钙钛矿晶硅叠层电池及其制备方法与光伏组件与流程

1.本技术涉及光伏技术领域，特别是涉及一种钙钛矿晶硅叠层电池及其制备方法与光伏组件。


背景技术：

2.在光伏领域中，晶硅电池经过多年的发展已经实现产业化，其实验室效率也在持续爬坡中，但因其能带和材料本身特性的限制，其理论效率仍然处于较低水平。钙钛矿晶硅叠层电池是通过在晶硅电池上叠加一层宽带隙的钙钛矿电池，如此层叠可以有效的拓宽晶硅电池的光谱响应范围，有效的提升其器件效率。一般晶硅电池的特点是正反两面，即n面和p面，目前钙钛矿晶硅叠层电池仅利用了晶硅电池的一面，无法体现出晶硅电池双面发电的特性。


技术实现要素：

3.基于此，有必要提供一种钙钛矿晶硅叠层电池。本发明的钙钛矿晶硅叠层电池能够充分利用晶硅电池的两面性，实现较大的发电增益，大幅提高了电池效率。
4.本技术一实施例提供了一种钙钛矿晶硅叠层电池。
5.一种钙钛矿晶硅叠层电池，包括晶硅电池以及钙钛矿电池，所述晶硅电池的正面与背面分别层叠连接有所述钙钛矿电池。
6.在其中一些实施例中，所述钙钛矿电池至少包括依次顺序分布的第一透明电极层、第一电荷提取层、钙钛矿层、第二电荷提取层和第二透明电极层，其中，所述第一透明电极层层叠连接所述晶硅电池。
7.在其中一些实施例中，所述钙钛矿电池还包括第一界面修饰层，所述钙钛矿层与所述第一电荷提取层之间设置有所述第一界面修饰层。
8.在其中一些实施例中，所述钙钛矿电池还包括第二界面修饰层，所述钙钛矿层与所述第二电荷提取层之间设置有所述第二界面修饰层。
9.本技术一实施例还提供了一种钙钛矿晶硅叠层电池的制备方法。
10.一种所述钙钛矿晶硅叠层电池的制备方法，包括如下步骤：
11.提供晶硅电池；
12.在所述晶硅电池的正面与背面分别制备钙钛矿电池。
13.在其中一些实施例中，所述钙钛矿晶硅叠层电池的制备方法，包括如下步骤：
14.在所述晶硅电池的正面与背面分别依次制备第一透明电极层、第一电荷提取层、钙钛矿层、第二电荷提取层以及第二透明电极层。
15.在其中一些实施例中，所述钙钛矿晶硅叠层电池的制备方法，包括如下步骤：在所述晶硅电池的正面与背面分别依次制备第一透明电极层、第一电荷提取层、第一界面修饰层、钙钛矿层、第二界面修饰层、第二电荷提取层以及第二透明电极层。
16.本技术一实施例还提供了一种光伏组件。
17.一种光伏组件，包括所述钙钛矿晶硅叠层电池，或者所述制备方法制备得到的钙钛矿晶硅叠层电池。
18.在其中一些实施例中，所述光伏组件包括封装部件以及相对设置的第一基板与第二基板，所述第一基板与第二基板通过所述封装部件环绕密封连接，从而在所述第一基板与所述第二基板之间围合形成密闭腔室，所述钙钛矿晶硅叠层电池被封装于所述密闭腔室内。
19.在其中一些实施例中，所述封装部件为边缘密封胶膜，所述封装部件与所述钙钛矿晶硅叠层电池接触配合。
20.上述钙钛矿晶硅叠层电池，能够充分利用晶硅电池的两面性，实现较大的发电增益，大幅提高了电池效率。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.为了更完整地理解本技术及其有益效果，下面将结合附图来进行说明。其中，在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。
23.图1为本发明一实施例所述的钙钛矿晶硅叠层电池示意图；
24.图2为本发明一实施例所述的光伏示意图；
25.图3为本发明一实施例所述的钙钛矿晶硅叠层电池制备工艺示意图。
26.附图标记说明
27.10、钙钛矿晶硅叠层电池；100、晶硅电池；200、钙钛矿电池；210、第一透明电极层；220、第一电荷提取层；230、第一界面修饰层；240、钙钛矿层；250、第二界面修饰层；260、第二电荷提取层；270、第二透明电极层。
具体实施方式
28.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
29.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
30.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员
而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
33.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
34.本技术实施例提供一种钙钛矿晶硅叠层电池10，以解决现有的钙钛矿晶硅叠层电池10仅利用了晶硅电池100的一面，无法体现出晶硅电池100双面发电的特性的问题。以下将结合附图对钙钛矿晶硅叠层电池10进行说明。
35.本技术实施例提供的钙钛矿晶硅叠层电池10，示例性的，请参阅图1所示，图1为本技术实施例提供的钙钛矿晶硅叠层电池10的结构示意图。本技术的钙钛矿晶硅叠层电池10能够用于光伏产品制备用途。
36.为了更清楚的说明钙钛矿晶硅叠层电池10的结构，以下将结合附图对钙钛矿晶硅叠层电池10进行介绍。
37.示例性的，请参阅图1所示，本技术一实施例提供了一种钙钛矿晶硅叠层电池10，该钙钛矿晶硅叠层电池10，包括晶硅电池100以及钙钛矿电池200。晶硅电池100的正面与背面分别层叠连接有钙钛矿电池200。
38.目前晶硅太阳能电池都具有双面发电的性能，但因为电池工艺和受光面的差异，正反两面电池效率稍有差别。传统叠层电池只是在一般晶硅电池入光面上叠加一层钙钛矿电池，但反面并没有做叠层，这样背面会丧失一步法双面发电的性能。基于此，本技术的上述钙钛矿晶硅叠层电池10，能够充分利用晶硅电池100的两面性，实现较大的发电增益，大幅提高了电池效率。
39.本技术的钙钛矿晶硅叠层电池10能够拓宽光谱响应区间。晶硅电池带隙为1.1ev，只能吸收800-1200nm左右的光谱能量，而钙钛矿电池带隙为1.5-1.6ev，可以充分吸收300-800nm的可见光波段，本技术充分利用晶硅电池100的两面性，晶硅电池100的正面与背面分别层叠连接有钙钛矿电池200，能够拓宽光谱响应区间。
40.在其中一些实施例中，钙钛矿电池200至少包括依次顺序分布的第一透明电极层210、第一电荷提取层220、钙钛矿层240、第二电荷提取层260和第二透明电极层270，其中，第一透明电极层210层叠连接晶硅电池100。
41.在其中一些实施例中，钙钛矿电池200还包括第一界面修饰层230。钙钛矿层240与第一电荷提取层220之间设置有第一界面修饰层230。
42.在其中一些实施例中，钙钛矿电池200还包括第二界面修饰层250。钙钛矿层240与第二电荷提取层260之间设置有第二界面修饰层250。
43.本技术一实施例还提供了一种钙钛矿晶硅叠层电池10的制备方法。
44.一种钙钛矿晶硅叠层电池10的制备方法，包括如下步骤：
45.提供晶硅电池100；
46.在晶硅电池100的正面与背面分别制备钙钛矿电池200。
47.在其中一些实施例中，钙钛矿晶硅叠层电池10的制备方法，包括如下步骤：
48.在晶硅电池100的正面与背面分别依次制备第一透明电极层210、第一电荷提取层220、钙钛矿层240、第二电荷提取层260以及第二透明电极层270。
49.在其中一些实施例中，钙钛矿晶硅叠层电池10的制备方法，包括如下步骤：在晶硅电池100的正面与背面分别依次制备第一透明电极层210、第一电荷提取层220、第一界面修饰层230、钙钛矿层240、第二界面修饰层250、第二电荷提取层260以及第二透明电极层270。
50.本技术一实施例还提供了一种光伏组件。
51.一种光伏组件，请参阅图2所示，图2为本技术实施例提供的光伏组件的结构示意图，包括钙钛矿晶硅叠层电池10，或者制备方法制备得到的钙钛矿晶硅叠层电池10。
52.在其中一些实施例中，光伏组件包括封装部件以及相对设置的第一基板与第二基板，第一基板与第二基板通过封装部件环绕密封连接，从而在第一基板与第二基板之间围合形成密闭腔室，钙钛矿晶硅叠层电池10被封装于密闭腔室内。
53.在其中一些实施例中，封装部件为边缘密封胶膜，封装部件与钙钛矿晶硅叠层电池10接触配合。
54.在其中一些实施例中，第一基板为导电玻璃板，第二基板为封装玻璃板。
55.实施例1
56.本实施例提供了一种钙钛矿晶硅叠层电池10。
57.参见图3所示，本发明一实施例的钙钛矿晶硅叠层电池10制备工艺示意图，本实施例钙钛矿晶硅叠层电池10的制备方法包括如下步骤：
58.步骤1、提供晶硅电池100；
59.步骤2、在晶硅电池100的正面与背面上分别制备第一透明电极层210；
60.步骤3、在晶硅电池100的正面与背面上的第一透明电极层210上分别制备第一电荷提取层220；
61.步骤4、在晶硅电池100的正面与背面上的第一电荷提取层220上分别制备第一界面修饰层230。
62.步骤5、在晶硅电池100的正面与背面上的第一界面修饰层230上分别制备钙钛矿层240；
63.步骤6、在晶硅电池100的正面与背面上的钙钛矿层240上分别制备第二界面修饰层250；
64.步骤7、在晶硅电池100的正面与背面上的第二界面修饰层250上分别制备第二电荷提取层260；
65.步骤8、在晶硅电池100的正面与背面上的第二电荷提取层260上分别制备第二透明电极层270。
66.实施例2
67.本实施例提供了一种光伏组件。
68.按照实施例1制备钙钛矿晶硅叠层电池10。
69.将钙钛矿晶硅叠层电池10封装在第一基板与第二基板之间，其中钙钛矿晶硅叠层电池10的正面与背面的第二透明电极分别连接第一基板与第二基板。
70.通过封装部件密封第一基板、第二基板以及钙钛矿晶硅叠层电池10的侧面。封装部件与第一基板、第二基板密封连接实现密封封装钙钛矿晶硅叠层电池10。
71.对比例1
72.本对比例提供了一种光伏组件。
73.本对比例的光伏组件的制备方法与实施例1基本相似，其区别在于，对比例1仅在晶硅电池的正面制备钙钛矿层。
74.本对比例的钙钛矿晶硅叠层电池的制备方法包括如下步骤：
75.步骤1、提供晶硅电池；
76.步骤2、在晶硅电池的正面上制备第一透明电极层；
77.步骤3、在晶硅电池的正面上的第一透明电极层上制备第一电荷提取层；
78.步骤4、在晶硅电池的正面上的第一电荷提取层上制备第一界面修饰层。
79.步骤5、在晶硅电池的正面上的第一界面修饰层上制备钙钛矿层。
80.对比例2
81.本对比例提供了一种光伏组件。
82.本对比例的光伏组件的制备方法与实施例1基本相似，其区别在于，对比例2仅在晶硅电池的背面制备钙钛矿层。
83.本对比例的钙钛矿晶硅叠层电池的制备方法包括如下步骤：
84.步骤1、提供晶硅电池；
85.步骤2、在晶硅电池背面上制备第一透明电极层；
86.步骤3、在晶硅电池背面上的第一透明电极层制备第一电荷提取层；
87.步骤4、在晶硅电池的背面上的第一电荷提取层上制备第一界面修饰层。
88.步骤5、在晶硅电池背面上的第一界面修饰层上制备钙钛矿层。
89.对实施例1、对比例1、对比例2中制备得到的钙钛矿晶硅叠层电池进行性能测试。测试结果如表1所示。由表1可知，实施例1-实施例3中的双面的钙钛矿晶硅叠层电池的电池功率明显高于对比例1-对比例2中的单面的钙钛矿晶硅叠层电池。
90.表1不同电池结构在一个标准太阳光下的功率参数
[0091][0092]
[0093]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0094]
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。
[0095]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种钙钛矿晶硅叠层电池，其特征在于，包括晶硅电池以及钙钛矿电池，所述晶硅电池的正面与背面分别层叠连接有所述钙钛矿电池。2.根据权利要求1所述的钙钛矿晶硅叠层电池，其特征在于，所述钙钛矿电池至少包括依次顺序分布的第一透明电极层、第一电荷提取层、钙钛矿层、第二电荷提取层和第二透明电极层，其中，所述第一透明电极层层叠连接所述晶硅电池。3.根据权利要求2所述的钙钛矿晶硅叠层电池，其特征在于，所述钙钛矿电池还包括第一界面修饰层，所述钙钛矿层与所述第一电荷提取层之间设置有所述第一界面修饰层。4.根据权利要求3所述的钙钛矿晶硅叠层电池，其特征在于，所述钙钛矿电池还包括第二界面修饰层，所述钙钛矿层与所述第二电荷提取层之间设置有所述第二界面修饰层。5.一种权利要求1-4任意一项所述的钙钛矿晶硅叠层电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：提供晶硅电池；在所述晶硅电池的正面与背面分别制备钙钛矿电池。6.根据权利要求5所述的钙钛矿晶硅叠层电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在所述晶硅电池的正面与背面分别依次制备第一透明电极层、第一电荷提取层、钙钛矿层、第二电荷提取层以及第二透明电极层。7.根据权利要求6所述的钙钛矿晶硅叠层电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在所述晶硅电池的正面与背面分别依次制备第一透明电极层、第一电荷提取层、第一界面修饰层、钙钛矿层、第二界面修饰层、第二电荷提取层以及第二透明电极层。8.一种光伏组件，其特征在于，包括权利要求1～4任意一项所述的钙钛矿晶硅叠层电池，或者权利要求5～7任意一项所述的制备方法制备得到的钙钛矿晶硅叠层电池。9.根据权利要求8所述的光伏组件，其特征在于，所述光伏组件包括封装部件以及相对设置的第一基板与第二基板，所述第一基板与第二基板通过所述封装部件环绕密封连接，从而在所述第一基板与所述第二基板之间围合形成密闭腔室，所述钙钛矿晶硅叠层电池被封装于所述密闭腔室内。10.根据权利要求9所述的光伏组件，其特征在于，所述封装部件为边缘密封胶膜，所述封装部件与所述钙钛矿晶硅叠层电池接触配合。

技术总结
本发明公开了一种钙钛矿晶硅叠层电池及其制备方法与光伏组件。钙钛矿晶硅叠层电池包括晶硅电池以及钙钛矿电池，所述晶硅电池的正面与背面分别层叠连接有所述钙钛矿电池。钙钛矿晶硅叠层电池的制备方法，包括如下步骤：提供晶硅电池；在所述晶硅电池的正面与背面分别制备钙钛矿电池。光伏组件，包括钙钛矿晶硅叠层电池。本发明的钙钛矿晶硅叠层电池，能够充分利用晶硅电池的两面性，实现较大的发电增益，大幅提高了电池效率。大幅提高了电池效率。大幅提高了电池效率。


技术研发人员：朱俊 夏锐 张学玲 冯志强 高纪凡
受保护的技术使用者：天合光能股份有限公司
技术研发日：2023.07.14
技术公布日：2023/10/11