面（也即贯穿第二电荷传输层、吸光层及第一电荷传输层），P2空沟道与P1空沟道的间隔为20μm；然后抽真空至4×10-4 Pa后继续热沉积一层Ag，厚度约为80 nm，形成第二电极。此时，P2沟道的两端分别连接第一电极和第二电极。
P3划线：皮秒绿光激光刻蚀P3空沟道，P3空沟道的宽度为15μm，深至FTO层表面，P3空沟道与P2空沟道的间隔为20 μm，三种类型刻蚀线的位置依次为P1/P2/P3。
清边：然后在组件使用红外清边，即在组件的两侧各刻蚀10 mm。
由此得到实施例1的光伏薄膜组件和太阳能电池。
本对比例中，“约”表示±1nm。
对比例2-6. 在吸光层中掺杂相同种类的自增益功能材料
对比例2-6，分别相比于实施例1、7、8、14、10，省略制备P3型自增益沟道的步骤，替换性地，并在制备吸光层的钙钛矿前驱液添加相同浓度的自增益功能材料。
以对比例2为例：采用与实施例1基本相同的方法，区别在于：省略制备P3型自增益沟道的步骤，并在吸光层中掺杂实施例1中的自增益功能材料。
制备掺杂钙钛矿前驱液：在制备吸光层的钙钛矿前驱液中添加5 wt% NaYGd:Er纳米胶体、5wt%四乙基罗丹明与5 wt%的63NiClx，制得掺杂钙钛矿前驱液2。
制备吸光层：采用狭缝涂布方法在氧化镍表面涂覆一层掺杂钙钛矿前驱液，150℃退火10min，形成掺杂钙钛矿层，掺杂钙钛矿层厚度约为500 nm。
对比例3：采用与实施例7基本相同的方法，区别在于：省略制备P3型自增益沟道的步骤，并在吸光层中掺杂实施例7中的自增益功能材料。
制备掺杂钙钛矿前驱液：在制备吸光层的钙钛矿前驱液中添加5 wt% NaYGd:Er纳米胶体，制得掺杂钙钛矿前驱液。
对比例4：采用与实施例8基本相同的方法，区别在于：省略制备P3型自增益沟道的步骤，并在吸光层中掺杂实施例8中的自增益功能材料。
制备掺杂钙钛矿前驱液：在制备吸光层的钙钛矿前驱液中添加5wt%四乙基罗丹明，制得掺杂钙钛矿前驱液。
对比例5：采用与实施例14基本相同的方法，区别在于：省略制备P3型自增益沟道的步骤，并在吸光层中掺杂实施例14中的自增益功能材料。
制备掺杂钙钛矿前驱液：在制备吸光层的钙钛矿前驱液中添加5 wt%的63NiClx，制得掺杂钙钛矿前驱液。
对比例6：采用与实施例10基本相同的方法，区别在于：省略制备P3型自增益沟道的步骤，并在吸光层中掺杂实施例10中的自增益功能材料。
制备掺杂钙钛矿前驱液：在制备吸光层的钙钛矿前驱液中添加10wt%的 NaYGd:Er纳米胶体、1wt%四乙基罗丹明与1 wt%的63NiClx，制得掺杂钙钛矿前驱液。
对比例7、8：采用与实施例19、20基本相同的方法，区别在于省略制备P3型自增益沟道的步骤。
表1. 含自增益功能材料的前驱液的组成
性能测试与分析
测试对象：各实施例和对比例制备的光伏薄膜组件（或记为太阳能电池）。
组件性能测试：
大气环境下，太阳光模拟光源使用AM1.5G标准光源，使用四通道数字源表（Keithley 2440）测量光源照射下电池的伏安特性曲线，得到电池的开路电压Voc、短路电流密度Jsc、填充因子FF（Fill Factor），由此计算太阳能电池的光电转换效率Eff（Efficiency）。
光电转换效率如下计算：Eff = Pout/Popt
= Voc×Jsc×(Vmpp×Jmpp)/(Voc×Jsc)
= Voc×Jsc×FF
其中，Pout、Popt、Vmpp、Jmpp分别为电池工作输出功率、入射光功率、电池最大功率点电压及最大功率点电流。
测试分析结果如表2所示。
测试结果分析：
相比于未在沟道群中添加自增益功能材料的对比例1，实施例1~18中吸光层半导体材料采用钙钛矿制备的太阳能电池的光电转换效率及短路电流密度均明显提升。另外，实施例19中吸光层半导体材料采用碲化镉制备的太阳能电池的光电转换效率及短路电流密度相对于对比例7显著提升，实施例20中吸光层半导体材料采用碲化镉制备的太阳能电池的光电转换效率及短路电流密度相对于对比例8显著提升。
相对于实施例1、7、8、14、10，将相应的自增益材料以相同的浓度添加到吸光层中，而不在沟道群中添加自增益功能材料，相应的对比例2~6的光电转换效率及短路电流密度、填充因子均下降。
表2.
上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以相互参考，为了简洁，本文不再赘述。
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。
需要说明的是，本申请不限定于上述实施方式。上述实施方式仅为示例，在本申请的技术方案范围内具有与技术思想实质相同的构成、发挥相同作用效果的实施方式均包含在本申请的技术范围内。以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为详细，但并不能因此而理解为对专利范围的限制。此外，在不脱离本申请主旨的范围内，对实施方式施加本领域技术人员能够想到的各种变形、将实施方式中的一部分构成要素加以组合而构筑的其它方式也包含在本申请的范围内。

Claims (38)

1.一种光伏薄膜组件，其特征在于，包括依次设置的第一电极、光电转换层和第二电极；所述光电转换层包括吸光层；
所述光伏薄膜组件设置有包括若干沟道的沟道群；所述第一电极、所述光电转换层和所述第二电极分别被所述沟道群分割成若干个子区域，所述光伏薄膜组件被所述沟道群分割成若干个子电池；
所述沟道群中的至少一部分沟道内置有自增益发光材料，所述自增益发光材料能够将入射光子转换成所述吸光层可吸收波段的光子。
2.根据权利要求1所述的光伏薄膜组件，其特征在于，所述自增益发光材料包括上转换发光材料和下转换发光材料中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的光伏薄膜组件，其特征在于，所述自增益发光材料满足如下特征中的一个或多个：
所述上转换发光材料包括下述上转换发光材料中的一种或多种：NaLuF4、NaGdF4、NaYbF4、NaYGd、NaYLu、NaYNd、NaGd(WO4)2、LiErF4、BaYF5、BaLuF5、BaGdF5、BaYb2F8、CaS、LiLa(MoO4)2、Gd2O3、ZrYO、YAIO、CaWO4及4CzIPN、硫杂蒽酮和三苯胺，前述任一种材料掺杂稀土元素构成的改性材料，以及前述任一种材料衍生而成的上转换发光材料；其中，所述稀土元素包括Yb、Er、Tm、Eu、Sm、Bi和Ho中的一种或多种；
所述下转换发光材料包括荧光材料和磷光材料中的一种或多种；所述荧光材料包括下述下转换发光材料中的一种或多种：核黄素、异硫氰酸荧光素、罗丹明类化合物、藻红蛋白、铱配合物、稀土元素配合物、聚芴类化合物、香豆素类化合物、萘酰亚胺类化合物、三并苯或更高级并苯类化合物、荧光素类化合物、氟硼二吡咯类化合物、试卤灵类化合物、吡唑啉类化合物、三苯胺类化合物、咔唑类化合物、绿色荧光蛋白、二胺类荧光化合物、钙钛矿发光纳米材料、热活化延迟荧光类化合物和三价稀土镧系元素的螯合物，任一种前述化合物衍生而成的荧光材料，以及前述化合物共聚而成的荧光材料；所述更高级并苯类化合物指具有至少4个苯环稠合而成的稠合环的并苯类化合物；所述磷光材料包括基质和激活剂，所述基质包括基于第Ⅱ族金属的硫化物、氧化物、硒化物、氟化物、磷酸盐、硅酸盐和钨酸盐中的一种或多种，所述激活剂包括重金属，所述重金属包括Au、Cu、Mn、Ag、Bi、Pb和稀土金属中的一种或多种；
所述自增益发光材料包括上转换发光材料和下转换发光材料。
4.根据权利要求2所述的光伏薄膜组件，其特征在于，将包括所述自增益发光材料的沟道记为自增益沟道；
在任一个所述自增益沟道中，所述上转换发光材料与所述下转换发光材料的质量比独立地为1：15至15：1。
5.根据权利要求4所述的光伏薄膜组件，其特征在于，在任一个所述自增益沟道中，所述上转换发光材料与所述下转换发光材料的质量比独立地为4:6至6:4。
6.根据权利要求4所述的光伏薄膜组件，其特征在于，在任一个所述自增益沟道中，所述上转换发光材料与所述下转换发光材料的质量比独立地为1：（0.95~1.05）。
7.根据权利要求1所述的光伏薄膜组件，其特征在于，所述沟道群中的至少一部分沟道内置有放射性同位素材料。
8.根据权利要求7所述的光伏薄膜组件，其特征在于，所述沟道群中的至少一部分沟道是多重自增益沟道，所述多重自增益沟道指同时内置有所述自增益发光材料和所述放射性同位素材料的沟道。
9.根据权利要求8所述的光伏薄膜组件，其特征在于，满足如下特征中的一个或多个：
在任一个所述多重自增益沟道中，所述自增益发光材料与所述放射性同位素材料的质量比为1:25至25:1；
至少一部分所述多重自增益沟道内的所述自增益发光材料包括上转换发光材料和下转换发光材料，同一个所述多重自增益沟道中的上转换发光材料、下转换发光材料与放射性同位素材料的质量比为（0.1~15）：（0.1~15）：1。
10.根据权利要求9所述的光伏薄膜组件，其特征在于，满足如下特征中的一个或多个：
在任一个所述多重自增益沟道中，所述自增益发光材料与所述放射性同位素材料的质量比为（0.5~20）:1；
至少一部分所述多重自增益沟道内的所述自增益发光材料包括上转换发光材料和下转换发光材料，同一个所述多重自增益沟道中的上转换发光材料、下转换发光材料与放射性同位素材料的质量比为（0.5~10）：（0.5~10）：1。
11.根据权利要求9所述的光伏薄膜组件，其特征在于，满足如下特征中的一个或多个：
在任一个所述多重自增益沟道中，所述自增益发光材料与所述放射性同位素材料的质量比为（1~5）:1；
至少一部分所述多重自增益沟道内的所述自增益发光材料包括上转换发光材料和下转换发光材料，同一个所述多重自增益沟道中的上转换发光材料、下转换发光材料与放射性同位素材料的质量比为（1~10）：（1~10）：1。
12.根据权利要求9所述的光伏薄膜组件，其特征在于，满足如下特征中的一个或多个：
在任一个所述多重自增益沟道中，所述自增益发光材料与所述放射性同位素材料的质量比为（1.5~2.5）:1；
至少一部分所述多重自增益沟道内的所述自增益发光材料包括上转换发光材料和下转换发光材料，同一个所述多重自增益沟道中的上转换发光材料、下转换发光材料与放射性同位素材料的质量比为（0.95~1.05）：（0.95~1.05）：1。
13.根据权利要求8所述的光伏薄膜组件，其特征在于，至少一部分所述多重自增益沟道内同时置有上转换发光材料、下转换发光材料和放射性同位素材料；
所述多重自增益沟道还满足如下特征中的一个或多个：
在所述多重自增益沟道中，所述上转换发光材料包括NaYGd:Er，所述下转换发光材料包括罗丹明类化合物，所述放射性同位素材料包括63Ni元素；其中，NaYGd:Er是NaYGd与Er的摩尔比为1:1的配位复合体；
位于同一个所述多重自增益沟道内的上转换发光材料、下转换发光材料与放射性同位素材料的质量比为（0.1~15）：（0.1~15）：1。
14.根据权利要求13所述的光伏薄膜组件，其特征在于，
在所述多重自增益沟道中，所述上转换发光材料包括NaYGd:Er，所述下转换发光材料包括四乙基罗丹明和四甲基异硫氰酸罗丹明中的至少一种，所述放射性同位素材料包括63Ni元素；
位于同一个所述多重自增益沟道内的上转换发光材料、下转换发光材料与放射性同位素材料的质量比为（0.5~10）：（0.5~10）：1。
15.根据权利要求14所述的光伏薄膜组件，其特征在于，位于同一个所述多重自增益沟道内的上转换发光材料、下转换发光材料与放射性同位素材料的质量比为（0.95~1.05）：（0.95~1.05）：1。
16.根据权利要求1所述的光伏薄膜组件，其特征在于，所述沟道群包括PX沟道，所述PX沟道为至少分割所述吸光层的沟道，至少一部分所述PX沟道内置有所述自增益发光材料。
17.根据权利要求16所述的光伏薄膜组件，其特征在于，至少一部分所述PX沟道同时内置有所述自增益发光材料和放射性同位素材料。
18.根据权利要求1所述的光伏薄膜组件，其特征在于，所述沟道群包括P3沟道，所述P3沟道为分割所述第二电极和所述吸光层的沟道；其中，至少一部分所述P3沟道内置有所述自增益发光材料。
19.根据权利要求18所述的光伏薄膜组件，其特征在于，至少一部分所述P3沟道同时内置有所述自增益发光材料和放射性同位素材料。
20.一种光伏薄膜组件，其特征在于，包括依次设置的第一电极、光电转换层和第二电极；所述光电转换层包括吸光层；
所述光伏薄膜组件设置有包括若干沟道的沟道群；所述第一电极、所述光电转换层和所述第二电极分别被所述沟道群分割成若干个子区域，所述光伏薄膜组件被所述沟道群分割成若干个子电池；
所述沟道群中的至少一部分沟道内置有放射性同位素材料。
21.根据权利要求7~15、17、19、20中任一项所述的光伏薄膜组件，其特征在于，所述放射性同位素材料包括α型辐射源材料和β型辐射源材料中的一种或多种；
所述放射性同位素材料满足如下特征中的一个或多个：
所述α型辐射源材料包括210Po、228Th、235U、238Pu、238PuO2、241Am、242Cm和244Cm，以及包含前述至少一种元素的化合物中的一种或多种元素或物质；
所述β型辐射源材料包括3H2、Ti3H4、14C、35S、63Ni、90Sr、90Sr/90Y、99Tc、106Ru、137Cs、144Ce、147Pm、151Sm和226Ra，以及包含前述至少一种元素的化合物中的一种或多种元素或物质；
所述放射性同位素材料至少包括β型辐射源材料。
22.根据权利要求21所述的光伏薄膜组件，其特征在于，所述β型辐射源材料在所述放射性同位素材料中的质量占比为50%~100%。
23.根据权利要求21所述的光伏薄膜组件，其特征在于，所述β型辐射源材料在所述放射性同位素材料中的质量占比为80%~100%。
24.根据权利要求7~15、19、20中任一项所述的光伏薄膜组件，其特征在于，所述沟道群包括PX沟道，所述PX沟道为至少分割所述吸光层的沟道；至少一部分所述PX沟道内置有所述放射性同位素材料。
25.根据权利要求7~15、20中任一项所述的光伏薄膜组件，其特征在于，所述沟道群包括P3沟道，所述P3沟道为分割所述第二电极和所述吸光层的沟道；至少一部分所述P3沟道内置有所述放射性同位素材料。
26.根据权利要求1~20中任一项所述的光伏薄膜组件，其特征在于，所述吸光层包括钙钛矿物质、硅、铜铟镓硒、碲化镉、铜锌锡硫和砷化镓中的一种或多种半导体材料。
27.根据权利要求1~20中任一项所述的光伏薄膜组件，其特征在于，所述光电转换层还包括第一电荷传输层和第二电荷传输层，所述第一电荷传输层位于所述吸光层和所述第一电极之间，所述第二电荷传输层位于所述吸光层和所得第二电极之间；
所述第一电荷传输层和所述第二电荷传输层中一个为电子传输层，另一个为空穴传输层。
28.根据权利要求1~20中任一项所述的光伏薄膜组件，其特征在于，在所述第二电极背离所述光电转换层的一侧表面上设有光增益涂层，所述光增益涂层包括自增益发光材料和放射性同位素材料中的至少一种，所述自增益发光材料能够将入射光子转换成所述吸光层可吸收波段的光子。
29.一种太阳能电池，其特征在于，包括权利要求1~28中任一项所述光伏薄膜组件。
30.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求1~28中任一项所述光伏薄膜组件和权利要求29所述太阳能电池中的至少一种。
31.一种光伏薄膜组件的制备方法，其特征在于，包括依次设置的第一电极、光电转换层和第二电极；所述光电转换层包括吸光层；
所述光伏薄膜组件设置有包括若干沟道的沟道群；所述第一电极、所述光电转换层和所述第二电极分别被所述沟道群分割成若干个子区域，所述光伏薄膜组件被所述沟道群分割成若干个子电池；
所述的制备方法包括如下步骤：向所述沟道群的至少一部分沟道中装入自增益功能材料，其中，所述自增益功能材料包括自增益发光材料和放射性同位素材料中的至少一种，所述自增益发光材料能够将光子转换成所述吸光层可吸收波段的光子。
32.根据权利要求31所述的制备方法，其特征在于，向所述沟道群的至少一部分沟道中装入自增益功能材料采用包括如下步骤的方法实现：向所述沟道群的至少一部分沟道中注入含有所述自增益功能材料的前驱液M，干燥。
33.根据权利要求31所述的制备方法，其特征在于，向所述沟道群的至少一部分沟道中装入自增益功能材料采用包括如下步骤的方法实现：在所述第二电极背离所述光电转换层的一侧表面上涂覆含有所述自增益功能材料的前驱液M，干燥。
34.根据权利要求32或33所述的制备方法，其特征在于，满足如下特征中的至少一项：
所述自增益功能材料在所述前驱液M中的质量百分浓度≥0.1%；
所述自增益发光材料在所述前驱液M中的质量百分浓度≥0.1%；
所述放射性同位素材料在所述前驱液M中的质量百分浓度≥0.1%。
35.根据权利要求34所述的制备方法，其特征在于，满足如下特征中的至少一项：
所述自增益功能材料在所述前驱液M中的质量百分浓度为0.1%~20%；
所述自增益发光材料在所述前驱液M中的质量百分浓度为0.1%~20%；
所述放射性同位素材料在所述前驱液M中的质量百分浓度为0.1%~20%。
36.根据权利要求34所述的制备方法，其特征在于，满足如下特征中的至少一项：
所述自增益功能材料在所述前驱液M中的质量百分浓度为1~10%；
所述自增益发光材料在所述前驱液M中的质量百分浓度为1~10%；
所述放射性同位素材料在所述前驱液M中的质量百分浓度为1~10%。
37.根据权利要求31~33中任一项所述的制备方法，其特征在于，制备得到权利要求1~17中任一项所述的光伏薄膜组件。
38.权利要求1~28中任一项所述光伏薄膜组件或权利要求29所述太阳能电池或权利要求30所述用电装置或权利要求31~37中任一项所述的制备方法制备得到的光伏薄膜组件在光伏发电中的应用。
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