【技術實現步驟摘要】
本申請涉及電池，尤其涉及一種鈣鈦礦-晶硅疊層電池的制備方法。
技術介紹
1、單晶硅太陽能電池因其轉換效率高、低成本等優勢，占據了絕大多數光伏市場。目前，世界單晶硅太陽能電池最高轉換效率是由隆基的異質結技術創造的26.81％，已經十分接近理論效率29.4％。一種有效突破理論極限的方法是發展疊層電池技術，即將不同帶隙的吸收層堆疊在一起以減少熱損失，模擬計算表面兩端疊層電池即可達到43％的理論效率。鈣鈦礦因其易加工、低成本、帶隙易調，成為了疊層電池中絕佳的頂電池材料，近期由柏林亥姆霍茲中心(hzb)創造出了32.5％的轉換效率。
2、兩端鈣鈦礦/硅疊層電池的結構由鈣鈦礦頂電池、硅基異質結晶硅電組成，中間由復合層將頂/異質結晶硅電連接在一起。復合層擔當著承上啟下的作用，要求具備高透過率、化學穩定性好、工藝簡單，具備合適的能級匹配電子/空穴高效復合，同時保持低電阻，以此來實現電流匹配，對鈣鈦礦/硅疊層電池器件性能至關重要。但是鈣鈦礦和晶硅材料具有帶隙差異，且目前鈣鈦礦電池主要采用溶液法制備，但是晶硅電池表面具有絨面陷光結構，在晶硅絨面上采用溶液法很難得到高質量的鈣鈦礦吸收層。
技術實現思路
1、本申請旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本申請的目的在于提出一種鈣鈦礦-晶硅疊層電池的制備方法，通過第一載流子傳輸層中毛細效應較好樹突結構的設置，可高質量的鈣鈦礦吸收層，從而大幅提高鈣鈦礦-晶硅疊層太陽能電池的能量轉換效率。
2、根據本申請的實施例提出了一
3、在異質結晶硅電池的一個表面形成隧穿結；
4、在所述隧穿結遠離所述異質結晶硅電池的表面制備導電層；
5、在所述導電層遠離所述隧穿結的表面涂覆第一載流子傳輸層；
6、在所述第一載流子傳輸層遠離所述導電層的表面涂覆鈣鈦礦光吸收層；
7、在所述鈣鈦礦光吸收層遠離所述第一載流子傳輸層的一面制備第二載流子傳輸層；
8、在所述第二載流子傳輸層遠離所述鈣鈦礦光吸收層的一面形成透明電極層；
9、其中制備所述第一載流子傳輸層還包括制備朝向并伸入所述鈣鈦礦光吸收層的樹突結構，所述樹突結構的長度小于所述鈣鈦礦光吸收層的厚度。
10、在一些實施例中，所述第一載流子傳輸層的制備利用有機聚合物材料采用氣相法合成，包括在所述導電層上沉積聚合反應的催化劑層，并利用聚合物材料單體的蒸汽在所述催化劑層的催化下發生聚合反應。
11、在一些實施例中，利用聚合物材料單體的蒸汽壓力調整所述樹突結構的形貌，第一階段控制聚合物材料單體的蒸汽壓力使之飽和形成液滴形成纖維狀結構、棒狀結構或管狀結構的樹突結構；第二階段降低聚合物材料單體的蒸汽壓力，形成所述第一載流子傳輸層。
12、在一些實施例中，所述樹突結構與所述第一載流子傳輸層為一體式結構。
13、在一些實施例中，所述第一載流子傳輸層的制備利用金屬氧化物材料采用氣相沉積法或電鍍法合成，包括利用所述金屬氧化物在所述導電層上沉積或電鍍金屬單質薄膜層；再通過陽極電化學氧化，將所述金屬單質薄膜層氧化為所述金屬氧化物。
14、在一些實施例中，陽極電化學氧化時，局域氧化時可形成纖維狀結構、棒狀結構或管狀結構的樹突結構；全面氧化時形成所述第一載流子傳輸層。
15、在一些實施例中，所述樹突結構與所述第一載流子傳輸層為一體式結構。
16、在一些實施例中，所述樹突結構在所述載流子傳輸層表面的覆蓋率為10-50％。
17、在一些實施例中，所述鈣鈦礦光吸收層覆蓋所述第一載流子傳輸層，并填充到所述第一載流子傳輸層的所述樹突結構的間隙中。
18、在一些實施例中，還包括分別在所述異質結晶硅電池和所述透明電極層遠離所述鈣鈦礦吸收層一側制備金屬電極。
19、本申請相較于相關技術具有如下技術效果：
20、本申請利用有機聚合物材料采用氣相法合成在導電層上沉積聚合反應的催化劑層，并利用聚合物材料單體的蒸汽在催化劑層的催化下發生聚合反應；或者，利用聚合物材料單體的蒸汽壓力調整樹突結構的形貌，第一階段控制聚合物材料單體的蒸汽壓力使之飽和形成液滴形成纖維狀結構、棒狀結構或管狀結構的樹突結構；第二階段降低聚合物材料單體的蒸汽壓力，形成第一載流子傳輸層，制備的第一載流子傳輸層還包括朝向并伸入鈣鈦礦光吸收層的樹突結構，樹突結構的長度小于鈣鈦礦光吸收層的厚度。
21、其中第一載流子傳輸層包括朝向并伸入鈣鈦礦光吸收層的樹突結構，該第一載流子傳輸層可以增強載流子傳輸材料的載流子收集和傳導的能力，同時基于毛細效應還可以讓鈣鈦礦前驅體溶液在異質結晶硅電池絨面金字塔結構上形成厚度均勻、覆蓋完整的薄膜，使得異質結晶硅電池絨面金字塔結構的頂端、底部的鈣鈦礦厚度基本一致，避免了金字塔底部吸收層過厚、金字塔尖端難以完全覆蓋的問題，從而大幅提高鈣鈦礦-晶硅疊層電池的能量轉換效率。此外，樹突結構相較于結構單一的凸出結構，其毛細效應較高，能夠增強鈣鈦礦-晶硅疊層電池的陷光效果，進一步提高電池轉換效率。
22、本申請附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本申請的實踐了解到。
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1.一種鈣鈦礦-晶硅疊層電池的制備方法，其特征在于，其包括
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第一載流子傳輸層的制備利用有機聚合物材料采用氣相法合成，包括在所述導電層上沉積聚合反應的催化劑層，并利用聚合物材料單體的蒸汽在所述催化劑層的催化下發生聚合反應。
3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，利用聚合物材料單體的蒸汽壓力調整所述樹突結構的形貌，第一階段控制聚合物材料單體的蒸汽壓力使之飽和形成液滴形成纖維狀結構、棒狀結構或管狀結構的樹突結構；第二階段降低聚合物材料單體的蒸汽壓力，形成所述第一載流子傳輸層。
4.根據權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于，所述樹突結構與所述第一載流子傳輸層為一體式結構。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第一載流子傳輸層的制備利用金屬氧化物材料采用氣相沉積法或電鍍法合成，包括利用所述金屬氧化物在所述導電層上沉積或電鍍金屬單質薄膜層；再通過陽極電化學氧化，將所述金屬單質薄膜層氧化為所述金屬氧化物。
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，陽極電化
7.根據權利要求5或6所述的制備方法，其特征在于，所述樹突結構與所述第一載流子傳輸層為一體式結構。
8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述樹突結構在所述載流子傳輸層表面的覆蓋率為10-50％。
9.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鈣鈦礦光吸收層覆蓋所述第一載流子傳輸層，并填充到所述第一載流子傳輸層的所述樹突結構的間隙中。
10.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，還包括分別在所述異質結晶硅電池和所述透明電極層遠離所述鈣鈦礦吸收層一側制備金屬電極。
...【技術特征摘要】
1.一種鈣鈦礦-晶硅疊層電池的制備方法，其特征在于，其包括
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第一載流子傳輸層的制備利用有機聚合物材料采用氣相法合成，包括在所述導電層上沉積聚合反應的催化劑層，并利用聚合物材料單體的蒸汽在所述催化劑層的催化下發生聚合反應。
3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，利用聚合物材料單體的蒸汽壓力調整所述樹突結構的形貌，第一階段控制聚合物材料單體的蒸汽壓力使之飽和形成液滴形成纖維狀結構、棒狀結構或管狀結構的樹突結構；第二階段降低聚合物材料單體的蒸汽壓力，形成所述第一載流子傳輸層。
4.根據權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于，所述樹突結構與所述第一載流子傳輸層為一體式結構。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第一載流子傳輸層的制備利用金屬氧化物材料采用氣相沉積法或電鍍法合成，包括利用所述金屬...
【專利技術屬性】
技術研發人員：虞祥瑞，肖平，趙東明，田鴻翔，王瑋，汪海軍，
申請(專利權)人：中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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