CN117750794A - 一种马赛克钙钛矿-晶硅太阳电池组件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种马赛克钙钛矿‑晶硅太阳电池组件及其制备方法，组件包括：钙钛矿太阳电池层、晶硅太阳电池层和互连背板，其中，钙钛矿太阳电池层包括呈阵列分布的若干钙钛矿太阳电池单元；晶硅太阳电池层包括若干电极导电单元，若干电极导电单元一一对应的电学耦合在若干钙钛矿太阳电池单元上，部分电极导电单元靠近钙钛矿太阳电池单元的一侧电学耦合有晶硅太阳电池以形成马赛克图案，晶硅太阳电池与钙钛矿太阳电池单元之间光学耦合；互连背板表面的互连结构与若干电极导电单元电学耦合。该组件中，晶硅太阳电池可以相对自由地与任意钙钛矿太阳电池单元进行光学耦合，大大提升了马赛克图案设计的灵活性。
Description
技术领域
本发明属于光伏建筑一体化领域，具体涉及一种马赛克钙钛矿-晶硅太阳电池组件及其制备方法。
背景技术
在光伏建筑一体化(Building Integrated Photovoltaic，BIPV)领域，光伏设备在应用时往往需要兼顾效能和外观设计。随着近十年来光伏产业的飞速发展，现有的商业太阳电池效能已经完全满足建筑外立面光伏发电应用的需求，然而，现有的太阳电池，特别是技术成熟度较高的晶硅太阳电池，往往不具备外观可塑性，远远无法满足BIPV领域对于视觉美观性的需求。此外，尽管目前晶硅太阳电池已具备较高的技术成熟度，但是相对较高的制备成本和相对复杂的制备工艺仍是制约其在BIPV领域大面积推广应用的一大因素。
近年来，有机-无机杂化钙钛矿材料由于其优秀的光电特性、低成本的制备方法引起了广泛关注，并得到了快速发展和应用，其中单结太阳电池的效率已经达到约26%，接近目前主流的晶硅太阳电池的最高效率。钙钛矿材料根据不同的组分，禁带宽度通常为1.5~2.5eV，远大于晶硅的禁带宽度(1.1~1.3eV)，由此导致的差异化吸收光谱也为两者的叠层应用奠定了基础。然而，现有的钙钛矿/晶硅叠层应用往往采用两端叠层工艺，钙钛矿太阳电池与晶硅太阳电池之间直接的电气耦合不可避免的对电流匹配有所要求，大大降低了该类叠层应用在组件集成中的灵活性。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种马赛克钙钛矿-晶硅太阳电池组件及其制备方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
本发明实施例提供了一种马赛克钙钛矿-晶硅太阳电池组件，包括：钙钛矿太阳电池层、晶硅太阳电池层和互连背板，其中，
所述钙钛矿太阳电池层包括呈阵列分布的若干钙钛矿太阳电池单元；
所述晶硅太阳电池层包括若干电极导电单元和若干晶硅太阳电池，所述若干电极导电单元一一对应的电学耦合在所述若干钙钛矿太阳电池单元上，所述若干晶硅太阳电池一一对应的电学耦合在部分所述电极导电单元靠近所述钙钛矿太阳电池单元的一侧，以形成马赛克图案，所述晶硅太阳电池与所述钙钛矿太阳电池单元之间光学耦合；
所述互连背板表面的互连结构与所述若干电极导电单元电学耦合，使得所述若干钙钛矿太阳电池单元沿第一方向串联形成若干钙钛矿电池串，且所述若干钙钛矿电池串沿第二方向并联，同时使得所述若干电极导电单元沿第二方向串联形成若干晶硅电池串，且所述若干晶硅电池串沿第一方向并联。
在本发明的一个实施例中，所述钙钛矿太阳电池层还包括透明盖板，
所述透明盖板覆盖所述若干钙钛矿太阳电池单元，且靠近所述若干钙钛矿太阳电池单元的一侧涂覆有增透减反层。
在本发明的一个实施例中，所述钙钛矿太阳电池单元包括透明衬底、导电层、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层、顶部电极层、阳极和阴极，其中，
所述导电层位于所述透明衬底的表面；
所述电子传输层位于所述导电层的部分表面，且延伸至所述透明衬底的表面，将所述导电层划分为间隔分布的若干导电部分；
所述钙钛矿吸光层位于所述电子传输层的表面；
所述空穴传输层位于所述钙钛矿吸光层的表面；
所述顶部电极层位于所述空穴传输层表面且形成间隔分布的若干子电极，所述子电极从所述空穴传输层、所述钙钛矿吸光层、所述电子传输层的内部延伸至相邻所述导电部分的表面，同时所述空穴传输层一端的子电极从所述空穴传输层、所述钙钛矿吸光层、所述电子传输层的侧面延伸至所述透明衬底的表面；
所述阳极位于所述透明衬底一端的所述顶部电极层上；
所述阴极位于所述透明衬底另一端的所述导电层上。
在本发明的一个实施例中，所述透明衬底包括透明玻璃衬底；
所述导电层包括ITO导电层；
所述电子传输层的材料包括n型半导体材料，所述n型半导体材料包括SnO2、TiO2、ZnO中的一种或多种；
所述钙钛矿吸光层的材料包括FA0.8Cs0.2Pb(I0.7Br0.3)3、MAPbI3中的一种或多种；
所述空穴传输层的材料包括p型半导体材料，所述p型半导体材料包括Spiro-OMeTAD、PTAA、P3HT、PEDOT:PSS中的一种或多种；
所述顶部电极层的材料采用透明电极材料；
所述阳极和所述阴极的材料均包括Au。
在本发明的一个实施例中，所述电极导电单元包括PCB基板、钙钛矿正极接触电极、钙钛矿负极接触电极、晶硅正极接触电极和晶硅负极接触电极，其中，
所述钙钛矿正极接触电极、所述晶硅正极接触电极、所述晶硅负极接触电极和所述钙钛矿负极接触电极依次间隔分布在所述PCB基板的表面；
所述钙钛矿正极接触电极与所述阳极接触，所述钙钛矿负极接触电极与所述阴极接触。
在本发明的一个实施例中，当所述晶硅电池串中存在所述晶硅太阳电池时，每个所述晶硅电池串中晶硅太阳电池的数量相同，且所述晶硅太阳电池的正极与所述晶硅正极接触电极接触，所述晶硅太阳电池的负极与所述晶硅负极接触电极接触，未覆盖晶硅太阳电池的电极导电单元中所述晶硅正极接触电极和所述晶硅负极接触电极短接；
当所述晶硅电池串中不存在所述晶硅太阳电池时，所述电极导电单元的晶硅正极接触电极和晶硅负极接触电极保持隔离状态。
在本发明的一个实施例中，所述PCB基板的颜色包括白色、绿色、蓝色中的任一种；
所述晶硅太阳电池包括金属穿孔卷绕的背接触晶硅太阳电池。
在本发明的一个实施例中，所述互连背板包括聚合物背板以及形成在所述聚合物背板表面的钙钛矿阳极并联总线、钙钛矿阴极并联总线、若干钙钛矿单元串联线、晶硅正极并联总线、晶硅负极并联总线和若干晶硅单元串联线，其中，
所述钙钛矿单元串联线的一端通过触点连接所述电极导电单元的钙钛矿正极接触电极，另一端通过触点连接第一方向上相邻电极导电单元的钙钛矿负极接触电极，使得沿所述第一方向分布的若干钙钛矿太阳电池单元串联形成钙钛矿电池串；
所述钙钛矿阳极并联总线通过沿所述第二方向分布的若干触点与阵列第一边缘的若干钙钛矿正极接触电极一一对应连接，所述钙钛矿阴极并联总线通过沿所述第二方向分布的若干触点与阵列第二边缘的若干钙钛矿负极接触电极一一对应连接，使得沿所述第二方向分布的若干钙钛矿电池串并联；
所述晶硅单元串联线的一端通过触点连接所述电极导电单元的晶硅正极接触电极，另一端通过触点连接第二方向上相邻电极导电单元的晶硅负极接触电极，使得沿所述第二方向分布的若干导电单元串联形成晶硅电池串；
所述晶硅正极并联总线通过沿所述第一方向分布的若干触点与阵列第三边缘的若干晶硅正极接触电极一一对应连接，所述晶硅负极并联总线通过沿所述第一方向分布的若干触点与阵列第四边缘的若干晶硅负极接触电极一一对应连接，使得沿所述第一方向分布的若干晶硅电池串并联。
在本发明的一个实施例中，所述若干晶硅太阳电池与所述若干钙钛矿太阳电池单元形成50%的叠层率。
本发明的另一实施例提供了一种马赛克钙钛矿-晶硅太阳电池组件的制备方法，包括步骤：
制备钙钛矿太阳电池层，所述钙钛矿太阳电池层包括呈阵列分布的若干钙钛矿太阳电池单元；
获取若干电极导电单元，并在部分所述电极导电单元上电学耦合晶硅太阳电池，形成若干晶硅导电单元；
制备具有互连结构的互连背板；
根据马赛克图案将所述若干电极导电单元和所述若干晶硅导电单元一一对应地耦合在所述钙钛矿太阳电池单元上，使得所述电极导电单元与所述钙钛矿太阳电池单元之间电学耦合，所述晶硅太阳电池与所述钙钛矿太阳电池单元之间光学耦合；
将所述互连背板表面的互连结构与所述若干电极导电单元电学耦合，使得所述若干钙钛矿太阳电池单元沿第一方向串联形成若干钙钛矿电池串且所述若干钙钛矿电池串沿第二方向并联，同时使得所述若干电极导电单元沿第二方向串联形成若干晶硅电池串且所述若干晶硅电池串沿第一方向并联。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明的钙钛矿-晶硅太阳电池组件中，由于采用电极导电单元与钙钛矿太阳电池单元、晶硅太阳电池分别进行电学耦合，两种太阳电池通过光伏发电产生的电能可经由电极导电单元分别汇总并引出，进而使晶硅太阳电池与钙钛矿太阳电池单元之间进行光学耦合，晶硅太阳电池与钙钛矿太阳电池单元的电极相互独立，没有直接的电学耦合，无需考虑电流匹配等问题，晶硅太阳电池可以相对自由地与任意钙钛矿太阳电池单元进行光学耦合，大大提升了马赛克图案设计的灵活性。
2、本发明的钙钛矿-晶硅太阳电池组件中，大面积地使用制备成本相对较低的钙钛矿太阳电池单元，以钙钛矿太阳电池单元作为光伏发电的主要功能单元，在部分钙钛矿太阳电池单元与电极导电单元之间覆盖晶硅太阳电池，通过晶硅太阳电池单元缺省的方式构筑马赛克图案，大大减少了高成本晶硅太阳电池的应用面积，降低了组件的整体成本。
3、本发明设置钙钛矿太阳电池单元，利用钙钛矿薄膜自身的光学特征结合电极导电单元，并在部分钙钛矿太阳电池单元与电极导电单元之间覆盖晶硅太阳电池，从而构筑了两种不同颜色的太阳电池单元，在此基础上，通过模块化、标准化的设计，实现了两种太阳电池单元相对自由的排列组合，构成的马赛克图案满足光伏建筑一体化领域对于视觉设计的需求。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种马赛克钙钛矿-晶硅太阳电池组件的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种钙钛矿太阳电池层的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种钙钛矿太阳电池单元的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种硅太阳电池层的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种互连背板的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的六种大面积马赛克钙钛矿晶硅太阳电池组件的马赛克图案示意图；
图7为本发明实施例提供的另外两种大面积马赛克钙钛矿晶硅太阳电池组件的马赛克图案示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一
请参见图1，图1为本发明实施例提供的一种马赛克钙钛矿-晶硅太阳电池组件的结构示意图。
该马赛克钙钛矿-晶硅太阳电池组件包括：钙钛矿太阳电池层1、晶硅太阳电池层2和互连背板3，其中，钙钛矿太阳电池层1与晶硅太阳电池层2叠层耦合后形成马赛克图案，互连背板3通过低温焊接与钙钛矿太阳电池层1、晶硅太阳电池层2实现电学耦合。
具体的，钙钛矿太阳电池层1包括呈阵列分布的若干钙钛矿太阳电池单元11。晶硅太阳电池层2包括若干电极导电单元21和若干晶硅太阳电池，若干电极导电单元21一一对应的电学耦合在若干钙钛矿太阳电池单元11上，若干晶硅太阳电池一一对应的电学耦合在部分电极导电单元21靠近所述钙钛矿太阳电池单元11的一侧，以形成马赛克图案，晶硅太阳电池与钙钛矿太阳电池单元11之间光学耦合。互连背板3表面的互连结构与若干电极导电单元21电学耦合，使得若干钙钛矿太阳电池单元11沿第一方向串联形成若干钙钛矿电池串，且若干钙钛矿电池串沿第二方向并联，同时使得若干电极导电单元21沿第二方向串联形成若干晶硅电池串，且若干晶硅电池串沿第一方向并联。
请参见图2，图2为本发明实施例提供的一种钙钛矿太阳电池层的结构示意图。具体的，若干钙钛矿太阳电池单元11彼此之间完全相同，其可以形成任意大小、任意形状的阵列；每个钙钛矿太阳电池单元11的尺寸可以根据设计需求确定。示例性的，钙钛矿太阳电池层1包括4×4的钙钛矿太阳电池单元11，每个钙钛矿太阳电池单元11的尺寸为50mm×50mm。
请参见图3，图3为本发明实施例提供的一种钙钛矿太阳电池单元的结构示意图。钙钛矿太阳电池单元11包括透明衬底111、导电层112、电子传输层113、钙钛矿吸光层114、空穴传输层115、顶部电极层116、阳极117和阴极118。
其中，导电层112位于透明衬底111的表面。电子传输层113位于导电层112的部分表面，且延伸至透明衬底111的表面，将导电层112划分为间隔分布的若干导电部分。钙钛矿吸光层114位于电子传输层113的表面。空穴传输层115位于钙钛矿吸光层114的表面。顶部电极层116位于空穴传输层115表面且形成间隔分布的若干子电极，子电极从空穴传输层115、钙钛矿吸光层114、电子传输层113的内部延伸至相邻导电部分的表面，即子电极从导电部分上方的空穴传输层115表面，沿着空穴传输层115、钙钛矿吸光层114、电子传输层113的内部延伸至相邻导电部分的表面；同时，空穴传输层115一端的子电极从空穴传输层115、钙钛矿吸光层114、电子传输层113的侧面延伸至透明衬底111的表面。阳极117位于透明衬底111一端的顶部电极层116上。阴极118位于透明衬底111另一端的导电层112上。
具体的，透明衬底111包括透明玻璃衬底，导电层112包括ITO导电层；透明玻璃衬底和ITO导电层为导电玻璃自带，无需额外制备。电子传输层113的材料包括n型半导体材料，n型半导体材料包括SnO2、TiO2、ZnO中的一种或多种。钙钛矿吸光层114的材料包括FA0.8Cs0.2Pb(I0.7Br0.3)3、MAPbI3中的一种或多种；钙钛矿吸光层114也可以采用其他有机-无机杂化钙钛矿薄膜。空穴传输层115的材料包括p型半导体材料，p型半导体材料包括Spiro-OMeTAD、PTAA、P3HT、PEDOT:PSS中的一种或多种。顶部电极层116的材料采用透明电极材料，示例性的，透明电极材料采用ITO。阳极117和阴极118的材料均包括Au。
在一个具体实施例中，钙钛矿太阳电池层1还包括透明盖板12，其中，透明盖板12覆盖若干钙钛矿太阳电池单元11，且靠近若干钙钛矿太阳电池单元11的一侧涂覆有增透减反层。
具体的，若干钙钛矿太阳电池单元11的透明衬底111通过玻璃胶与透明盖板12涂覆有增透减反层的一侧粘合。透明盖板12的尺寸大于若干钙钛矿太阳电池单元11所形成阵列的尺寸，且相邻钙钛矿太阳电池单元11之间相距一定距离，示例性的，相邻钙钛矿太阳电池单元11之间相距5mm，钙钛矿太阳电池单元11与透明盖板12边缘间距7.5mm。
请参见图4，图4为本发明实施例提供的一种硅太阳电池层的结构示意图。
具体的，部分电极导电单元21靠近钙钛矿太阳电池单元11的一侧覆盖晶硅太阳电池后形成晶硅导电单元22，可以理解，晶硅太阳电池层2由两种结构化的导电单元组成，分别为电极导电单元21和晶硅导电单元22，晶硅导电单元22由电极导电单元21进一步加工得到，两者的差别仅在于是否耦合了晶硅太阳电池单元，在满足一定条件的前提下可以相对自由的排列组合，构成不同种类的马赛克图案。电极导电单元21和晶硅导电单元22的总数量与钙钛矿太阳电池单元11的数量相同，且电极导电单元21和晶硅导电单元22的尺寸均为50mm×50mm。
具体的，晶硅太阳电池可以选取金属穿孔卷绕(Metal Wrap Through，MWT)的背接触晶硅太阳电池，其正负极均在背面引出。
如图4所示，电极导电单元21包括PCB基板、钙钛矿正极接触电极P+、钙钛矿负极接触电极P-、晶硅正极接触电极Si+和晶硅负极接触电极Si-。
具体的，钙钛矿正极接触电极P+、晶硅正极接触电极Si+、晶硅负极接触电极Si-和钙钛矿负极接触电极P-依次间隔分布在PCB基板的表面。钙钛矿正极接触电极P+与钙钛矿太阳电池单元11的阳极117直接接触；钙钛矿负极接触电极P-与钙钛矿太阳电池单元11的阴极118直接接触。
具体的，钙钛矿正极接触电极P+、钙钛矿负极接触电极P-、晶硅正极接触电极Si+和晶硅负极接触电极Si-的材料均包括Cu。
进一步，PCB基板上开设有与钙钛矿正极接触电极P+、钙钛矿负极接触电极P-、晶硅正极接触电极Si+和晶硅负极接触电极Si-相对应的通孔，以实现电极的前后导通。
在一个具体实施例中，对于晶硅导电单元22，即当部分电极导电单元21靠近钙钛矿太阳电池单元11的一侧电学耦合有晶硅太阳电池时，晶硅太阳电池的正极与晶硅正极接触电极Si+接触，晶硅太阳电池的负极与晶硅负极接触电极Si-接触。
在一个具体实施例中，电极导电单元21中PCB基板的颜色包括白色、绿色、蓝色中的任一种，但不限于上述颜色。而晶硅导电单元22的颜色取决于晶硅太阳电池的颜色，通常为黑色或深蓝色。进一步的，马赛克图案中每个单元的颜色取决于钙钛矿太阳电池单元11的钙钛矿组分、电极导电单元21的颜色以及晶硅太阳电池的颜色。示例性的，当选取电极导电单元21覆盖在钙钛矿太阳电池单元11上时，马赛克图案中对应单元外观上呈现浅棕色，当选取晶硅导电单元22覆盖在钙钛矿太阳电池单元11上时，马赛克图案中对应单元外观上呈现深黑色，相应地，马赛克图案基于此构成，如图1所示，图1中两种不同颜色的导电单元构成了字母“O”的图案。根据不同的马赛克图案，与钙钛矿太阳电池层1相耦合的电极导电单元21和晶硅导电单元22的数量有所差异。
需要说明，晶硅太阳电池层2并不是由电极导电单元21和晶硅导电单元22直接结合得到，而是从两种导电单元中任选一种与钙钛矿太阳电池单元11相耦合，形成具备马赛克图案的晶硅太阳电池层，各个导电单元相互独立，通过互连背板3实现彼此之间的电气连接。
具体的，互连背板3以聚合物材料为基础，采用印刷电路工艺制备互连结构，主要用于实现电池单元互连与电能引出。通过互连背板3的互连，若干钙钛矿太阳电池单元11沿第一方向串联且沿第二方向并联，同时晶硅太阳电池层2中的阵列沿第二方向串联且沿第一方向并联，从而将钙钛矿太阳电池层与晶硅太阳电池层产生的电能分别独立引出。其中，第一方向与第二方向可以为垂直方向。示例性的，第一方向为纵向，第二方向为横向，即若干钙钛矿太阳电池单元11纵向串联后横向并联，若干电极导电单元21和若干晶硅导电单元22形成的阵列横向串联后纵向并联。
请参见图5，图5为本发明实施例提供的一种互连背板的结构示意图。互连背板3包括聚合物背板，以及形成在聚合物背板表面的互连结构：钙钛矿阳极并联总线31、钙钛矿阴极并联总线32、若干钙钛矿单元串联线33、晶硅正极并联总线34、晶硅负极并联总线35和若干晶硅单元串联线36。
具体的，聚合物背板采用商业光伏领域常用的聚合物背板，其材料包括但不限于聚氟乙烯PVF、聚偏氟乙烯PVDF。
在钙钛矿单元串联线33和晶硅单元串联线36上设有单元触点，用于与晶硅太阳电池层2中电极导电单元21的接触电极相耦合；钙钛矿阳极并联总线31、钙钛矿阴极并联总线32上设有总线触点，用于实现钙钛矿太阳电池的电能独立引出，晶硅正极并联总线34、晶硅负极并联总线35上设有总线触点，用于实现晶硅太阳电池的电能独立引出，从而实现组件整体电能的引出。
具体的，钙钛矿单元串联线33的一端通过触点连接电极导电单元21的钙钛矿正极接触电极P+，另一端通过触点连接第一方向上相邻电极导电单元21的钙钛矿负极接触电极P-，使得沿第一方向分布的若干钙钛矿太阳电池单元11串联形成钙钛矿电池串。钙钛矿阳极并联总线31通过沿第二方向分布的若干触点与阵列第一边缘的若干钙钛矿正极接触电极P+一一对应连接，钙钛矿阴极并联总线32通过沿第二方向分布的若干触点与阵列第二边缘的若干钙钛矿负极接触电极P-一一对应连接，使得沿第二方向分布的若干钙钛矿电池串并联。晶硅单元串联线36的一端通过触点连接电极导电单元21的晶硅正极接触电极Si+，另一端通过触点连接第二方向上相邻电极导电单元21的晶硅负极接触电极Si-，使得沿第二方向分布的若干导电单元串联形成晶硅电池串。晶硅正极并联总线34通过沿第一方向分布的若干触点与阵列第三边缘的若干晶硅正极接触电极Si+一一对应连接，晶硅负极并联总线35通过沿第一方向分布的若干触点与阵列第四边缘的若干晶硅负极接触电极Si-一一对应连接，使得沿第一方向分布的若干晶硅电池串并联。
具体的，钙钛矿单元串联线33的宽度大于或等于1mm，晶硅单元串联线36的宽度大于或等于2mm。示例性的，钙钛矿单元串联线33宽度为2mm，晶硅单元串联线36宽度为3mm。
需要说明，互连背板3上的互连结构具有高度规则性，便于标准化设计与制备。当马赛克钙钛矿-晶硅太阳电池组件为4×4阵列时，对于不同马赛克图案，其互连背板3的互连结构完全一致；此外，当马赛克钙钛矿-晶硅太阳电池组件扩展为5×5或更大规模的阵列时，互连背板3的互连结构也具有类似的拓扑结构，不需要过多设计或工艺上的调整。
在一个具体实施例中，当晶硅电池串中存在晶硅太阳电池时，每个晶硅电池串中晶硅太阳电池的数量均相同，且未覆盖晶硅太阳电池的电极导电单元21中晶硅正极接触电极Si+和晶硅负极接触电极Si-短接。当晶硅电池串中不存在晶硅太阳电池时，电极导电单元21的晶硅正极接触电极Si+和晶硅负极接触电极Si-保持隔离状态。
具体的，由于晶硅太阳电池层2中的阵列采用先沿第二方向串联形成晶硅电池串、然后若干晶硅电池串沿第一方向并联的互连方式，为保证并联时电压匹配，对于存在晶硅太阳电池的晶硅电池串，每个晶硅电池串中晶硅太阳电池的总数应该一致；同时，对于该晶硅电池串中未覆盖晶硅太阳电池的电极导电单元21，其晶硅正极接触电极Si+和晶硅负极接触电极Si-短接，在晶硅太阳电池单元缺省的情况下保证其横向串联的电气连通性。
请参见图6，图6为本发明实施例提供的六种大面积马赛克钙钛矿晶硅太阳电池组件的马赛克图案示意图，图6中每个马赛克钙钛矿-晶硅太阳电池组件均为4×4的阵列，每行的4个导电单元先横向串联形成4个晶硅电池串，4个晶硅电池串再进行并联。在每行的4个导电单元中，采用覆盖晶硅太阳电池的电极导电单元21即晶硅导电单元22的数量为2个，采用电极导电单元21的数量为2个，即每个晶硅电池串中晶硅太阳电池的数量均相同。
进一步，图6所示的6种马赛克图案均为叠层率50%的情况，但不能反映叠层率50%条件下的所有可用图案方案。其中，叠层率50%是指，每行选取的晶硅导电单元22的总数均为2，在全部16个单元中有一半的单元为钙钛矿/晶硅太阳电池叠层单元，另一半为纯钙钛矿太阳电池单元。相应地，还有叠层率25%、75%的情况，对应的每行选取晶硅导电单元22的总数为1、3；在不同叠层率(如25%、50%、75%)条件下均可提供多种基本马赛克图案。更进一步，叠层率高的组件将具备更高的组件效能和面积利用率，但过高或过低的叠层率会降低图案可塑性和丰富度，例如叠层率75%具有最高组件效能，但图案可塑性较差；叠层率50%是平衡组件效能和图案可塑性的适中选择；叠层率25%的情况，由于组件效能和图案可塑性均较差，往往不宜采用。优选的，若干晶硅太阳电池与若干钙钛矿太阳电池单元11形成50%的叠层率。
需要说明的是，上述25%、50%、75%的叠层率以马赛克钙钛矿-晶硅太阳电池组件为4×4的阵列为例进行说明，当马赛克钙钛矿-晶硅太阳电池组件采用其他规模的阵列时，也可以具有其他比例的叠层率。
具体的，对于整个晶硅电池串中晶硅太阳电池缺省的情况，无需将电极导电单元21上的晶硅正极接触电极Si+和晶硅负极接触电极Si-做事先短接，而且须避免若干电极导电单元21全部短接，否则将会造成短路，此时，该晶硅电池串没有任何晶硅太阳电池单元接入并联总线。针对含有晶硅太阳电池的晶硅电池串，则仍对电极导电单元21上的晶硅正极接触电极Si+和晶硅负极接触电极Si-做事先短接处理。
请参见图7，图7为本发明实施例提供的另外两种大面积马赛克钙钛矿晶硅太阳电池组件的马赛克图案示意图。图7中的两个图案均有不同程度的晶硅太阳电池单元整行缺省情况，类似的特殊图案包括但不限于图7中所示的2种。对于第一个图案，第一行和第四行晶硅电池串不存在晶硅太阳电池，此时，第一行和第四行晶硅电池串中，4个电极导电单元21上的晶硅正极接触电极Si+和晶硅负极接触电极Si-不做短接。对于第二个图案，第一行和第四行晶硅电池串不存在晶硅太阳电池，此时，第一行和第四行晶硅电池串中，4个电极导电单元21上的晶硅正极接触电极Si+和晶硅负极接触电极Si-不做短接，而第二行和第三行晶硅电池串中，未覆盖晶硅太阳电池的电极导电单元21中晶硅正极接触电极Si+和晶硅负极接触电极Si-需进行短接。
本实施例的钙钛矿-晶硅太阳电池组件中，由于采用电极导电单元与钙钛矿太阳电池单元、晶硅太阳电池分别进行电学耦合，两种太阳电池通过光伏发电产生的电能可经由电极导电单元分别汇总并引出，进而使晶硅太阳电池与钙钛矿太阳电池单元之间进行光学耦合，晶硅太阳电池与钙钛矿太阳电池单元的电极相互独立，没有直接的电学耦合，无需考虑电流匹配等问题，晶硅太阳电池可以相对自由地与任意钙钛矿太阳电池单元进行光学耦合，大大提升了马赛克图案设计的灵活性。
本实施例的钙钛矿-晶硅太阳电池组件中，大面积地使用制备成本相对较低的钙钛矿太阳电池单元，以钙钛矿太阳电池单元作为光伏发电的主要功能单元，在部分钙钛矿太阳电池单元与电极导电单元之间覆盖晶硅太阳电池，通过晶硅太阳电池单元缺省的方式构筑马赛克图案，大大减少了高成本晶硅太阳电池的应用面积，降低了组件的整体成本。
本实施例设置钙钛矿太阳电池单元，利用钙钛矿薄膜自身的光学特征结合电极导电单元，并在部分钙钛矿太阳电池单元与电极导电单元之间覆盖晶硅太阳电池，从而构筑了两种不同颜色的太阳电池单元，在此基础上，通过钙钛矿太阳电池单元与晶硅太阳电池的四端叠层应用，实现了模块化、标准化的设计，进而实现了两种太阳电池单元相对自由的排列组合，构成的马赛克图案满足BIPV领域对于视觉设计的需求。
实施例二
在实施例一的基础上，本实施例提供了一种马赛克钙钛矿-晶硅太阳电池组件的制备方法，该制备方法包括步骤：
S1、制备钙钛矿太阳电池层1，钙钛矿太阳电池层1包括呈阵列分布的若干钙钛矿太阳电池单元11。
具体的，钙钛矿太阳电池层1包括若干钙钛矿太阳电池单元11和透明盖板12，其制备方法包括以下步骤：
S11、制备若干钙钛矿太阳电池单元11。
如图3所示，每个钙钛矿太阳电池单元11均包括透明衬底111、导电层112、电子传输层113、钙钛矿吸光层114、空穴传输层115、顶部电极层116、阳极117和阴极118。其中，透明衬底111采用透明玻璃衬底，导电层112采用ITO导电层，透明衬底111和导电层112形成ITO导电玻璃，电子传输层113采用SnO2，钙钛矿吸光层114采用FA0.8Cs0.2Pb(I0.7Br0.3)3，空穴传输层115采用Spiro-OMeTAD，阳极117和阴极118均采用Cu。
基于上述钙钛矿太阳电池单元11，步骤S11具体包括步骤：
S111、对ITO导电玻璃进行图案化处理，并对图案化的ITO导电玻璃进行预处理。
首先在ITO导电玻璃上刻蚀沟槽P1，将导电层划分为间隔分布的若干导电部分。具体的，使用光刻蚀机对ITO导电玻璃做图案化处理，激光功率为80%，激光频率为100kHz，刻蚀速度为1000mm/s，刻蚀次数为15次，划开ITO导电层直至透明玻璃衬底的表面。
然后，将图案化的ITO导电玻璃依次放入Decon-90水溶液(一种玻璃清洗剂)、去离子水、无水乙醇中分别超声清洗20min，使用氮气枪吹干后，将清洗过的ITO导电玻璃放在紫外臭氧清洗机中处理30min。
S112、在图案化的ITO导电玻璃上制备电子传输层113。
具体的，将80μL的SnO2溶液在空气环境中以3000rpm的转速旋涂在图案化的ITO导电玻璃上，旋涂时间为30s，并在空气氛围中置于150℃的热台上退火30min，得到材料为SnO2的电子传输层113，其中，SnO2溶液由SnO2的水分散液和去离子水以1:2的体积比混合制得。
S113、在电子传输层113上制备钙钛矿吸光层114。
具体的，将涂有SnO2的ITO导电玻璃先在紫外臭氧清洗机处理30分钟，然后固定在刮涂机基板上，刮刀与电子传输层113的间隔为150μm，使用移液枪从FA0.8Cs0.2Pb(I0.7Br0.3)3前驱体溶液中吸取40μL的溶液，均匀地挤在刮刀与衬底的间隙中，然后以25mm/s的刮涂速度、0.1Mpa的风刀压力下在常温下涂膜并吹干，之后在150℃下退火5分钟，制备出钙钛矿吸光层114。
其中，FA0.8Cs0.2Pb(I0.7Br0.3)3禁带宽度为1.75eV，FA0.8Cs0.2Pb(I0.7Br0.3)3前驱体溶液按照如下的方法制备：取质量为165.1mg的甲脒氢碘酸盐FAI粉末、62.4mg的CsI粉末、580.9mg的PbI2粉末以及198.2mg的PbBr2粉末溶于1ml的2-甲氧基乙醇2-Me中，在常温下搅拌均匀，制成浓度为1.2mmol/ml的FA0.8Cs0.2Pb(I0.7Br0.3)3前驱体溶液。
另外，除了上述刮刀涂覆法，钙钛矿吸光层114也可以采用线棒涂覆法、狭缝涂布法中的任意一种进行制备。
S114、在钙钛矿吸光层114上制备空穴传输层115。
具体的，将步骤S113制得的基底放入N2氛围的手套箱中，将300μL的Spiro-OMeTAD溶液旋涂在钙钛矿吸光层114上，旋涂结束后将基底置于室温条件下干燥，由此在钙钛矿吸光层114上制备获得材料为Spiro-OMeTAD的空穴传输层115。
其中，Spiro-OMeTAD溶液按照以下方法制备：取质量为90mg的Spiro-OMeTAD粉末溶于混合溶液中，混合溶液由1mL的氯苯CB、45μL浓度为170mg/ml的Li盐、75μL浓度为100mg/ml的Co盐和75μL的磷酸三丁酯TBP混合得到，常温下搅拌直至完全溶解，得到Spiro-OMeTAD溶液。
S115、在空穴传输层113上制备顶部电极层116。
首先，将步骤S114制得的基底通过激光刻蚀机刻蚀沟槽P2，依次划开空穴传输层115、钙钛矿吸光层114和电子传输层113。具体的，激光刻蚀机的参数为：功率为32%，激光频率为100kHz，刻蚀速度为2000mm/s，刻蚀4次。
然后，在真空度为5.4×10-4Pa的条件下，将透明ITO电极蒸镀在空穴传输层115上，获得100nm厚的顶部电极层116，此时，空穴传输层115上的顶部电极层116为连续状态。
之后，通过激光划线装置在顶部电极层116上刻蚀沟槽P3，使得顶部电极层116形成间隔分布的若干子电极，子电极从空穴传输层115、钙钛矿吸光层114、电子传输层113的内部延伸至相邻导电部分的表面，同时，空穴传输层115一端的子电极从空穴传输层115、钙钛矿吸光层114、电子传输层113的侧面延伸至透明衬底111的表面。具体的，激光刻蚀的参数为：功率为17%，激光频率为100kHz，刻蚀速度为1000mm/s，刻蚀1次，划开顶部电极层116。
S116、制备阳极117和阴极118。
具体的，在透明衬底一端的顶部电极层116上蒸镀80nm的Au，在透明衬底111另一端的导电层112上蒸镀80nm的Au，形成与顶部电极层116直接接触的阳极117和与导电层112直接接触的阴极118，完成钙钛矿太阳电池单元的制备。
S12、预处理透明盖板12。
具体的，选取厚度为3-4mm、尺寸为23cm×23cm的光伏玻璃，对光伏玻璃表面进行清洗和打磨，使其达到光洁、平整的状态；然后利用超声喷涂法在光伏玻璃内侧涂覆增透减反层，制备得到透明盖板12。
S13、将若干钙钛矿太阳电池单元11与透明盖板12结合，使得若干钙钛矿太阳电池单元11呈阵列分布，完成钙钛矿太阳电池层1的制备。
具体的，将若干钙钛矿太阳电池单元11的透明衬底111通过玻璃胶粘合至透明盖板12具有增透减反层的一侧，形成4×4的矩阵。至此，完成钙钛矿太阳电池层1的制备。
S2、获取若干电极导电单元21，并在部分电极导电单元21上电学耦合晶硅太阳电池，形成若干晶硅导电单元22。
首先，获取若干电极导电单元21。如图4所示，电极导电单元21包括PCB基板、钙钛矿正极接触电极P+、钙钛矿负极接触电极P-、晶硅正极接触电极Si+和晶硅负极接触电极Si-。
晶硅导电单元22由电极导电单元21进一步加工得到。具体的，选取金属穿孔卷绕(Metal Wrap Through，MWT)的背接触晶硅太阳电池，其正负极均在背面引出，使用市面上常见的SnBi58低温焊料膏(含10%助焊剂)，通过压焊工艺实现晶硅太阳电池的正极与晶硅正极接触电极Si+紧密结合，晶硅太阳电池的负极与晶硅负极接触电极Si-紧密结合，从而制备得到晶硅导电单元22。
S3、制备具有互连结构的互连背板3。
具体的，采用印刷电路工艺，在商业光伏领域常用的聚合物背板上制备钙钛矿阳极并联总线31、钙钛矿阴极并联总线32、若干钙钛矿单元串联线33、晶硅正极并联总线34、晶硅负极并联总线35和若干晶硅单元串联线36，形成具有互连结构的互连背板3，如图5所示。
S4、根据马赛克图案将若干电极导电单元21和若干晶硅导电单元22一一对应地耦合在钙钛矿太阳电池单元11上，使得电极导电单元21与钙钛矿太阳电池单元11之间电学耦合，晶硅太阳电池与钙钛矿太阳电池单元11之间光学耦合。
首先设计所需的马赛克图案。示例性的，马赛克图案为字母“O”。
然后，选取步骤S2制备的电极导电单元21和晶硅导电单元22，与步骤S1制备好的钙钛矿太阳电池层1中对应的钙钛矿太阳电池单元11通过焊接实现电学耦合，其中，钙钛矿太阳电池单元11的阳极117与电极导电单元21或晶硅导电单元22的钙钛矿正极接触电极P+耦合，钙钛矿太阳电池单元11的阴极118与电极导电单元21或晶硅导电单元22的钙钛矿负极接触电极P-耦合，钙钛矿太阳电池单元11和晶硅太阳电池之间没有直接的电气连接，二者之间实现光学耦合。至此，完成钙钛矿太阳电池层1与晶硅太阳电池层2的耦合。
S5、将互连背板3表面的互连结构与若干电极导电单元21电学耦合，使得若干钙钛矿太阳电池单元11沿第一方向串联形成若干钙钛矿电池串，且若干钙钛矿电池串沿第二方向并联，同时使得若干电极导电单元21沿第二方向串联形成若干晶硅电池串，且若干晶硅电池串沿第一方向并联。
最后，在电极导电单元21或晶硅导电单元22的接触电极通孔上涂覆SnBi58低温焊料膏(含10%助焊剂)，通过压焊工艺实现互连背板3与晶硅太阳电池层2的耦合。至此，完成大面积马赛克钙钛矿-晶硅太阳电池组件的制备。
实施例三
在实施例一和实施例二的基础上，本实施例提供了另一种钙钛矿太阳电池单元11及其制备方法。
如图3所示，该钙钛矿太阳电池单元11包括透明衬底111、导电层112、电子传输层113、钙钛矿吸光层114、空穴传输层115、顶部电极层116、阳极117和阴极118。其中，透明衬底111采用透明玻璃衬底，导电层112采用ITO导电层，透明衬底111和导电层112形成ITO导电玻璃，电子传输层113采用SnO2，钙钛矿吸光层114采用MAPbI3，空穴传输层115采用P3HT，阳极117和阴极118均采用Cu。
基于上述钙钛矿太阳电池单元11，该钙钛矿太阳电池单元11的制备方法包括步骤：
S111、对ITO导电玻璃进行图案化处理，并对图案化的ITO导电玻璃进行预处理。
S112、在图案化的ITO导电玻璃上制备电子传输层113。
S113、在电子传输层113上制备钙钛矿吸光层114。
具体的，将涂有SnO2的ITO导电玻璃先在紫外臭氧清洗机中处理30分钟，然后固定在刮涂机基板上，刮刀与电子传输层113的间隔为100μm，使用移液枪从MAPbI3前驱体溶液中吸取30μL的溶液，均匀地挤在刮刀与衬底的间隙中，然后以25mm/s的刮涂速度、0.1Mpa的风刀压力下在常温下涂膜并吹干，之后在120℃下退火5分钟，制备出钙钛矿吸光层114。
其中，MAPbI3禁带宽度为1.55eV，MAPbI3前驱体溶液按照如下的方法制备：取质量为536.7mg的甲基碘化胺MAI粉末和691.5mg的PbI2粉末溶于1ml的2-甲氧基乙醇2-Me中，即可制得浓度为1.5mmol/ml的MAPbI3前驱体溶液。
S114、在钙钛矿吸光层114上制备空穴传输层115。
将P3HT溶解于乙醇中，形成浓度为0.4mmol/ml的溶液，吸取200μL的溶液，在手套箱中通过旋涂法以4000rpm的转速将吸取的溶液动态旋涂在钙钛矿吸光层114上，旋涂结束后将基底置于室温条件下干燥，由此在钙钛矿吸光层114上制备获得材料为P3HT的空穴传输层115。
S115、在空穴传输层113上制备顶部电极层116。
S116、制备阳极117和阴极118。
步骤S111-S112、S115-S116的具体制备方法请参见实施例一，此处不再赘述。
本实施例中，由于改变了钙钛矿太阳电池单元11中钙钛矿吸光层114和空穴传输层115的材料，钙钛矿太阳电池单元11的光学特性与效能将发生变化。具体地，相比采用FA0.8Cs0.2Pb(I0.7Br0.3)3作为钙钛矿吸光层、采用Spiro-OMeTAD作为空穴传输层115的情况，本实施例MAPbI3与P3HT相结合的钙钛矿太阳电池单元的效能略低，颜色变为黄褐色。相应地，随着马赛克图案中对应单元颜色的改变，钙钛矿-晶硅太阳电池组件的色彩模式也将有所变化。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种马赛克钙钛矿-晶硅太阳电池组件，其特征在于，包括：钙钛矿太阳电池层(1)、晶硅太阳电池层(2)和互连背板(3)，其中，
所述钙钛矿太阳电池层(1)包括呈阵列分布的若干钙钛矿太阳电池单元(11)；
所述晶硅太阳电池层(2)包括若干电极导电单元(21)和若干晶硅太阳电池，所述若干电极导电单元(21)一一对应的电学耦合在所述若干钙钛矿太阳电池单元(11)上，所述若干晶硅太阳电池一一对应的电学耦合在部分所述电极导电单元(21)靠近所述钙钛矿太阳电池单元(11)的一侧，以形成马赛克图案，所述晶硅太阳电池与所述钙钛矿太阳电池单元(11)之间光学耦合；
所述互连背板(3)表面的互连结构与所述若干电极导电单元(21)电学耦合，使得所述若干钙钛矿太阳电池单元(11)沿第一方向串联形成若干钙钛矿电池串，且所述若干钙钛矿电池串沿第二方向并联，同时使得所述若干电极导电单元(21)沿第二方向串联形成若干晶硅电池串，且所述若干晶硅电池串沿第一方向并联。
2.根据权利要求1所述的马赛克钙钛矿-晶硅太阳电池组件，其特征在于，所述钙钛矿太阳电池层(1)还包括透明盖板(12)，
所述透明盖板(12)覆盖所述若干钙钛矿太阳电池单元(11)，且靠近所述若干钙钛矿太阳电池单元(11)的一侧涂覆有增透减反层。
3.根据权利要求1所述的马赛克钙钛矿-晶硅太阳电池组件，其特征在于，所述钙钛矿太阳电池单元(11)包括透明衬底(111)、导电层(112)、电子传输层(113)、钙钛矿吸光层(114)、空穴传输层(115)、顶部电极层(116)、阳极(117)和阴极(118)，其中，
所述导电层(112)位于所述透明衬底(111)的表面；
所述电子传输层(113)位于所述导电层(112)的部分表面，且延伸至所述透明衬底(111)的表面，将所述导电层(112)划分为间隔分布的若干导电部分；
所述钙钛矿吸光层(114)位于所述电子传输层(113)的表面；
所述空穴传输层(115)位于所述钙钛矿吸光层(114)的表面；
所述顶部电极层(116)位于所述空穴传输层(115)表面且形成间隔分布的若干子电极，所述子电极从所述空穴传输层(115)、所述钙钛矿吸光层(114)、所述电子传输层(113)的内部延伸至相邻所述导电部分的表面，同时所述空穴传输层(115)一端的子电极从所述空穴传输层(115)、所述钙钛矿吸光层(114)、所述电子传输层(113)的侧面延伸至所述透明衬底(111)的表面；
所述阳极(117)位于所述透明衬底(111)一端的所述顶部电极层(116)上；
所述阴极(118)位于所述透明衬底(111)另一端的所述导电层(112)上。
4.根据权利要求3所述的马赛克钙钛矿-晶硅太阳电池组件，其特征在于，所述透明衬底(111)包括透明玻璃衬底；
所述导电层(112)包括ITO导电层；
所述电子传输层(113)的材料包括n型半导体材料，所述n型半导体材料包括SnO2、TiO2、ZnO中的一种或多种；
所述钙钛矿吸光层(114)的材料包括FA0.8Cs0.2Pb(I0.7Br0.3)3、MAPbI3中的一种或多种；
所述空穴传输层(115)的材料包括p型半导体材料，所述p型半导体材料包括Spiro-OMeTAD、PTAA、P3HT、PEDOT:PSS中的一种或多种；
所述顶部电极层(116)的材料采用透明电极材料；
所述阳极(117)和所述阴极(118)的材料均包括Au。
5.根据权利要求3所述的马赛克钙钛矿-晶硅太阳电池组件，其特征在于，所述电极导电单元(21)包括PCB基板、钙钛矿正极接触电极、钙钛矿负极接触电极、晶硅正极接触电极和晶硅负极接触电极，其中，
所述钙钛矿正极接触电极、所述晶硅正极接触电极、所述晶硅负极接触电极和所述钙钛矿负极接触电极依次间隔分布在所述PCB基板的表面；
所述钙钛矿正极接触电极与所述阳极(117)接触，所述钙钛矿负极接触电极与所述阴极(118)接触。
6.根据权利要求5所述的马赛克钙钛矿-晶硅太阳电池组件，其特征在于，
当所述晶硅电池串中存在所述晶硅太阳电池时，每个所述晶硅电池串中晶硅太阳电池的数量相同，且所述晶硅太阳电池的正极与所述晶硅正极接触电极接触，所述晶硅太阳电池的负极与所述晶硅负极接触电极接触，未覆盖晶硅太阳电池的电极导电单元(21)中所述晶硅正极接触电极和所述晶硅负极接触电极短接；
当所述晶硅电池串中不存在所述晶硅太阳电池时，所述电极导电单元(21)的晶硅正极接触电极和晶硅负极接触电极保持隔离状态。
7.根据权利要求5所述的马赛克钙钛矿-晶硅太阳电池组件，其特征在于，所述PCB基板的颜色包括白色、绿色、蓝色中的任一种；
所述晶硅太阳电池包括金属穿孔卷绕的背接触晶硅太阳电池。
8.根据权利要求5所述的马赛克钙钛矿-晶硅太阳电池组件，其特征在于，所述互连背板(3)包括聚合物背板以及形成在所述聚合物背板表面的钙钛矿阳极并联总线(31)、钙钛矿阴极并联总线(32)、若干钙钛矿单元串联线(33)、晶硅正极并联总线(34)、晶硅负极并联总线(35)和若干晶硅单元串联线(36)，其中，
所述钙钛矿单元串联线(33)的一端通过触点连接所述电极导电单元(21)的钙钛矿正极接触电极，另一端通过触点连接第一方向上相邻电极导电单元(21)的钙钛矿负极接触电极，使得沿所述第一方向分布的若干钙钛矿太阳电池单元(11)串联形成钙钛矿电池串；
所述钙钛矿阳极并联总线(31)通过沿所述第二方向分布的若干触点与阵列第一边缘的若干钙钛矿正极接触电极一一对应连接，所述钙钛矿阴极并联总线(32)通过沿所述第二方向分布的若干触点与阵列第二边缘的若干钙钛矿负极接触电极一一对应连接，使得沿所述第二方向分布的若干钙钛矿电池串并联；
所述晶硅单元串联线(36)的一端通过触点连接所述电极导电单元(21)的晶硅正极接触电极，另一端通过触点连接第二方向上相邻电极导电单元(21)的晶硅负极接触电极，使得沿所述第二方向分布的若干电极导电单元(21)串联形成晶硅电池串；
所述晶硅正极并联总线(34)通过沿所述第一方向分布的若干触点与阵列第三边缘的若干晶硅正极接触电极一一对应连接，所述晶硅负极并联总线(35)通过沿所述第一方向分布的若干触点与阵列第四边缘的若干晶硅负极接触电极一一对应连接，使得沿所述第一方向分布的若干晶硅电池串并联。
9.根据权利要求1所述的马赛克钙钛矿-晶硅太阳电池组件，其特征在于，所述若干晶硅太阳电池与所述若干钙钛矿太阳电池单元(11)形成50%的叠层率。
10.一种马赛克钙钛矿-晶硅太阳电池组件的制备方法，其特征在于，包括步骤：
制备钙钛矿太阳电池层(1)，所述钙钛矿太阳电池层(1)包括呈阵列分布的若干钙钛矿太阳电池单元(11)；
获取若干电极导电单元(21)，并在部分所述电极导电单元(21)上电学耦合晶硅太阳电池，形成若干晶硅导电单元(22)；
制备具有互连结构的互连背板(3)；
根据马赛克图案将所述若干电极导电单元(21)和所述若干晶硅导电单元(22)一一对应地耦合在所述钙钛矿太阳电池单元(11)上，使得所述电极导电单元(21)与所述钙钛矿太阳电池单元(11)之间电学耦合，所述晶硅太阳电池与所述钙钛矿太阳电池单元(11)之间光学耦合；
将所述互连背板(3)表面的互连结构与所述若干电极导电单元(21)电学耦合，使得所述若干钙钛矿太阳电池单元(11)沿第一方向串联形成若干钙钛矿电池串且所述若干钙钛矿电池串沿第二方向并联，同时使得所述若干电极导电单元(21)沿第二方向串联形成若干晶硅电池串且所述若干晶硅电池串沿第一方向并联。
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