CN216773252U - 太阳能装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供了太阳能装置。太阳能装置可以包括：具有第一带隙的硅太阳能电池；覆盖硅太阳能电池的玻璃板，其中玻璃板包括顶表面和底表面；和具有第二带隙的钙钛矿太阳能电池，其中钙钛矿太阳能电池沉积在玻璃板的底表面上。

Description

太阳能装置

交叉引用

本申请要求2020年9月22日提交的美国临时专利申请号 63/081,747、2020年9月22日提交的美国临时专利申请号63/081,750、 2020年9月22日提交的美国临时专利申请号63/081,753、2020年9 月22日提交的美国临时专利申请号63/081,758、2020年9月22日提交的美国临时专利申请号63/081,756、2020年9月22日提交的美国临时专利申请号63/081,755、2020年9月22日提交的美国临时专利申请号63/081,752、2020年10月12日提交的美国临时专利申请号 63/090,636、2020年10月12日提交的美国临时专利申请号63/090,642、2020年10月12日提交的美国临时专利申请号63/090,643的优先权，其各自的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请涉及太阳能装置，特别是太阳能电池。

背景技术

太阳能电池是将光转换为电的电气装置。硅太阳能电池可以能够将波长大于约400纳米(“nm”)且小于约1100nm的光转换为电。然而，随着光的波长从1100nm减小，硅太阳能电池的转换效率可能越来越差。另外，硅太阳能电池可能无法将高于约1100nm的光波长转换为电，因为这种波长的光缺乏克服硅的带隙(band gap)所需的能量。

串联太阳能电池可以具有两个彼此堆叠的独立太阳能电池。底部电池可以是硅太阳能电池，并且顶部电池可以由不同的材料制成。顶部电池可以具有比硅太阳能电池更高的带隙。因此，顶部电池可以能够将较短波长的光有效地转换为电。顶部电池对较长波长的光可以是透明的，这可以允许下面的硅太阳能电池将较长波长的光吸收并转换成电。

在顶部电池和底部电池之间的界面处的光学损失以及在顶部电池或底部电池的任一层中的复合损耗都可能导致电池效率降低。另外，串联太阳能电池可能难以制造。

实用新型内容

本公开描述了串联的硅-钙钛矿太阳能模块及其制造方法。如本文所述的串联的硅-钙钛矿太阳能模块可以具有底部硅太阳能电池和顶部钙钛矿太阳能电池。钙钛矿太阳能电池可以具有比硅太阳能电池更高的带隙。例如，钙钛矿太阳能电池可具有约1.7电子伏特(“eV”) 的带隙，而硅太阳能电池可具有约1.1eV的带隙。因此，钙钛矿太阳能电池可以能够将较短波长的光有效地转换为电。钙钛矿太阳能电池对较长波长的光可以是透明的，这可以允许下面的硅太阳能电池将较长波长的光吸收并转换成电。钙钛矿太阳能电池和硅太阳能电池一起可以能够比单个太阳能电池将更宽频谱的光有效地转换成电(即，串联电池中的热化损失可能比单个电池太阳能模块小，导致更高的全频谱效率)。

硅太阳能电池可以是单晶或多晶的硅太阳能电池。硅太阳能电池可以是常规太阳能面板的组件。太阳能面板可以具有其上设置硅太阳能电池的背板。密封剂可以覆盖硅太阳能电池的顶部，以防止其暴露于灰尘和水分。太阳能面板还可具有向硅太阳能电池提供额外保护的顶部玻璃板。

钙钛矿太阳能电池可以沉积在顶部玻璃板的底表面上。这可能与其中钙钛矿电池仅设置在硅晶片的顶部的常规串联太阳能模块的结构不同。将钙钛矿太阳能电池沉积在顶部玻璃板的下表面上可以使制造商将钙钛矿太阳能电池并入其常规的硅太阳能面板中，而无需重新加工或工艺变化。相反，这些制造商仅可以用钙钛矿玻璃板代替常规玻璃板。本公开可以将钙钛矿玻璃板称为“活性玻璃”。

钙钛矿太阳能电池可以具有沉积在顶部玻璃板上的第一透明导电氧化物(“TCO”)层、沉积在第一TCO层上的空穴传输层(“HTL”)、沉积在HTL上的钙钛矿层、沉积在钙钛矿层上的电子传输层(“ETL”) 和沉积在ETL上的第二TCO层。第一和第二TCO层可以用作钙钛矿太阳能电池的端子。ETL和HTL可以分别促进电子和空穴传输，同时分别抑制空穴和电子传输。钙钛矿层可以吸收光以产生载荷子，这导致跨越钙钛矿太阳能电池的端子的电压和电流流动。

钙钛矿太阳能电池和硅太阳能电池可以彼此电隔离，并且每个电池可以具有其自己的端子。即，串联太阳能模块可以是4端子模块。钙钛矿太阳能电池和硅太阳能电池可以通过以适当的方式连接端子来串联或并联连接。在串联连接的情况下，钙钛矿太阳能电池和硅太阳能电池可以是电流匹配的。在并联连接的情况下，钙钛矿太阳能电池和硅太阳能电池可以是电压匹配的。

本公开还描述了用于制造上述活性玻璃的方法。活性玻璃可以包括通过单独施加钙钛矿前体，然后对前体进行退火而形成的钙钛矿层。可以沉积金属铅层，然后沉积无机卤化物层(例如，甲基碘化铵 /碘化甲脒鎓)，然后沉积卤化物(例如，碘)。通过以这种方式施加各种前体，可以将相同的沉积设备用于多层，降低复杂性和成本，并能实现使用高通量制造工艺。另外，可以严格控制前体的各种比例，产生更高质量的膜。而且，可以为每一层沉积各种不同的前体以改善膜质量。例如，乙酸铅可以施加在铅层上以改善有机卤化物和卤化物向铅层中的集成。类似地，可以引入不同的卤化物以改善晶粒生长和其他膜性能。可以通过多种技术来施加钙钛矿前体，包括超声喷涂和物理气相沉积。与多个“喷头”型喷嘴组合使用时，超声喷涂可提供均匀且可控的前体施加，进而可产生基本无缺陷的高质量膜。

在一个方面，本公开提供了一种装置，其包括：具有第一带隙的硅太阳能电池；覆盖硅太阳能电池的玻璃板，其中玻璃板包括顶表面和底表面；和具有第二带隙的钙钛矿太阳能电池，其中钙钛矿太阳能电池沉积在玻璃板的底表面上。在一些实施方案中，硅太阳能电池与钙钛矿太阳能电池电隔离。在一些实施方案中，硅太阳能电池包括两个端子，且钙钛矿太阳能电池包括两个端子。在一些实施方案中，钙钛矿太阳能电池包括光敏钙钛矿层，其中光敏钙钛矿层包括 CH₃NH₃PbX₃或H₂NCHNH₂PbX₃。在一些实施方案中，X包括碘化物、溴化物、氯化物或其组合。在一些实施方案中，钙钛矿太阳能电池包括第一透明导电氧化物(TCO)层和第二TCO层。在一些实施方案中，第一TCO层和第二TCO层是钙钛矿太阳能电池的端子。在一些实施方案中，第一TCO层和第二TCO层包括氧化铟。在一些实施方案中，钙钛矿太阳能电池包括包含苯基-C61-丁酸甲酯的电子传输层 (ETL)。在一些实施方案中，钙钛矿太阳能电池包括包含氧化镍的空穴传输层(HTL)。在一些实施方案中，该装置还包括包含硅太阳能电池的多个硅太阳能电池和包含钙钛矿太阳能电池的多个钙钛矿太阳能电池，其中多个钙钛矿太阳能电池被激光划刻在顶部玻璃板中，以使多个钙钛矿太阳能电池与多个硅太阳能电池电压匹配或电流匹配。在一些实施方案中，顶部玻璃板的表面积基本对应于60电池或 72电池的太阳能面板的表面积。在一些实施方案中，顶部玻璃板的顶表面包括抗反射涂层。在一些实施方案中，顶部玻璃板的顶表面包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)。在一些实施方案中，PDMS包括1:10的氧化铝PDMS、带纹理的1:50的氧化铝PDMS或带纹理的PDMS。在一些实施方案中，顶部玻璃板的底表面具有带纹理的表面。在一些实施方案中，装置还包括设置在硅太阳能电池和钙钛矿太阳能电池之间的密封剂。在一些实施方案中，密封剂选自乙烯-乙酸乙烯酯 (“EVA”)、热塑性聚烯烃(“TPO”)、PDMS、硅酮和石蜡。在一些实施方案中，硅太阳能电池和钙钛矿太阳能电池并联电连接。在一些实施方案中，硅太阳能电池和钙钛矿太阳能电池串联电连接。在一些实施方案中，第二带隙在约1.5至1.9电子伏特(eV)之间。在一些实施方案中，装置具有至少约30％的功率转换效率。在一些实施方案中，硅太阳能电池选自单晶太阳能电池、多晶太阳能电池、钝化发射极背接触(passivated emitter rearcontact，PERC)太阳能电池、叉指背接触电池(interdigitated back contact cell，IBC)和本征薄层异质结 (heterojunction with intrinsic thin layer，HIT)太阳能电池。

在另一方面，本公开提供了一种装置，其包括：具有第一带隙的硅太阳能电池；具有第二带隙的钙钛矿太阳能电池，其中钙钛矿太阳能电池邻近硅电池设置，并且其中装置具有至少约30％的功率转换效率。在一些实施方案中，硅太阳能电池与钙钛矿太阳能电池电隔离。在一些实施方案中，硅太阳能电池包括两个端子，且钙钛矿太阳能电池包括两个端子。在一些实施方案中，钙钛矿太阳能电池包括光敏钙钛矿层，其中光敏钙钛矿层包括CH₃NH₃PbX₃或H₂NCHNH₂PbX₃。在一些实施方案中，X包括碘化物、溴化物、氯化物或其组合。在一些实施方案中，钙钛矿太阳能电池包括第一透明导电氧化物(TCO)层和第二TCO层。在一些实施方案中，第一TCO层和第二TCO层是钙钛矿太阳能电池的端子。在一些实施方案中，第一TCO层和第二 TCO层包括氧化铟。在一些实施方案中，钙钛矿太阳能电池包括包含苯基-C61-丁酸甲酯的电子传输层(ETL)。在一些实施方案中，钙钛矿太阳能电池包括包含氧化镍的空穴传输层(HTL)。在一些实施方案中，装置还包括设置在硅太阳能电池和钙钛矿太阳能电池之间的密封剂。在一些实施方案中，密封剂选自乙烯-乙酸乙烯酯(“EVA”)、热塑性聚烯烃(“TPO”)、PDMS、硅酮和石蜡。在一些实施方案中，硅太阳能电池和钙钛矿太阳能电池并联电连接。在一些实施方案中，硅太阳能电池和钙钛矿太阳能电池串联电连接。在一些实施方案中，第二带隙在约1.5至1.9电子伏特(eV)之间。在一些实施方案中，硅太阳能电池选自单晶太阳能电池、多晶太阳能电池、钝化发射极背接触(PERC)太阳能电池、叉指背接触电池(IBC)和本征薄层异质结(HIT)太阳能电池。

在另一方面，本公开提供了一种用于形成太阳能电池的透明导电层的方法，包括：(a)使用至多约0.6瓦每平方厘米(W/cm²)的沉积能量，在太阳能电池上沉积透明导电层的缓冲层；和(b)使用至多约1W/cm²的沉积能量，在缓冲层上沉积透明导电层的主体层。在一些实施方案中，(a)和(b)包括物理气相沉积工艺。在一些实施方案中，缓冲层为至少5纳米厚。在一些实施方案中，方法还包括在 (a)之前，在太阳能电池上沉积银层。在一些实施方案中，银层为至多约10埃厚。在一些实施方案中，方法还包括使透明导电层退火。

在另一方面，本公开提供了一种用于形成太阳能电池的钙钛矿层的方法，包括：(a)通过物理气相沉积在太阳能电池的顶玻璃上沉积金属铅(Pb)层；(b)通过超声喷涂在金属铅层上施加甲基碘化铵 (MAI)或碘化甲脒鎓(FAI)层；和(c)通过在MAI或FAI层上平移分配单元而使MAI或FAI层暴露于碘气，其中分配单元包括配置成提供碘气的多个喷嘴。在一些实施方案中，方法还包括在(b)之前，将铅盐施加到金属铅层。在一些实施方案中，铅盐包括一种或多种选自乙酸铅(II)、氯化铅(II)、溴化铅(II)和碘化铅(II)的盐。在一些实施方案中，MAI或FAI层包含甲基氯化铵(MAC1)添加剂。在一些实施方案中，方法还包括将苯基乙基碘化铵(PEAI)溶液施加到MAI或FAI层。在一些实施方案中，(a)-(c)在对碘气无反应性的室中进行。在一些实施方案中，室由玻璃制成。在一些实施方案中，室由钛制成。在一些实施方案中，方法还包括(d)进行一个或多个退火操作，以由金属铅层、MAI或FAI层和碘气形成钙钛矿层。在一些实施方案中，多个喷嘴包括一个或多个喷头喷嘴。

在另一方面，本公开提供了一种用于形成太阳能电池的钙钛矿层的方法，包括：(a)使用包括多个喷嘴的超声分配单元以在太阳能电池上施加包括碘化铅、溴化铅和氯化铅的卤化铅层；和(b)使用超声分配单元以在卤化铅层上施加甲基卤化铵层。在一些实施方案中，卤化铅层包含按重量计比溴化铅更多的氯化铅。

本公开的其他方面提供了制造和制备上文以及本公开中其他地方描述的装置和组件的方法。

通过下面的详细描述，本公开的其他方面和优点对于本领域技术人员将变得显而易见，其中，仅示出和描述本公开的说明性实施方案。将会认识到，本公开能够具有其他和不同的实施方案，并且其若干细节能够在各种明显的方面进行修改，所有这些都不脱离本公开。因此，附图和描述本质上应被认为是说明性的，而不是限制性的。

援引并入

本说明书中提到的所有出版物、专利和专利申请都以引用的方式并入本文，就好像每个单独的出版物、专利或专利申请被明确地并单独地指出通过引用并入一样。在通过援引并入的出版物和专利或专利申请与本说明书中包含的公开内容相抵触的程度上，本说明书旨在取代和/或优先于任何此类相抵触的材料。

附图说明

本实用新型的新颖特征在所附权利要求书中特别地阐述。通过参考以下详细描述及附图将获得对本实用新型的特征和优点的更好理解，所述详细描述阐述了其中利用本实用新型的原理的说明性实施方案，在附图(在本文也称为“图”)中：

图1示意性地示出了根据一个实施方案的串联4端子硅-钙钛矿太阳能电池；

图2示意性地示出了根据一个实施方案的太阳能电池的钙钛矿层的形成；

图3是根据本公开的实施方案的用于形成钙钛矿光伏的制造工艺的流程图；

图4是根据一个实施方案的图3的操作310的流程图；

图5是根据一个实施方案的图3的操作340的流程图；

图6是根据一个实施方案的图3的操作350的流程图；

图7是根据一个实施方案的图3的操作360的流程图；

图8示意性地示出了根据一个实施方案的钙钛矿前体沉积室；

图9示意性地示出了根据一个实施方案的用于喷涂喷嘴的喷头设计；

图10示意性地示出了根据一个实施方案的用于钙钛矿光伏的集成生产流程；

图11示出了根据一个实施方案的穿过钙钛矿太阳能电池的各种波长的光的透射；

图12示出了被编程或以其他方式配置为实现本文提供的方法的计算机系统；和

图13是根据一个实施方案的用于形成钙钛矿层的制造工艺的流程图。

具体实施方式

尽管已经在本文中示出和描述了本实用新型的各个实施方案，但是对于本领域技术人员而言显而易见的是，这些实施方案仅作为实例提供。在不脱离本实用新型的情况下，本领域技术人员可以想到许多变化、改变和替换。应当理解，可以采用本文所述的本实用新型的实施方案的各种替代方案。

每当术语“至少”、“大于”或“大于或等于”在一系列两个或更多个数值中的第一个数值之前时，术语“至少”、“大于”或“大于或等于”适用于该系列数值中的每个数值。例如，大于或等于1、2或3相当于大于或等于1、大于或等于2、或大于或等于3。

每当术语“不大于”、“小于”或“小于或等于”在一系列两个或更多个数值中的第一个数值之前时，术语“不大于”、“小于”、或“小于或等于”适用于该系列数值中的每个数值。例如，小于或等于3、2或1 相当于小于或等于3、小于或等于2、或小于或等于1。

如本文所用，术语“太阳能电池”通常是指利用光伏效应从光产生电的装置。

如本文所用，术语“串联”是指具有两个彼此堆叠的太阳能电池的太阳能模块。

如本文所用，术语“4-端子”是指串联太阳能模块，其中顶部和底部的太阳能电池各自具有两个可接近的端子。

如本文所用，术语“钙钛矿”通常是指具有类似于钙钛氧化物的晶体结构并且适合用于钙钛矿太阳能电池的材料。钙钛矿材料的一般化学式是ABX₃。钙钛矿材料的实例包括甲基铵三卤化铅(即 CH₃NH₃PbX₃，其中X是卤素离子，例如碘化物、溴化物或氯化物) 和甲脒三卤化铅(即H₂NCHNH₂PbX₃，其中X是卤素离子，例如碘化物、溴化物或氯化物)。

如本文所用，术语“单晶硅”通常是指具有在整个材料中均质的晶体结构的硅。单晶硅的取向、晶格参数和电子特性在整个材料中可以是恒定的。单晶硅可以掺杂有磷或硼，例如，以分别使硅成为n型或p型。

如本文所用，术语“多晶硅”通常是指具有不规则晶粒结构的硅。

如本文所用，术语“钝化发射极背接触(PERC)太阳能电池”通常是指在太阳能电池的背侧上具有额外的介电层的太阳能电池。该介电层可起到将未吸收的光反射回太阳能电池以进行第二吸收尝试的作用，并可以额外钝化太阳能电池的背表面，从而提高太阳能电池的效率。

如本文所用，术语“本征薄层异质结(HIT)太阳能电池”通常是指由被超薄的非晶硅层围绕的单晶硅晶片组成的太阳能电池。一个非晶硅层可以是n掺杂的，而另一非晶硅层可以是p掺杂的。

如本文所用，术语“叉指背接触电池(IBC)”通常是指包括两个或更多个设置在太阳能电池的背侧(例如，与入射光相反的一侧上) 的电触点的太阳能电池。两个或更多个电触点可邻近于太阳能电池的交替的n-掺杂和p-掺杂区域设置。IBC可以包括被配置为允许载流子长距离迁移的高质量吸收剂材料。

如本文所用，术语“带隙(bandgap)”和“带隙(band gap)”通常是指材料中的价带的顶部与导带的底部之间的能量差。

如本文所用，术语“电子传输层”(“ETL”)通常是指在太阳能电池中促进电子传输并抑制空穴传输的材料层。电子可能是ETL中的多数载流子，而空穴可能是少数载流子。ETL可以由一个或多个n型层制成。一个或多个n型层可以包括n型激子阻挡层。n型激子阻挡层可以具有比太阳能电池的光敏层(例如钙钛矿层)更宽的带隙，但是其导带与光敏层的导带紧密匹配。这可以允许电子容易地从光敏层传递到ETL。

n型层可以是金属氧化物、金属硫化物、金属硒化物、金属碲化物、非晶硅、n型IV族半导体(例如，锗)、n型III-V族半导体(例如，砷化镓)、n型II-VI族半导体(例如，硒化镉)、n型I-VII族半导体(例如，氯化亚铜)、n型IV-VI族半导体(例如，硒化铅)、 n型V-VI族半导体(例如，碲化铋)或n型II-V族半导体(例如，砷化镉)，其中任何一种都可以是掺杂的(例如掺杂磷、砷、或锑) 或未掺杂的。金属氧化物可以是钛、锡、锌、铌、钽、钨、铟、镓、钕、钯、镉的氧化物，或两种或更多种这样的金属的混合物的氧化物。金属硫化物可以是镉、锡、铜、锌的硫化物或两种或更多种这样的金属的混合物的硫化物。金属硒化物可以是镉、锌、铟、镓的硒化物或两种或更多种这样的金属的混合物的硒化物。金属碲化物可以是镉、锌、镉或锡的碲化物，或者是两种或更多种所述金属的混合物的碲化物。可替代地，可以使用其他n型材料，包括有机和聚合物电子传输材料以及电解质。合适的实例包括但不限于，富勒烯或富勒烯衍生物 (例如，苯基-C61-丁酸甲酯)或包含苝或其衍生物的有机电子传输材料。

如本文所用，术语“空穴传输层”(“HTL”)通常是指在太阳能电池中促进空穴传输并抑制电子传输的材料层。空穴在HTL中可能是多数载流子，而电子可能是少数载流子。HTL可以由一个或多个p型层制成。一个或多个p型层可以包括p型激子阻挡层。P型激子阻挡层可以具有与太阳能电池的光敏层(例如钙钛矿层)的价带紧密匹配的价带。这可以允许空穴容易地从光敏层传递到HTL。

P型层可以由分子空穴输送剂、聚合物空穴输送剂或共聚物空穴输送剂制成。例如，p型层可以是以下的一种或多种：氧化镍、苯硫基、非那烯基(phenelenyl)、二噻唑基、苯并噻唑基、二酮吡咯并吡咯基、乙氧基二苯硫基、氨基、三苯基氨基、咔唑基、亚乙基二氧苯硫基、二氧苯硫基或芴基。另外地或可替代地，p型可包含螺- OMeTAD(2,2′,7,7′-四-(N,N-二-对甲氧基苯胺)-9,9'-螺二芴))、P3HT (聚(3-己基噻吩))、PCPDTBT(聚[2,1,3-苯并噻二唑-4,7-二基[4,4-双 (2-乙基己基)-4H-环戊二烯并[2,1-b:3,4-b′]二噻吩-2,6-二基]])、PVK (聚(N-乙烯基咔唑))、聚(3-己基噻吩)、聚[N,N-二苯基-4-甲氧基苯胺-4′,4″-二基]、六噻吩、9,10-双(苯基乙炔基)蒽、5,12-双(苯基乙炔基) 萘、二茚并苝、9,10-二苯基蒽、PEDOT-TMA、PEDOT:PSS、全氟并五苯、苝、聚(苯醚)、聚对苯硫醚、喹吖啶酮、红荧烯、4-(二甲基氨基)苯甲醛二苯腙、4-(二苄基氨基)苯甲醛-N,N二苯腙或酞菁。

图1示意性地示出了根据本公开的一个实施方案的串联4端子硅-钙钛矿太阳能模块100。太阳能模块100可以具有顶部玻璃板105、第一TCO层110、HTL 115、钙钛矿层120、ETL125、第二TCO层 130、密封剂135、硅太阳能电池140和背板145。

顶部玻璃板105可以保护太阳能模块100的下层免受灰尘和水分。顶部玻璃板105和整个太阳能模块100可具有与常规硅太阳能面板相对应的形状因数。例如，顶部玻璃板105可以具有与32电池、 36电池、48电池、60电池、72电池、96电池或144电池的硅太阳能面板相对应的形状因数。顶部玻璃板105可具有至少约2.0毫米(mm)、 2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm、5.0mm或更大的厚度。顶部玻璃板105可具有至多约5.0mm、4.5mm、4.0mm、3.5mm、 3.0mm、2.5mm、2.0mm或更小的厚度。顶部玻璃板105可以是透明的，以允许光进入下面的太阳能电池。在一些情况下，顶部玻璃板 105的顶表面可以覆盖有聚二甲基硅氧烷(“PDMS”)(例如，1:10的氧化铝PDMS、带纹理的1:50的氧化铝PDMS或带纹理的PDMS)，这可以改善光捕获和折射率匹配。在一些情况下，顶部玻璃板105的顶表面可以覆盖有抗反射涂层。在一些情况下，顶部玻璃板105的底表面可以被纹理化以便使得更多的光散射回到钙钛矿层120中。

第一TCO层110、HTL 115、钙钛矿层120、ETL 125和第二TCO层130一起可以形成钙钛矿太阳能电池。钙钛矿太阳能电池可以通过参考图3至图10描述的制造方法设置在顶部玻璃板105的底表面上。钙钛矿太阳能电池可以具有比硅太阳能电池140更高的带隙。例如，钙钛矿太阳能电池可具有约1.30、1.31、1.32、1.33、1.34、1.35、 1.36、1.37、1.38、1.39、1.40、1.41、1.42、1.43、1.44、1.45、1.46、 1.47、1.48、1.49、1.50、1.51、1.52、1.53、1.54、1.55、1.56、1.57、 1.58、1.59、1.60、1.61、1.62、1.63、1.64、1.65、1.66、1.67、1.68、 1.69、1.70、1.71、1.72、1.73、1.74、1.75、1.76、1.77、1.78、1.79、 1.80、1.81、1.82、1.83、1.84、1.85、1.86、1.87、1.88、1.89、1.90、 1.91、1.92、1.93、1.94、1.95、1.96、1.97、1.98、1.99、2.00、2.01、 2.02、2.03、2.04、2.05、2.06、2.07、2.08、2.09、2.10或更高的电子伏特(“eV”)的带隙。相比之下，硅太阳能电池可具有约1.1eV的带隙。因此，钙钛矿太阳能电池可以能够将较短波长的光有效地转换为电。钙钛矿太阳能电池对较长波长的光可以是透明的，这可以允许下面的硅太阳能电池将较长波长的光吸收并转换成电。钙钛矿太阳能电池和硅太阳能电池一起可以能够比单个太阳能电池将更宽频谱的光有效地转换成电。

第一TCO层110可以直接设置在顶部玻璃板105上。将第一 TCO层110直接沉积在顶部玻璃板105上可以防止对HTL 115和钙钛矿层120的损坏。第一TCO层110可以用作钙钛矿太阳能电池的正端子或阴极。第一TCO层110可以具有至少约100纳米(nm)、 200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900 nm、1微米或更大的厚度。第一TCO层110可以具有至多约1微米、 900nm、800nm、700nm、600nm、500nm、400nm、300nm、200 nm、100nm或更小的厚度。第一TCO层110可以由氧化铟(ITO) 制成。第一TCO层110可以由掺杂的ITO制成。

HTL 115可以设置在TCO层110上。HTL 115可以促进空穴从钙钛矿层120到第一TCO层110的传输而不损害透明度和电导率。相反，HTL 115可以抑制电子传输。在一些实施方案中，HTL 115由一个或多个氧化镍层制成。在其他实施方案中，HTL 115由本公开中描述的另一种合适的p型材料制成。HTL 115可具有至少约20nm、 50nm、100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、 800nm、900nm、1微米或更大的厚度。HTL 115可具有至多约1微米、900nm、800nm、700nm、600nm、500nm、400nm、300nm、 200nm、100nm、50nm、20nm或更小的厚度。

钙钛矿层120可以设置在HTL 115上。钙钛矿层120可以是钙钛矿太阳能电池的光敏层。即，钙钛矿层120可以吸收光并产生随后分别扩散到HTL 115和ETL 125中的空穴和电子。在一些实施方案中，钙钛矿层120由甲基铵三碘化铅、甲基铵三溴化铅、甲基铵三氯化铅，或其任何组合制成。在其他实施方案中，钙钛矿层120由甲脒三碘化铅、甲脒三溴化铅、甲脒三氯化铅或其任何组合制成。钙钛矿层120的带隙可通过调节甲基铵三卤化铅或甲脒三卤化铅的卤化物含量来调整。钙钛矿层120可以具有至少约250nm、300nm、400nm、 500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1微米、1.25微米、1.5 微米、1.75微米、2微米或更大的厚度。钙钛矿层120可以具有至多约2微米、1.75微米、1.5微米、1.25微米、1微米、900nm、800nm、700nm、600nm、500nm、400nm、300nm、250nm或更小的厚度。

ETL 125可以设置在钙钛矿层120上。ETL 125可以促进电子从钙钛矿层120到第二TCO层130的传输而不损害透明度和电导率。相反，ETL 115可抑制电子传输。在一些实施方案中，ETL 125由苯基-C61-丁酸甲酯(“PCBM”)制成。在其他实施方案中，ETL 125由本公开中描述的另一种合适的n型材料制成。ETL 115可以具有至少约10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90 nm、100nm、200nm、300nm、400nm、500nm或更大的厚度。HTL 115可以具有至多约500nm、400nm、300nm、200nm、100nm、90 nm、80nm、70nm、60nm、50nm、40nm、30nm、20nm、10nm或更小的厚度。

第二TCO层130可以设置在ETL 125上。第二TCO层130可以用作钙钛矿太阳能电池的负端子或阳极。第二TCO层130可以具有至少约100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700 nm、800nm、900nm、1微米或更大的厚度。第二TCO层130可以具有至多约1微米、900nm、800nm、700nm、600nm、500nm、400 nm、300nm、200nm、100nm或更小的厚度。第二TCO层110可以由氧化铟(ITO)制成。第二TCO层110可以由掺杂的ITO制成。

密封剂135可以设置在钙钛矿太阳能电池的第二TCO层130和硅太阳能电池140之间。密封剂135可以防止钙钛矿太阳能电池和硅太阳能电池140暴露于灰尘和水分。密封剂135可将钙钛矿太阳能电池与硅太阳能电池140电隔离。密封剂135可具有与钙钛矿太阳能电池的TCO层130和硅太阳能电池140的顶部氮化硅或TCO层的折射率匹配的高折射率(例如，大于1.4的折射率)。这种高折射率材料可以减少TCO层130、密封剂135和硅太阳能电池140之间的传输损耗，提高太阳能模块100的电流密度。高折射率材料的使用还可以改善光捕获。高折射率材料可以是乙烯-乙酸乙烯酯(“EVA”)、热塑性聚烯烃(“TPO”)、PDMS、硅酮、石蜡等。下面描述的实施例1和图9示出了通过在密封剂135中使用某些高折射率材料而实现的改进。

通常，硅太阳能电池140可以是具有被薄n型层(“发射极”) 覆盖的p型基板的p型硅太阳能电池，或者它可以是具有被薄p型发射极覆盖的n型基板的n型硅太阳能电池。硅太阳能电池140可以是单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、PERC硅太阳能电池、HIT硅太阳能电池、叉指背接触电池(IBC)等。

硅太阳能电池140可以具有背板145。背板145可以密封太阳能模块100以防止水分进入。在一些情况下，背板145可以是具有顶表面和底表面的玻璃板。玻璃板的顶表面可以具有高反射涂层或带纹理的表面，以进一步增加在硅太阳能电池140和钙钛矿层120中的光捕获或散射回到硅太阳能电池140和钙钛矿层120中。玻璃板可以是透明的。玻璃板可以是基本上透明的。玻璃板的透明度可以促进太阳能电池的双面操作。例如，太阳能电池可以被配置为吸收来自太阳能电池两侧的光。

钙钛矿太阳能电池和硅太阳能电池140可以彼此电隔离，并且每个电池可以具有其自己的端子。即，串联太阳能模块可以是4端子模块。钙钛矿太阳能电池和硅太阳能电池140可以通过以适当的方式连接端子来串联或并联连接。在串联连接的情况下，钙钛矿太阳能电池和硅太阳能电池可以是电流匹配的。在并联连接的情况下，钙钛矿太阳能电池和硅太阳能电池可以是电压匹配的。激光划刻可用于实现电流匹配或电压匹配，例如通过串联或并联连接单独划刻的钙钛矿太阳能电池以获得期望的电压或电流。钙钛矿太阳能电池和硅太阳能电池之间的并联或串联连接可以在模块层压之前通过母线/电极进行。这允许快速且轻松地引入到任何现有的硅制造工艺中。

太阳能模块100可具有至少约25％、26％、27％、28％、29％、 30％或更高的功率转换效率。

图2示意性地示出了图1的钙钛矿层120是如何形成的。可以通过物理气相沉积在HTL上沉积金属铅层。接下来，可以将甲基碘化铵(MAI)或碘化甲脒鎓(FAI)施加到金属铅层。最后，可以将MAI 或FAI暴露于碘气以形成钙钛矿层120，其可以是甲基铵三碘化铅或甲脒三碘化铅。在随后的附图中将更详细地描述该制造工艺和其他制造工艺。

TCO制造

可以使用物理气相沉积(PVD)工艺来制造第一TCO层110和第二TCO层130。可以调整PVD工艺，使得所得的TCO层对光透明 (例如，具有从700纳米(“nm”)至1200nm的波长的光对于第二 TCO层是透明的)。例如，可以相应地调整PVD工艺的氩气压力和沉积功率。例如，氩气压力可以为约1至约5毫托，并且沉积功率可以为约20瓦至约100瓦。另外，可以设置第一TCO层110和第二 TCO层130的厚度以实现这种透明度。这种透明度可以允许下面的硅太阳能电池140尽可能多地吸收钙钛矿层120尚未吸收的光，该钙钛矿层120通常吸收波长为300nm至700nm的光。

在制造第二TCO层130时，PVD工艺可能倾向于在ETL 125 和钙钛矿层120中产生缺陷，这是由于在该工艺期间由等离子体产生的紫外线和氩/氧离子。这种缺陷会降低钙钛矿层120作为电子-空穴对吸收体的性能。例如，由于这种缺陷，钙钛矿层120可表现出较低的开路电压和较低的填充因数。使这种缺陷的产生最小化可能是有益的。

在一个实施方案中，可以通过首先通过低功率PVD工艺在ETL 125上创建TCO的缓冲层来使上述损坏最小化。低功率PVD工艺期间的功率可以至多为约0.60、0.55、0.50、0.45、0.40、0.35、0.30、 0.25、0.20、0.15、0.10、0.05瓦特/平方厘米(“W/cm²”)或更低。缓冲层的厚度可为至少约5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、 55、60、65nm或更大。缓冲层的厚度可为至多约65、60、55、50、 45、40、35、30、25、20、15、10、5nm或更小。紫外线损坏通常是由高功率离子产生的，该高功率离子深入渗透到ETL 125和钙钛矿层 120的本体中，断裂或破坏分子键并导致开路电压和串联电阻二者的降低。使用低功率PVD来创建缓冲层可以阻止后续工艺步骤中的高能离子到达ETL 125和钙钛矿层125。

可以以至多1.00、0.95、0.90、0.85、0.80、0.75、0.70、0.65、 0.60、0.55、0.50、0.45W/cm²或更低的沉积能量将TCO本体层沉积在TCO缓冲层上。

在一些情况下，可以通过蒸发、溅射或原子层沉积而在ETL 125 和第二TCO层130之间的界面处沉积银的超薄层。银的超薄层可为至多约15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2或1埃厚。银的超薄层可以在第二TCO层130的PVD期间充当抵抗紫外线或等离子体的屏障。在一些情况下，可以在第二TCO层上进行后退火，以部分修复PVD工艺期间由紫外线或等离子体引起的某些损坏。可以在100摄氏度下进行2至4分钟的后退火。

可以以至多0.90、0.85、0.80、0.75、0.70、0.65、0.60、0.55、0.50、0.45W/cm²或更低的沉积能量将TCO本体层沉积在TCO缓冲层上。

图3是用于形成钙钛矿光伏的制造工艺300的流程图。工艺300 可以任选地包括产生包括第一透明导电层和空穴传输层的基板(310)。在一些情况下，可以替代地提供预形成的基板。

图4是图3的操作310的流程图。操作310可以包括提供基板 (311)。基板可以是透明基板。基板可以包括基于硅的玻璃(例如，无定形二氧化硅、掺杂的二氧化硅等)、透明导电氧化物、陶瓷、硫属化合物玻璃、聚合物(例如，透明塑料、聚甲基丙烯酸甲酯等)等或其任何组合。基板可以包括太阳能模块的顶表面。例如，基板可以是硅太阳能面板组件的顶玻璃。基板可以被纹理化和/或图案化。例如，基板可以包括被配置为抗反射涂层和粘附表面的纳米级纹理化。在另一个实例中，基板可以包括被配置为生成光子通道的图案化。在另一个实例中，基板可以包括带有电极的预图案化部分，用于从太阳能电池中去除能量(例如，顶部接触网格布局)。基板可具有至少约0.1、 0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、20、 25平方米或更大的面积。基板可具有至多约25、20、15、14、13、 12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1、0.5、0.1平方米或更少的面积。基板可以是大幅面基板。例如，基板可以是第十代基板。

操作310可以包括将一种或多种第一透明导电材料施加到基板以形成第一透明导电层(312)。第一透明导电层可以包括透明导电氧化物(例如，氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌、氧化铝锌、氧化铟镉等)、透明导电聚合物(例如，聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)(PEDOT)、聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)：聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)、聚(4,4-二辛基环戊并二噻吩)等)、碳纳米管、石墨烯、纳米线(例如银纳米线)、金属栅格(例如，包含金属的栅格触点)、薄膜(例如，薄金属膜)、导电晶界等或其任何组合。透明导电层可以具有至少约20％、30％、 40％、50％、60％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、 98％、99％、99.9％或更高的全频谱透明度。透明导电层可具有至多约99.9％、99％、98％、97％、96％、95％、90％、85％、80％、75％、70％、 60％、50％、40％、30％、20％或更低的全频谱透明度。透明导电层可以具有在由任何两个前述值限定的范围内的全频谱透明度。例如，透明导电层可以具有75％至85％的全频谱透明度。透明导电层可在频谱带上具有至少约20％、30％、40％、50％、60％、70％、75％、80％、 85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％、99.9％或更高的透明度。透明导电层在频谱带上可具有至多约99.9％、99％、98％、97％、96％、 95％、90％、85％、80％、75％、70％、60％、50％、40％、30％、20％或更低的透明度。例如，透明导电层在400nm至1200nm的波长范围内可以具有85％的透射率。本文其他地方描述了形成透明导电氧化物层的方法。

操作310可以包括将一个或多个空穴传输层施加到透明导电层 (313)。一个或多个空穴传输层可以被配置为使空穴从吸收层穿梭到透明导电层并从太阳能模块中穿梭出来。一个或多个空穴传输层可包含有机分子(例如，2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺双芴(螺-OMeTAD))、无机氧化物(例如，氧化镍(NiO_x)、氧化铜 (CuO_x)、氧化钴(CoO_x)、氧化铬(CrO_x)、氧化钒(VO_x)、氧化钨(WO_x)、氧化钼(MoO_x)、氧化铜铝(CuAlO₂)、氧化铜铬 (CuCrO₂)、氧化铜镓(CuGaO₂)等)、无机硫属化合物(例如，碘化铜(CuI)、硫化铜铟(CuInS₂)、硫化铜锌锡(CuZnSnS₄)、硫化铜钡锡(CuBaSnS₄)等)、其他无机材料(例如，硫氰酸铜(CuSCN) 等)、有机聚合物等或其任何组合。例如，可以用氧化镍涂覆覆盖有氧化铟锡的玻璃基板以在透明导电层上形成空穴传输层。

操作310可以任选地包括在空穴传输层上进行一个或多个光刻操作(314)。一个或多个光刻操作可以包括光学光刻(例如(极端) 紫外线光刻、x射线光刻、激光划刻等)、电子束光刻、离子束光刻、纳米压印光刻、其他直接写入工艺(例如蘸笔光刻、喷墨印刷)等，或其任何组合。例如，可以使用激光划刻将多个特征铭刻到空穴传输层上。一个或多个光刻操作可以包括特征的增加和/或减少。例如，可以将特征固化并变得永久化。在另一个实例中，可以通过从靶材去除材料来形成特征。

返回图3，工艺300可以包括将一种或多种钙钛矿前体施加到空穴传输层(320)。施加可包括化学气相沉积(CVD)、等离子体增强CVD、原子层沉积、旋涂、浸涂、刮刀刮涂、落模铸造、离心铸造、化学溶液沉积、溶胶-凝胶沉积、电镀、物理气相沉积、热蒸发、分子束外延、溅射、脉冲激光沉积、阴极电弧沉积、超声喷涂、喷墨印刷等或其任何组合。施加可包括一次施加单种钙钛矿前体。例如，可以将第一钙钛矿前体蒸发到空穴传输层上，然后可以将第二钙钛矿前体喷射到第一前体上。施加可包括一次施加多种前体。例如，喷墨打印机可以施加包含多种前体的溶液。工艺300可以任选地包括将一种或多种另外的钙钛矿前体施加到空穴传输层(330)。可以以与操作320 相同的方式施加另外的钙钛矿层。例如，可以通过物理气相沉积来沉积第一前体，然后可以通过物理气相沉积来沉积第二前体。替代地，可以以与操作320不同的方式来施加另外的钙钛矿层。例如，可以通过物理气相沉积来沉积第一钙钛矿前体，而可以通过超声喷雾来沉积第二钙钛矿前体。操作330可以重复多次。例如，可以在多个操作中将多种另外的钙钛矿前体施加至空穴传输层。

超声喷涂应用可包括使用多个喷雾喷嘴。可以测试多种不同类型的喷雾喷嘴以形成由喷雾喷嘴沉积的膜的预定均匀性和/或厚度，并且可以从多种不同类型的喷雾喷嘴选择最佳的喷雾喷嘴。一旦选择最佳喷雾喷嘴，就可以在超声喷涂应用中使用多个该类型的喷嘴。多个喷嘴可形成被配置成在大面积上喷雾以提高通量和效率的一组喷嘴。喷嘴组可以是喷嘴带(例如，单一维度上的一行喷嘴)、喷嘴的二维布置(例如，分布在矩形上的喷嘴)、喷嘴的三维布置(例如，分布在三个维度上的多个喷嘴)。超声喷涂应用的使用可以使卷对卷内联制造工艺成为可能。在卷对卷内联制造工艺中，一系列喷嘴组可各自依次向基板添加不同的层，可对基板进行处理(例如，退火、激光划刻等)，并在单一产线上生成最终光伏电池。与逐步制造工艺相比，使用卷对卷工艺可以显著改善成本和生产速度。

一种或多种钙钛矿前体可包含一种或多种卤化铅(例如，氟化铅、氯化铅、溴化铅、碘化铅等)、铅盐(例如，乙酸铅、氧化铅等)、其他金属盐(例如，卤化锰、卤化锡、金属氧化物、金属卤化物等)、有机卤化物(例如，氯化甲脒鎓、溴化甲脒鎓、碘化甲脒鎓、甲基氯化铵、甲基溴化铵、甲基碘化铵、丁基卤化铵等)、碱金属盐(例如，碱金属卤化物等)、碱土金属盐(例如，碱土金属卤化物等)、钙钛矿纳米颗粒等，或其任何组合。多种钙钛矿前体可用作一种或多种钙钛矿前体。例如，甲基碘化铵和丁基碘化铵都可以用作钙钛矿前体。在该实例中，甲基碘化铵与丁基碘化铵的比例可为约1:99、10:90、 20:80、30:70、40:60、50:50、60:40、70:30、80:20、10:90或99:1。在另一个实例中，卤化铅的混合物可以用作钙钛矿前体的一部分。使用卤化铅的不同混合物可允许调整钙钛矿层的带隙。例如，使用溴化铅 (II)和碘化铅(II)的不同混合物可导致不同的带隙。使用不同量的氯化铅(II)可影响钙钛矿层的晶体稳定性，并可以防止层内的相偏析。按重量计，添加的氯化铅(II)的量可以大于添加的溴化铅(II) 的量。按重量计，添加的氯化铅(II)的量可以小于添加的溴化铅(II) 的量。按重量计，添加的氯化铅(II)的量可以与添加的溴化铅(II) 的量相同。溶液中可溶的碘化铅(II)的量可能与溶液中溴化铅(II) 和氯化铅(II)的量有关。例如，向碘化铅(II)溶液中添加更多的溴化铅(II)和氯化铅(II)可以改善碘化铅(II)的溶解度，并导致钙钛矿层中的颗粒减少。

一种或多种钙钛矿前体可以是一种或多种钙钛矿前体溶液。例如，在二甲亚砜溶液中的碘化铅(II)溶液可以是钙钛矿前体。钙钛矿前体可以在至少约0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、 12、13、14、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、 75、80、85、90、95、99或更多重量百分比的钙钛矿前体的溶液中。钙钛矿前体可以在至多约99、95、90、85、80、75、70、65、60、55、 50、45、40、35、30、25、20、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1、0.5、0.1或更少重量百分比的钙钛矿前体的溶液中。溶液可以包含一种或多种溶剂。溶剂的实例包括但不限于极性溶剂(例如，水、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、醚、酯、乙酸盐、丙酮等)、非极性溶剂(例如，己烷、甲苯等)等，或其任何组合。溶剂和溶剂组合物的正确混合可以有助于控制溶剂去除速度，从而影响晶粒发展以及体缺陷形成。

一种或多种钙钛矿前体可包含一种或多种添加剂。一种或多种添加剂的添加可以被配置为减少和/或消除如本文其他地方制备的钙钛矿层内的缺陷。一种或多种添加剂可包含一种或多种重结晶溶剂。可以将一种或多种重结晶溶剂添加到包含一种或多种钙钛矿前体的溶液中。可以在一种或多种钙钛矿前体的沉积之后和/或在一种或多种钙钛矿前体的退火之后，施加一种或多种重结晶溶剂。例如，可以施加卤化铅前体，然后可以施加重结晶溶剂，并且可以将钙钛矿前体进一步退火以使卤化铅前体取向以更好地集成甲基碘化铵。重结晶溶剂的实例包括但不限于，卤代苯(例如，氯苯、溴苯等)、卤仿(例如，氯仿、碘仿等)、醚(例如，乙醚)等，或其任何组合。

可以调整各种参数以提供预定的钙钛矿层。参数的实例包括但不限于，钙钛矿前体溶液施加温度、体积施加速率、超声喷涂仪器的超声功率、前体施加的横向速度(例如，基板移动通过施加器的速度)、施加器高度(例如，从施加器到基板的距离)、环境因素(例如，湿度、反应性气体含量、温度等)、润湿表面能等，或其任何组合。工艺300的任何部分，包括钙钛矿前体的施加，都可以在受控环境中进行。受控环境可以具有至少约10％、20％、30％、40％、50％、60％、 70％、80％、90％、99％或更高的相对湿度。受控环境可以具有至多约99％、90％、80％、70％、60％、50％、40％、30％、20％、10％或更小的相对湿度。受控环境可以包括受控气氛。受控气氛可以包括惰性气体(例如，氮气、稀有气体等)。受控气氛可具有至少约1百万分率 (ppm)、10ppm、50ppm、100ppm、500ppm、1,000ppm、5,000 ppm、1％、5％、10％、15％、20％或更高的氧含量。受控气氛可具有至多约20％、15％、10％、5％、1％、5,000ppm、1,000pm、500ppm、 100ppm、50ppm、10ppm、1ppm或更少的氧含量。受控气氛可处于至少约为15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、 80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、 145、150、160、170、180、190、200摄氏度或更高的温度。受控气氛可处于至多约为200、190、180、170、160、150、145、140、135、 130、125、120、115、110、105、100、95、90、85、80、75、70、65、 60、55、50、45、40、35、30、25、20、15摄氏度或更低的温度。

工艺300可以包括对钙钛矿前体进行一个或多个处理操作以产生钙钛矿层(340)。如果将钙钛矿前体相反沉积为完整的钙钛矿层，则可以省略操作340。图5是图3的操作340的流程图。操作340可以包括提供基板，该基板包括第一透明导电层、空穴传输层和一种或多种施加的钙钛矿前体(341)。基板可以是工艺300的操作310-330 的结果。

操作340可以包括在钙钛矿前体上进行一个或多个处理操作以产生钙钛矿层(342)。一个或多个处理操作可以包括退火、曝光(例如，紫外线曝光)、搅拌(例如，振动)、官能化(例如，表面官能化)、电镀、模板倒置等，或其任何组合。例如，可以对具有钙钛矿前体的基板进行退火以从前体形成钙钛矿层。在另一个实例中，可将钙钛矿前体退火并且随后官能化。退火可以是在惰性气氛(例如，氩气气氛、氮气气氛)下的退火。退火可以在反应性气氛(例如，包含试剂(例如，甲基铵)的气氛)下进行。退火可处于至少约为15、20、 25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、 100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、160、 170、180、190、200摄氏度或更高的温度。退火可处于至多约为200、 190、180、170、160、150、145、140、135、130、125、120、115、 110、105、100、95、90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、 35、30、25、20、15摄氏度或更低的温度。退火可以在由任何两个前述值限定的温度范围内。例如，退火可以在90至120摄氏度的温度下进行。

操作340可包括将一个或多个附加层施加到钙钛矿层(343)。一个或多个附加层可包括一个或多个附加钙钛矿层。例如，可以将具有不同带隙的第二钙钛矿层施加到第一钙钛矿层。一个或多个附加层可包含一种或多种附加钙钛矿前体。例如，可以施加碘气以在钙钛矿和/或钙钛矿前体层上形成碘层。一个或多个附加层可包括一个或多个洗涤操作。洗涤操作可包括将溶剂施加到钙钛矿层。溶剂的实例包括但不限于水、非极性有机溶剂(例如，己烷、甲苯等)、极性有机溶剂(例如，甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮等)、离子溶剂等。一个或多个附加层可包括一个或多个钝化层。钝化层可以包括被配置为钝化和 /或稳定钙钛矿层的试剂。例如，包含苯乙基碘化铵的溶液的施加可以钝化和稳定钙钛矿层的晶粒。

操作340可以包括在一个或多个附加层和/或钙钛矿层上进行一个或多个光刻操作(344)。一个或多个光刻操作可以是如本文其他地方所述的一个或多个光刻操作。例如，可以使用激光划刻在钙钛矿层上生成特征。

返回图3，工艺300可以包括将电子传输层施加到钙钛矿层上 (350)。图6是图3的操作350的流程图。操作350可以包括提供基板，该基板包括第一透明导电层、空穴传输层和钙钛矿层(351)。基板可以是由图3的操作310-340生成的基板。

操作350可以包括将电子传输层施加到钙钛矿层(352)。可以通过本文其他地方描述的方法和系统来施加电子传输层(例如，物理气相沉积等)。电子传输层可以包括导带最小值小于钙钛矿层的导带最小值的材料。例如，如果钙钛矿层具有-3.9eV的导带最小值，则电子传输层可以具有-4eV的导带最小值。电子传输层材料的实例包括但不限于氧化钛(例如，TiO₂)、氧化锌、氧化锡、氧化钨、氧化铟、氧化铌、氧化铁、氧化铈、氧化钛锶、氧化锌锡、氧化钡锡、硒化镉、硫化铟、碘化铅、有机分子(例如，苯基C61-丁酸甲酯(PCBM)、聚(3-己基噻吩-2,5-二基)(P3HT)等)、氟化锂、巴克敏斯特富勒烯(C60)等或其任何组合。操作350可以任选地包括在电子传输层上进行一个或多个光刻操作(353)。一个或多个光刻操作可以是如本文其他地方所述的一个或多个光刻操作。例如，可以使用激光划刻在电子传输层上生成特征。

返回图3，工艺300可以包括将第二透明导电层施加到电子传输层(360)。图7是图3的操作360的流程图。操作360可以包括提供基板，该基板包括第一透明导电层、空穴传输层、钙钛矿层和电子传输层(371)。基板可以是由图3的操作310-350生成的基板。

操作360可以包括将第二透明导电层施加到电子传输层(362)。第二透明导电层可以具有与第一透明导电层相同的类型。例如，第一透明导电层和第二透明导电层都可以是氧化铟锡。第二透明导电层可以具有与第一透明导电层不同的类型。可以如本文其他地方所述沉积第二透明导电层(例如，物理气相沉积等)。

操作360可以包括将一个或多个母线施加到第二透明导电层 (363)。可以将一个或多个母线作为母线施加(例如，将预成型的母线施加到第二透明导电层)。例如，可以使用掩模从蒸发工艺中形成母线。一个或多个母线可以以固体膜的形式被施加并且随后形成为母线。例如，可以将银膜沉积在第二透明导电层上并蚀刻以形成母线。在另一个实例中，可以使用激光划刻从银膜形成母线。操作360可以任选地包括在电子传输层上进行一个或多个光刻操作(364)。一个或多个光刻操作可以是如本文其他地方所述的一个或多个光刻操作。例如，可以使用激光划刻在第二透明导电层上生成特征。母线可以附接到至少约2、3、4或更多个端子。母线可以附接到至多约4、3、2或更少个端子。端子可被配置为与一个或多个另外的光伏模块形成并联连接。端子可被配置为与一个或多个另外的光伏模块形成串联连接。可以对端子进行划刻(例如，激光划刻)。端子可被配置为使得钙钛矿光伏器件能够与另一光伏器件连接，之后层压两个光伏器件。例如，钙钛矿光伏器件可以通过两个端子连接到硅光伏器件。

返回图3，工艺300可以包括将密封剂施加到第二透明导电层(370)。密封剂可被配置为减少或基本消除钙钛矿层对一种或多种反应性物质的暴露。反应性物质的实例包括但不限于氧气、水和极性分子(例如，极性挥发性有机化合物、酸等)。密封剂可以是基本上透明的。例如，密封剂与透明导电层在相同的光区域中可以是透明的。密封剂的实例包括但不限于聚合物(例如丁基橡胶、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯、聚乙烯、聚苯乙烯、热塑性烯烃、聚丙烯等)、蜡(例如，石蜡)、金属(例如，铁、铜)、半导体(例如，宽带隙半导体 (例如，氧化锌、氧化钛))等或其任何组合。

密封剂可以跨第二透明导电层施加(例如，施加到整个层)，施加到第二透明导电层的一部分(例如，层的一部分)，施加到第二透明导电层的边缘(例如，作为整个层堆叠上的密封)等，或其任何组合。例如，可以将密封剂施加在整个层堆叠的边缘上，以防止水分和氧气扩散到堆叠中。密封剂可以被施加到第一导电层以及第二导电层。例如，基板可以包括在基板和第一导电层之间的密封剂。下面的实施例3描述了使用PDMS作为密封剂。

在操作370之后，可以将完成的堆叠(例如，基板、钙钛矿层和其他层)用作另外的光伏模块的前面板。例如，完成的堆叠可被配置为两结光伏模块的前结。可以将完成的堆叠配置为用作另外的堆叠的基板。例如，该堆叠可以用作硅光伏模块的生长的初始基板。堆叠可以层压到第二光伏电池。堆叠可在至少约为15、20、25、30、35、 40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、 115、120、125、130、135、140、145、150、160、170、180、190、200摄氏度或更高的温度下层压。堆叠可在至多约为200、190、180、 170、160、150、145、140、135、130、125、120、115、110、105、 100、95、90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25、20、15摄氏度或更低的温度下层压。

图13是用于形成钙钛矿层的制造工艺1300的流程图。工艺 1300可以是图3的操作320-340的一个实施方案。工艺1300可以包括提供包括空穴传输层的基板(1310)。基板还可包括如本文其他地方所述的透明导电层。空穴传输层可以是如本文其他地方所述的空穴传输层。基板可以是如本文其他地方所述的基板。

工艺1300可以包括将铅层施加到空穴传输层(1320)。铅层可以包含铅金属(例如，铅(0))、铅盐(例如，乙酸铅(II)、卤化铅(II)、铅(I)盐等)或其任何组合。例如，可以在空穴传输层上沉积金属铅层，并且可以将乙酸铅(II)层施加到铅层。可以如本文其他地方所述沉积铅层。例如，可以通过物理气相沉积来沉积铅。可以通过与空穴传输层相同的沉积方法和/或沉积机械来沉积铅层。例如，可以使用相同的物理气相沉积仪器来沉积空穴传输层以及铅层。

工艺1300可以包括将有机卤化物盐层施加到铅层(1330)。有机卤化物可以是如本文其他地方所述的有机卤化物。例如，可以将甲基碘化铵、甲基氯化铵和碘化甲脒鎓的混合物施加到铅层。可以通过如本文其他地方所述的沉积工艺来施加有机卤化物层。例如，有机卤化物可以通过旋涂工艺、超声喷涂工艺等来施加。

工艺1300可以包括将卤化物层施加到有机卤化物层(1340)。卤化物层可以包括卤化物(例如，氟、氯、溴、碘等)、卤氧化物(例如，氯酸盐等)、其他含卤化物的化合物等，或其任何组合。例如，卤化物层可以包含碘。在另一个实例中，卤化物层可以是碘。可以通过如本文其他地方所述的沉积工艺将卤化物层施加到有机卤化物盐层。卤化物可以以气体形式施加。例如，可以将碘升华并将其作为气体施加到有机卤化物盐层。卤化物可以均匀地施加在有机卤化物盐层的表面上。为了均匀地施加卤化物，可以使用各种不同的施加装置。施加装置的实例可以是“喷头”(例如，包括多个孔的施加头)。在图 9中可以找到用于施加钙钛矿前体的喷头的实例。施加装置的另一实例可以是包括一个或多个喷嘴的杆，其可以在基板的整个表面上平移。例如，与基板宽度相同的杆可以在整个基板上移动以沉积均匀的卤化物涂层。

工艺1300可以包括进行一个或多个处理操作以形成钙钛矿层 (1350)。钙钛矿层可以是本文其他地方所述的钙钛矿层(例如，图3的钙钛矿层)。一个或多个处理操作可以是如本文其他地方所述的一个或多个处理操作。例如，可以在90-120摄氏度的温度下将具有沉积在其上的乙酸铅层的铅层、甲基碘化铵/碘化甲脒鎓层和碘化物层一起退火，以形成甲基铵碘化铅/甲脒碘化铅钙钛矿层。一个或多个处理操作可以包括洗涤。洗涤可包括使用本文其他地方所述的一种或多种溶剂。洗涤可被配置为从钙钛矿层中去除未反应的前体。例如，可以进行异丙醇洗涤以去除残留的有机卤化物盐。一个或多个处理操作可以包括一种或多种处理。处理的实例包括但不限于苯乙基碘化铵的施加、硫氰酸盐洗涤、其他钝化和/或稳定化工艺等或其任何组合。

在另一方面，本公开提供了一种产生钙钛矿层的方法，包括喷涂包含钙钛矿层的前体的溶液。可以将淬火溶液施加到前体以形成钙钛矿层。该溶液可以包含钙钛矿层的所有前体。例如，溶液可包含卤化铅、有机卤化物和卤化物。溶液可包含如本文其他地方所述的钙钛矿前体。溶液可以通过本文其他地方所述的工艺施加。例如，溶液可以通过超声喷涂技术施加。该溶液可以在施加后进行处理。例如，可以加热溶液以从溶液中除去溶剂。该溶液在施加后可不进行处理。可以将淬火溶液施加到溶液(例如前体溶液)。淬火溶液可以施加到干燥的前体。淬火溶液可包含反溶剂(例如，与用于前体溶液的溶剂相比，在其中钙钛矿前体更难溶的溶剂)。反溶剂的实例包括但不限于极性溶剂(例如，醇、丙酮等)、长链非极性溶剂(例如，十八烯、角鲨烯等)等，或其任何组合。可以如本文其他地方所述施加淬火溶液。例如，淬火溶液可以通过超声喷涂技术施加。

图8示意性地示出了钙钛矿前体沉积室。气体可以从入口801 流入室802。气体可以是惰性气体(例如，氮气、氩气等)。室802可包含一种或多种钙钛矿前体。例如，室可包含固体碘。在另一个实例中，室可以包含液体溴。气体可以被配置作为用于储存器中的一种或多种钙钛矿前体的载气。例如，气体可以将升华的碘带出室。室可包括光学传感器组件803。光学传感器组件可包括如本文其他地方所述的光源和检测器。例如，光学传感器组件可以包括绿色激光器和光电二极管检测器。气体可以从室802吸收一种或多种钙钛矿前体，然后流入室804。室804可被配置为调节来自室802的气体和/或一种或多种钙钛矿前体的流量。该室可被配置为防止从沉积室806流出。室804 可被配置为鼓泡器(例如，水鼓泡器、汞鼓泡器等)、质量流量控制器(例如，碘质量流量控制器等)等，或其任何组合。气体可以从室 804通过另外的光学传感器组件805流到室806。光学传感器组件805 可包括如本文其他地方所述的光源和检测器。例如，光学传感器组件可以包括绿色激光器和光电二极管检测器。室可以是如本文其他地方所述的室。例如，室可以是如图9中所述的室。室808可以由耐受卤化物气体的材料制成或涂覆有耐受卤化物气体的材料。例如，室可以由钛制成。在另一个实例中，室可以包括惰性聚合物涂层。在另一个实例中，室由玻璃制成。室可以连接到排气口807，排气口807可以转而连接到室808。室808可包括鼓泡器。室808可包括冷凝器设备 (例如，冷头、冷指、冷盘管等)。室808可被配置成防止一种或多种钙钛矿前体流出室806并流入下游环境中。例如，冷头可以冷凝碘气，以防止其排放到大气中。

图9示意性地示出了用于喷涂喷嘴的喷头设计。气体可以流过入口901通过喷嘴902进入沉积室903中。喷嘴902可包括多个孔 904。多个孔可以是至少约2个、5个、10个、25个、50个、75个、 100个、150个、200个、250个、500个、750个、1000个或更多个孔。多个孔可以是至多约1,000个、750个、500个、250个、200个、 150个、100个、75个、50个、25个、10个、5个、3个或更少个孔。多个孔可被配置为将来自入口901的气体均匀地分配到室903内的基板905上。基板可以是如本文其他地方所述的基板。可以将基板放置在加热器906上。加热器可被配置为使基板退火。例如，加热器可以使基板退火以允许钙钛矿前体发生反应以形成钙钛矿层。室903可包括一个或多个排气口907。排气口可被配置为从室的气氛中去除过量的气体(例如，过量的反应物、氧气、水等)。室可包括指向光检测器909的光源908。光源可以包括激光器(例如，绿色激光器)、非相干光源(例如，发光二极管等)等，或其任何组合。光电检测器可以包括零维(0D)检测器(例如，光电二极管)、一维(1D)检测器 (例如，条带检测器)、二维(2D)检测器(例如，阵列检测器)、膜检测器(例如，在膜上使用卤化银晶体的检测器)、磷光板检测器 (例如，下移或下转换磷光体的板)、半导体检测器(例如，半导体电荷耦合器件(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)器件等) 或其任何组合。

以下实例说明了本文所述的某些系统和方法，并不旨在进行限制。

实施例1–钙钛矿光伏电池的制备

可以在一对物理气相沉积工艺中，先后用氧化铟锡和氧化镍(II) 涂覆进入的玻璃基板，以生成包括透明导电层和空穴传输层的基板。然后可以对氧化镍进行激光划刻，以生成具有个体光伏电池的模板。

随后，可以通过超声喷涂工艺将二甲基甲酰胺和二甲基亚砜溶液中的碘化铅(II)施加到空穴传输层。可以通过超声喷涂工艺向碘化铅(II)施加在二甲基甲酰胺和二甲基亚砜溶液中的甲基碘化铵。可以将碘化铅(II)和甲基碘化铵退火以允许两种钙钛矿前体进行反应并蒸发溶剂，从而形成甲基铵碘化铅钙钛矿层。对于新形成的钙钛矿层，可以通过超声喷涂工艺在二甲基甲酰胺和二甲基亚砜溶液中施加苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)空穴传输层。然后可以沿着与氧化镍相同的图案对空穴传输层进行激光划刻。

随后，可以通过物理气相沉积施加氧化铟锡的第二透明导电层，然后通过类似的物理气相沉积工艺施加银电极。可以通过激光划刻切割电极以形成电极组件，并且可以通过激光划刻将各个光伏电池彼此隔离。

随后，可以通过各种计量技术研究形成的光伏电池，例如，扫描电子显微术(SEM)、光学吸收/透射、x射线衍射、原子力显微术、椭圆光度法、电致发光光谱法、光致发光光谱法、时间分辨光谱法等，或其任何组合。

在施加第二透明导电层之后，可以将密封剂施加到光伏电池的背面。可以在通过激光划刻隔离光伏电池之前施加密封剂。第一密封剂，例如热聚烯烃，可以施加在光伏电池的整个背面，而第二密封剂，例如丁基橡胶，可以施加到光伏电池的边缘。背面密封剂可以是光学透明的，而侧面密封剂可以是光学透明或不透明的。例如，可以将更高质量(例如，较低的水分和气体渗透性)的密封剂放置在光伏电池的侧面上，即使它不是光学透明的，因为电池的侧面不吸收光，而用于电池背面的密封剂可以是透明的以允许光通过到底部结。

实施例2–钙钛矿光伏发电的内联生成

钙钛矿光伏电池生产的每个操作均可以集成到单个仪器和/或位置中。例如，可以将基板放置在进行工艺300的所有操作的单个仪器中。钙钛矿光伏电池可以在产生该钙钛矿电池的同一仪器中与第二光伏电池(例如，硅光伏电池)集成在一起。图10是钙钛矿/硅光伏模块的集成生产流程的实例。在该实例中，每个操作可以在同一条生产线上进行。

可以将大面积(例如1米x 2米)的玻璃基板装载到配置为将玻璃基板引导到壳体中的传送带系统上。壳体可以包括受控的气氛 (例如，低水分、氧气含量、温度控制等)。壳体可以包括多个超声喷涂喷嘴，其配置为将卤化铅溶液喷涂到玻璃基板上。在施加卤化铅溶液之后，壳体中的不同组喷嘴可以将甲基卤化铵/丁基卤化物溶液施加到卤化铅上。传送带可被配置为在设定的时间内将基板从卤化铅施加喷嘴移动到甲基卤化铵/丁基卤化物溶液施加喷嘴，以允许形成卤化铅晶体，甲基卤化铵/丁基卤化物可以集成到卤化铅晶体中以形成钙钛矿层。在施加甲基卤化铵/丁基卤化物溶液之后，基板可以移入退火炉中。在退火炉内，可以加热基板以形成具有预定特性(例如，晶粒尺寸、厚度、元素分布等)的钙钛矿层。退火炉可以与传送带内联(例如，传送带移动通过该炉以进行退火)。退火炉可以是分批退火炉(例如，可以将多个基板装载到炉中以同时进行退火)。退火炉的类型可以由与退火持续时间相比的炉的循环时间来确定。

在形成钙钛矿层之后，基板可以通过另一组超声喷涂喷嘴，以将电子传输层施加到钙钛矿层。然后可以通过物理气相沉积将第二透明导电层施加到电子传输层，可以通过物理气相沉积来施加电极，并且可以通过激光划刻来隔离各个光伏电池。整个内联工艺可以在单个传送带上进行。

实施例3–使用PDMS作为密封剂

PDMS可用作串联的4端子硅-钙钛矿太阳能模块(即，图1的太阳能模块100)中的密封剂。在将钙钛矿层压到硅太阳能电池期间，将PDMS密封剂放置在钙钛矿太阳能电池和硅太阳能电池之间。图 11示出了当不使用PDMS密封剂时，各种波长的光通过钙钛矿太阳能电池的透射。通过顶部TCO层的平均透射百分比为72.24。平均加权透射百分比为74.67％。根据每个波长的光所传递的功率对平均加权透射百分比进行加权。通过顶部玻璃层、顶部TCO层和HTL的平均透射百分比为72.20％。平均加权透射百分比为72.68％。通过钙钛矿太阳能电池的平均透射百分比为29.20％。平均加权透射百分比为 24.34％。当使用PDMS密封剂时，到硅太阳能电池的透射百分比提高到40.44％，加权平均值为33.48％。

下表1显示了使用PDMS密封剂时电压和电流特性的改进。特别地，短路电流密度从钙钛矿太阳能电池和硅太阳能电池之间有气隙时的13.93毫安/平方厘米(“mA/cm²”)提高到该气隙被填充有旋涂 PDMS时的22.72mA/cm²。在表1中，“EFF”是指效率，“FF”是指电流/电压图的填充因数，“孔径”是指其中电池的一部分通过阻挡电池其余部分的孔径被照亮的光伏电池测试，而“电池本身”是指在没有孔径的情况下在整个电池上的测量。

表1.

实施例4–PDMS在顶部玻璃板上的使用

PDMS可以施加到串联的4端子硅-钙钛矿太阳能模块(即图1 的太阳能模块100)的顶部玻璃板上。表2显示了当使用这些不同类型的PDMS时，产生的短路电流密度的上升。这些改进是在光从空气行进到钙钛矿太阳能电池，通过PDMS并到达玻璃时更好的光捕获和折射率匹配的结果。

表2.

计算机系统

本公开提供了被编程为实现本公开的方法的计算机系统。图12 示出了计算机系统1201，其被编程或以其他方式配置为指导本文所述的制造和制备工艺(例如，物理气相沉积、超声喷涂等)或控制连接至本文所述的太阳能模块的电力电子设备。

计算机系统1201包括中央处理单元(CPU，本文中也称为“处理器”和“计算机处理器”)1205，其可以是单核或多核处理器，或者用于并行处理的多个处理器。计算机系统1201还包括存储器或存储位置1210 (例如，随机存取存储器、只读存储器、闪速存储器)、电子存储单元 1215(例如，硬盘)、用于与一个或多个其他系统通信的通信接口1220 (例如，网络适配器)以及外围设备1225，诸如高速缓冲存储器、其他存储器、数据存储和/或电子显示适配器。存储器1210、存储单元1215、接口1220和外围设备1225通过诸如主板等通信总线(实线)与CPU 1205相通信。存储单元1215可以是用于存储数据的数据存储单元(或数据存储库)。计算机系统1201可以借助于通信接口1220可操作地耦合至计算机网络(“网络”)1230。网络1230可以是因特网、互联网和/ 或外联网，或与因特网相通信的内联网和/或外联网。在一些情况下，网络1230是电信和/或数据网络。网络1230可以包括一个或多个计算机服务器，该计算机服务器可支持分布式计算，例如云计算。网络1230，在一些情况下借助于计算机系统1201，可实现对等网络，这可使与计算机系统1201耦合的设备能够起到客户端或服务器的作用。

CPU 1205可以执行一系列机器可读指令，该计算机可读指令可体现在程序或软件中。该指令可以存储在诸如存储器1210等存储位置中。该指令可针对CPU 1205，CPU 1205随后可编程或以其他方式配置CPU 1205以实现本公开的方法。由CPU 1205执行的操作的实例可以包括提取、解码、执行和回写。

CPU 1205可以是诸如集成电路等电路的一部分。系统1201的一个或多个其他组件可以被包括在电路中。在一些情况下，该电路是专用集成电路(ASIC)。

存储单元1215可以存储文件，例如驱动程序、库和保存的程序。存储单元1215可以存储用户数据，例如，用户偏好和用户程序。在一些情况下，计算机系统1201可以包括一个或多个附加数据存储单元，所述附加数据存储单元位于计算机系统1201外部，诸如位于通过内联网或因特网与计算机系统1201相通信的远程服务器上。

计算机系统1201可以通过网络1230与一个或多个远程计算机系统相通信。例如，计算机系统1201可以与用户的远程计算机系统相通信。远程计算机系统的实例包括个人计算机(例如，便携式PC)、平板或平板型PC(例如，

iPad、

Galaxy Tab)、电话、智能电话(例如，

iPhone、支持Android的设备、

) 或个人数字助理。用户可经由网络1230访问计算机系统1201。

如本文所述的方法可通过机器(例如，计算机处理器)可执行代码的方式来实现，该机器可执行代码存储在计算机系统1201的电子存储位置上，例如在存储器1210或电子存储单元1215上。机器可执行代码或机器可读代码可以以软件的形式提供。在使用过程中，该代码可以由处理器1205执行。在一些情况下，可以从存储单元1215 检索该代码并将其存储在存储器1210上以备由处理器1205获取。在一些情况下，可以排除电子存储单元1215，而将机器可执行指令存储在存储器1210上。

代码可被预编译并配置为与具有适用于执行该代码的处理器的机器一起使用，或可在运行期间被编译。该代码可以以编程语言提供，可选择编程语言以使该代码能够以预编译或即时编译的方式执行。

本文提供的系统和方法的各方面，诸如计算机系统1201，可体现在编程中。本技术的多个方面可以被认为是“产品”或“制品”，其一般为在一种类型的机器可读介质上携带或体现的机器(或处理器)可执行代码和/或关联数据的形式。机器可执行代码可以存储在例如存储器(例如，只读存储器、随机存取存储器、闪速存储器)等电子存储单元或硬盘上。“存储”型介质可以包括计算机的任何或全部有形存储器、处理器等，或其关联模块，例如各种半导体存储器、磁带驱动器、磁盘驱动器等，其可以在任何时间为软件编程提供非暂时性存储。该软件的全部或部分有时可以通过因特网或各种其他电信网络进行通信。这样的通信，例如，可使软件能够从一个计算机或处理器加载到另一计算机或处理器中，例如，从管理服务器或主机加载到应用服务器的计算机平台中。因此，可以承载软件元素的另一类型的介质包括光波、电波和电磁波，例如跨本地设备之间的物理接口、通过有线和光学陆线网络以及通过各种空中链路而使用的。携带这类波的物理元件，诸如有线或无线链路、光学链路等，也可以被认为是承载软件的介质。如本文所用的，除非受限于非暂时性有形“存储”介质，否则诸如计算机或机器“可读介质”等术语是指参与向处理器提供指令以供执行的任何介质。

因此，机器可读介质，诸如计算机可执行代码，可采取许多形式，包括但不限于：有形存储介质、载波介质或物理传输介质。非易失性存储介质包括例如光盘或磁盘，例如任何计算机中的任何存储设备等，诸如可用于实现如附图中所示的数据库等。易失性存储介质包括动态存储器，诸如这样的计算机平台的主存储器。有形传输介质包括同轴电缆；铜线和光纤，包括导线，该导线包括计算机系统内的总线。载波传输介质可采取电信号或电磁信号或者声波或光波的形式，例如在射频(RF)和红外(IR)数据通信过程中生成的那些电信号或电磁信号或者声波或光波。因此，计算机可读介质的常见形式包括例如：软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、CD-ROM、DVD 或DVD-ROM、任何其他光学介质、穿孔卡片纸带、任何其他具有孔洞图案的物理存储介质、RAM、ROM、PROM和EPROM、FLASH- EPROM、任何其他存储器芯片或匣盒、传送数据或指令的载波、传送这样的载波的电缆或链路，或者计算机可以从中读取编程代码和/或数据的任何其他介质。这些计算机可读介质形式中的许多可以参与将一个或多个指令的一个或多个序列载送至处理器以供执行。

计算机系统1201可以包括电子显示器1235或与之通信，电子显示器1235包含用于提供例如对制造工艺参数的控制的用户界面(UI) 1240。UI的实例包括但不限于图形用户界面(GUI)和基于网络的用户界面。

本公开的方法和系统可以通过一种或多种算法来实现。算法可在由中央处理单元1205执行时通过软件实现。

尽管本文中已经示出并描述了本实用新型的优选实施方案，但对于本领域技术人员显而易见的是，这些实施方案仅以示例的方式提供。本文并不打算通过说明书中提供的具体实例来限制本实用新型。尽管已经参考前述说明书描述了本实用新型，但本文实施方案的描述和图示不应以限制性的意义来解释。本领域技术人员在不脱离本实用新型的情况下现将想到多种变化、改变和替代。此外，应当理解，本实用新型的所有方面并不限于本文阐述的具体描绘、配置或相对比例，而是取决于多种条件和变量。应当理解，本文中所述的本实用新型实施方案的各种替代方案可用于实施本实用新型。因此可以设想，本实用新型还应当覆盖任何这样的替代、修改、更改或等同物。以下权利要求旨在限定本实用新型的范围，因此覆盖这些权利要求范围内的方法和结构及其等同物。

Claims (17)

1.一种太阳能装置，包括：

具有第一带隙的硅太阳能电池；

覆盖所述硅太阳能电池的顶部玻璃板，其中所述顶部玻璃板包括顶表面和底表面；和

具有第二带隙的钙钛矿太阳能电池，其中所述钙钛矿太阳能电池沉积在所述顶部玻璃板的所述底表面上。

2.根据权利要求1所述的太阳能装置，其中，所述硅太阳能电池与所述钙钛矿太阳能电池电隔离。

3.根据权利要求2所述的太阳能装置，其中，所述硅太阳能电池包括两个端子，且所述钙钛矿太阳能电池包括两个端子。

4.根据权利要求1所述的太阳能装置，其中，所述钙钛矿太阳能电池包括光敏钙钛矿层。

5.根据权利要求1所述的太阳能装置，其中，所述钙钛矿太阳能电池包括第一透明导电氧化物层和第二透明导电氧化物层。

6.根据权利要求5所述的太阳能装置，其中，所述第一透明导电氧化物层和所述第二透明导电氧化物层是所述钙钛矿太阳能电池的端子。

7.根据权利要求1所述的太阳能装置，其中，所述钙钛矿太阳能电池包括电子传输层ETL。

8.根据权利要求1所述的太阳能装置，其中，所述钙钛矿太阳能电池包括空穴传输层HTL。

9.根据权利要求1所述的太阳能装置，还包括：包括所述硅太阳能电池的多个硅太阳能电池和包括所述钙钛矿太阳能电池的多个钙钛矿太阳能电池，其中所述多个钙钛矿太阳能电池被激光划刻在所述顶部玻璃板中，以使所述多个钙钛矿太阳能电池与所述多个硅太阳能电池电压匹配或电流匹配。

10.根据权利要求1所述的太阳能装置，其中，所述顶部玻璃板的表面积基本对应于60电池或72电池的太阳能面板的表面积。

11.根据权利要求1所述的太阳能装置，其中，所述顶部玻璃板的所述顶表面包括抗反射涂层。

12.根据权利要求1所述的太阳能装置，其中，所述顶部玻璃板的所述底表面具有带纹理的表面。

13.根据权利要求1所述的太阳能装置，还包括设置在所述硅太阳能电池和所述钙钛矿太阳能电池之间的密封剂。

14.根据权利要求1所述的太阳能装置，其中，所述硅太阳能电池和所述钙钛矿太阳能电池并联电连接。

15.根据权利要求1所述的太阳能装置，其中，所述硅太阳能电池和所述钙钛矿太阳能电池串联电连接。

16.根据权利要求1所述的太阳能装置，其中，所述第二带隙在1.5至1.9电子伏特之间。

17.根据权利要求1所述的太阳能装置，其中，所述硅太阳能电池选自单晶太阳能电池、多晶太阳能电池、钝化发射极背接触PERC太阳能电池、叉指背接触电池IBC和本征薄层异质结HIT太阳能电池。

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