CN220359678U - 一种晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池，包括晶硅底电池；钙钛矿顶电池，包括设于晶硅底电池的表面的空穴传输层、设于空穴传输层的表面的钙钛矿吸收层、设于钙钛矿吸收层的表面的钙钛矿钝化层、设于钙钛矿吸收层的表面的电子传输层、设于电子传输层的表面的缓冲层、设于缓冲层的表面的光捕捉层、设于光捕捉层的表面的钙钛矿透明电极层和设于钙钛矿透明电极层的表面的钙钛矿金属电极层。通过设置光捕捉层可以钝化缓冲层与钙钛矿透明电极层之间的界面缺陷，减少非复合损失，提高入射光吸收及光电转换效率；光捕捉层可以增强钙钛矿透明电极层在缓冲层上的附着力以减少剥落，保护钙钛矿透明电极层免受外界水分侵蚀，提高太阳能电池的稳定性。

Description

一种晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池

技术领域

本申请属于太阳能电池技术领域，更具体地说，是涉及一种晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池。

背景技术

太阳能是一种备受瞩目的新型清洁能源，具有大量资源和低成本的优势。目前，光伏电池是将太阳能转化为电能最有效的方式之一，而单晶硅和多晶硅等太阳能电池已经有了比较成熟的产业化技术。近年来，晶硅/钙钛矿叠层技术已成为光伏技术领域的研究热点之一，备受广泛关注。这一技术的发展对提高太阳能电池的光电转换效率和降低制造成本具有重要意义，从而促进太阳能发电技术的进一步发展和应用。晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的理论有效光电转换效率高达40%以上，远高于晶体硅太阳能电池。晶硅/钙钛矿叠层技术的基本原理是将钙钛矿材料和晶硅材料堆叠在一起，形成一个异质结，利用钙钛矿材料的宽带隙、高吸收系数和高载流子迁移率，以及晶硅材料的稳定性和良好的电子传输性能，提高太阳能电池的光电转换效率。

在目前的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池中，主要包括晶硅底电池和设于晶硅底电池的上方的钙钛矿顶电池。其中，钙钛矿顶电池的缓冲层通常由氧化锌材料制成，氧化锌缓冲层与透明电极层之间会存在界面缺陷，该界面缺陷会导致大量的非辐射复合，从而降低太阳能电池的光电性能。而且，由于透明电极层与氧化锌缓冲层之间的界面附着力较低，透明电极层容易在氧化锌缓冲层上剥离，降低太阳能电池的稳定性。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池，以解决相关技术中存在的：氧化锌缓冲层与透明电极层之间的界面缺陷引起的非辐射复合，导致太阳能电池的光电性能及稳定性下降的问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案是：

提供一种晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池，包括：

晶硅底电池；

钙钛矿顶电池，所述钙钛矿顶电池包括设于所述晶硅底电池的表面的空穴传输层、设于所述空穴传输层的表面的钙钛矿吸收层、设于所述钙钛矿吸收层的表面的钙钛矿钝化层、设于所述钙钛矿吸收层的表面的电子传输层、设于所述电子传输层的表面且由氧化锌材料制成的缓冲层、设于所述缓冲层的表面的光捕捉层、设于所述光捕捉层的表面的钙钛矿透明电极层和设于所述钙钛矿透明电极层的表面的钙钛矿金属电极层。

在一个实施例中，所述光捕捉层的厚度范围为1μm-10μm。

在一个实施例中，所述钙钛矿顶电池还包括设于所述钙钛矿金属电极层的表面的减反射层。

在一个实施例中，所述减反射层的厚度范围为1nm-600nm。

在一个实施例中，所述缓冲层的厚度范围为1nm-30nm。

在一个实施例中，所述钙钛矿透明电极层的厚度大于缓冲层的厚度。

在一个实施例中，所述晶硅底电池包括衬底、设于所述衬底的表面的基底表面钝化层、设于所述基底表面钝化层的表面的N型基底掺杂层、设于所述N型基底掺杂层的表面的隧穿层、设于所述衬底的底面的基底底面钝化层、设于所述基底底面钝化层的P型基底掺杂层和设于所述P型基底掺杂层的底面的晶硅电极层；所述空穴传输层设于所述隧穿层的表面。

在一个实施例中，所述晶硅电极层包括设于所述P型基底掺杂层的底面的晶硅透明电极层和设于所述晶硅透明电极层的底面的晶硅金属电极层。

在一个实施例中，所述晶硅金属电极层的厚度大于晶硅透明电极层的厚度。

在一个实施例中，所述空穴传输层的厚度小于所述隧穿层的厚度。

本申请实施例提供的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池至少具有以下有益效果：本申请使用氧化锌作为缓冲层，在缓冲层与钙钛矿透明电极层之间设置光捕捉层，光捕捉层不仅可以钝化缓冲层与钙钛矿透明电极层之间的界面缺陷，减少非复合损失，提高晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的入射光吸收及光电转换效率；而且，光捕捉层可以增强钙钛矿透明电极层在缓冲层上的附着力以减少剥落，保护钙钛矿透明电极层免受外界水分侵蚀，提高晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或示范性技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。

图1为本申请实施例提供的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的有光捕捉层的光反射结构示意图；

图3为本申请实施例提供的无光捕捉层的光反射结构示意图。

其中，图中各附图主要标记：

1、晶硅底电池；11、衬底；12、基底表面钝化层；13、N型基底掺杂层；14、隧穿层；15、基底底面钝化层；16、P型基底掺杂层；17、晶硅电极层；171、晶硅透明电极层；172、晶硅金属电极层；

2、钙钛矿顶电池；21、空穴传输层；22、钙钛矿吸收层；23、钙钛矿钝化层；24、电子传输层；25、缓冲层；26、光捕捉层；27、钙钛矿透明电极层；28、钙钛矿金属电极层；29、减反射层。

实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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申请中的具体含义。

在整个说明书中参考“一个实施例”或“实施例”意味着结合实施例描述的特定特征，结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，“在一个实施例中”或“在一些实施例中” 的短语出现在整个说明书的各个地方，并非所有的指代都是相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何合适的方式组合特定的特征，结构或特性。

请参阅图1，现对本申请实施例提供的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池进行说明。该晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池包括晶硅底电池1和钙钛矿顶电池2，钙钛矿顶电池2可设于晶硅底电池1的上方。其中，钙钛矿顶电池2可包括设于晶硅底电池1的表面的空穴传输层21、设于空穴传输层21的表面的钙钛矿吸收层22、设于钙钛矿吸收层22的表面的钙钛矿钝化层23、设于钙钛矿吸收层22的表面的电子传输层24、设于电子传输层24的表面且由氧化锌材料制成的缓冲层25、设于缓冲层25的表面的光捕捉层26、设于光捕捉层26的表面的钙钛矿透明电极层27和设于钙钛矿透明电极层27的表面的钙钛矿金属电极层28。

此结构，本申请使用氧化锌作为缓冲层25，在缓冲层25与钙钛矿透明电极层27之间设置光捕捉层26，光捕捉层26不仅可以钝化缓冲层25与钙钛矿透明电极层27之间的界面缺陷，减少非复合损失，提高晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的入射光吸收及光电转换效率；而且，光捕捉层26可以增强钙钛矿透明电极层27在缓冲层25上的附着力以减少剥落，保护钙钛矿透明电极层27免受外界水分侵蚀，提高晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的稳定性。

在一个实施例中，请参阅图1，作为本申请实施例提供的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的一种具体实施方式，钙钛矿顶电池2还包括设于钙钛矿金属电极层28的表面的减反射层29。此结构，减反射层29可增强晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池对太阳光的吸收率，以及工作稳定性。

在一个实施例中，减反射层29的厚度范围为1nm-600nm。此结构，可进一步增强晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池对太阳光的吸收率。

在一个实施例中，请参阅图1，作为本申请实施例提供的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的一种具体实施方式，晶硅底电池1包括衬底11、设于衬底11的表面的基底表面钝化层12、设于基底表面钝化层12的表面的N型基底掺杂层13、设于N型基底掺杂层13的表面的隧穿层14、设于衬底11的底面的基底底面钝化层15、设于基底底面钝化层15的P型基底掺杂层16和设于P型基底掺杂层16的底面的晶硅电极层17；空穴传输层21设于隧穿层14的表面。其中，晶硅电极层17包括设于P型基底掺杂层16的底面的晶硅透明电极层171和设于晶硅透明电极层171的底面的晶硅金属电极层172。

请参阅图1，本申请实施例提供的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的具体结构由下至上依次为：晶硅金属电极层172、晶硅透明电极层171、P型基底掺杂层16、基底底面钝化层15、衬底11、基底表面钝化层12、N型基底掺杂层13、隧穿层14、空穴传输层21、钙钛矿吸收层22、钙钛矿钝化层23、电子传输层24、缓冲层25、光捕捉层26、钙钛矿透明电极层27、钙钛矿金属电极层28和减反射层29。该晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的制备步骤具体如下：

步骤一：在衬底11的底面依次制备基底底面钝化层15和P型基底掺杂层16，在衬底11的表面依次制备基底表面钝化层12和N型基底掺杂层13。

步骤二：制备晶硅透明电极层171。可选地，利用磁控溅射法，将上述样片置于磁控溅射设备中，设置ITO（Indium Tin Oxide，氧化铟锡）靶材，控制功率在50-200W之间。具体地，在本申请实施例中，控制功率为60W，运行时间为1.5h，层膜厚度为100nm。

步骤三：制备晶硅金属电极层172。可选地，利用蒸镀法，将上述制备完成的基底样片放置于掩膜板上，并放入蒸镀机腔室中，蒸镀真空度为5×10^-5-2×10^-4Pa，蒸镀温度在500-2000℃，蒸发速率为0.1-5Å/S。具体地，在本申请实施例中，蒸镀真空度为2×10^-4Pa时进行蒸镀，调节蒸镀电压至蒸发温度，控制蒸发速率在2.5Å/S，将银蒸镀至层膜上，厚度为200nm。其中，晶硅金属电极层172的厚度大于晶硅透明电极层171的厚度。

步骤四：在N型基底掺杂层13的表面制备隧穿层14。可选地，隧穿层14可采用原子层沉积法、磁控溅射法或湿化学法制备。具体地，在本申请实施例中，可利用磁控溅射法，将样片置于掩膜板后放置于磁控溅射设备中，控制功率为60W，运行时间为1h，层膜厚度为40nm。

步骤五：制备空穴传输层21。其中，空穴传输层21可为聚[双(4苯基)(2，4，6三甲基苯基)胺](PTAA)、聚-3己基噻吩(P3HT)、氧化镍(NiOx)、三氧化钼(MoO₃)、碘化亚铜(CuI)、硫氰酸亚铜(CuSCN)中的至少一种。

可选地，可以采用旋涂法，将空穴传输层21分散液均匀涂覆在隧穿层14的表面，旋涂转速为1000-5000rpm，旋涂时间为10-100s。旋涂结束后，进行退火操作，退火温度为300-600℃，退火时间为10-50min。

可选地，也可以采用磁控溅射法，将上述制备好的基片置于磁控溅射设备中，控制功率为30-90W。

本申请实施例可利用旋涂法，将基片采用UV-Ozone（紫外臭氧清洗机）处理15min，配备空穴传输层21分散液，称取0.05mol NiOx粉末溶解于1ml超纯水中，超声震荡20min。将空穴传输层21分散液均匀涂覆在基片的表面，设置旋涂转速为2000rpm，旋涂时间为40s，溶液量为100ul。旋涂结束后，进行退火操作，退火温度为450℃，退火时间为30min，厚度在20nm左右。其中，空穴传输层21的厚度可小于隧穿层14的厚度。

步骤六：制备钙钛矿吸收层22。

可选地，可以采用旋涂法，制备钙钛矿前驱液，将钙钛矿前驱液均匀涂覆在空穴传输层21的表面，然后使用反溶剂进行动态旋涂，旋涂转速为1200-6000rpm，旋涂时间为20-120s，反溶剂滴定时间为开始转速后的10-50s。旋涂结束后，进行退火操作，退火温度为50-150℃，退火时间为5-40min。其中，钙钛矿前驱液的溶解溶剂包括二甲基甲酰胺 (DMF)、G-丁内酯 (GBL)、二甲基亚砜 (DMSO)和N,N-二甲基乙酰胺 (DMA)中的至少一种，溶剂比例在0-3：10-7之间。反溶剂可包括甲苯(Tol)、氯苯(CB)、乙酸乙酯(EA)中的至少一种。

可选地，也可以采用闪蒸法，制备钙钛矿前驱液，将钙钛矿前驱液均匀涂覆在空穴传输层21的表面，旋涂转速为1000-6000rpm，旋涂时间为20-120s。旋涂结束后，进行闪蒸操作，闪蒸时间为10-60s，闪蒸温度为0-100℃，闪蒸结束后，进行退火处理，退火温度为50-150℃，退火时间为5-40min。

可选地，还可以采用蒸镀法，制备钙钛矿前驱粉末，将钙钛矿前驱粉末蒸发至上述空穴传输层21的表面，蒸镀真空度在1-3×10^-4Pa之间，蒸镀温度为200-700℃。其中，钙钛矿前驱液可为ABX₃结构钙钛矿，利用化学计量比进行调节并与有机溶剂进行溶解，浓度在1.5-2M之间。其中，ABX₃结构钙钛矿中，A位为有机阳离子，包括CH₃NH₃ ⁺(MA₊)、NH₂CH＝NH₂ ⁺(FA₊)、CH₃CH₂NH₃ ⁺或Cs⁺中的至少一种；B位是金属阳离子，包括Pb²⁺、Sn²⁺中的至少一种；X位是卤素阴离子，包括F^-、Cl^-、Br^-、I^-中的至少一种。

本申请实施例可采用闪蒸法制备钙钛矿吸收层22。具体地，配备钙钛矿前驱液，称量1M钙钛矿粉末溶解于1ml DMF（N,N-Dimethylformamide，N,N-二甲基甲酰胺）和DMSO（Dimethyl sulfoxide，二甲基亚砜）溶剂中，溶剂比例为8：2，磁力搅拌30min，随后将样片置于旋涂仪基台上，设置旋涂转速为3500rpm，旋涂时间为30s，钙钛矿前驱液溶液量为120ul涂覆样片表面。旋涂结束后，将样片放置于闪蒸台上，设置闪蒸时间为30s，闪蒸温度为30℃，闪蒸结束后进行退火处理，设置退火温度为100℃，退火时间为15min，厚度在500nm左右。

步骤七：制备钙钛矿钝化层23。其中，钙钛矿钝化层23为丙二胺碘，包括但不限于丙二胺溴(PDADBr)、丁基氯化胺(BACl)、丁基溴化胺(BABr)、丁基碘化胺(BAI)、N,N-二甲基-1,3-丙二胺盐酸盐 (DMePDADCl)、十二二胺溴(DDDADBr)中的至少一种；也可以是氟化镁，包括但不限于氟化锂(LiF)、氟化钠(NaF) 中的至少一种。

可选地，利用蒸镀法，将丙二胺碘蒸发至上述P型钙钛矿吸收层22的表面，蒸镀真空度为1-5×10^-4Pa，蒸镀温度在50-400℃，蒸发速率在0.05-1Å/S。蒸发结束后，进行退火操作，退火温度为0-150℃，退火时间为0-30min。

可选地，也可以利用旋涂法，制备钝化层分散液并均匀涂覆在钙钛矿吸收层22的表面，将丙二胺碘溶于包括但不限于有机溶剂甲醇、乙醇或异丙醇中，进行超声溶解并旋涂，丙二胺碘浓度为0.1-6mg/ml，超声时间为0-30min，旋涂转速为1000-7000rpm，旋涂时间为20-120s。旋涂结束后，进行退火操作，退火温度为40-160℃，退火时间为5-40min。

可选地，也可以利用喷涂法，将钝化层分散液喷涂在钙钛矿吸收层22的表面，喷涂速率为0-100cm/s，喷涂结束后，进行退火操作，退火温度为20-170℃，退火时间为0-30min。

本申请实施例可采用蒸镀法来制备钙钛矿钝化层23。具体地，称取3mg丙二胺碘放置于坩埚中，将基底样片放置于掩模版上，放入蒸镀机腔室，待蒸镀真空度为2×10^-4Pa时进行蒸镀，调节蒸镀电压至蒸发温度，控制蒸发速率在0.1Å/S，将丙二胺碘蒸镀至层膜上，厚度为4nm，结束后设置退火台温度为100℃，进行8min退火操作。

步骤八：制备电子传输层24。其中，电子传输层24为氧化锌(ZnO)、二氧化锡(SnO₂)、二氧化钛(TiO₂)、[6,6]-苯基C61丁酸甲酯(PC₆₁BM)、碳60(C₆₀)、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲啰啉(BCP)中的至少一种。

可选地，可以利用旋涂法，将电子传输层24分散液均匀涂覆在钙钛矿钝化层23的表面，旋涂转速为500-4000rpm，旋涂时间为10-80s。

可选地，也可以利用蒸镀法，将电子传输层24材料蒸发至上述钙钛矿钝化层23的表面，蒸镀真空度为5×10^-5-5×10^-4Pa，蒸镀温度在100-400℃，蒸发速率在0.05-1Å/S。

本申请实施例可采用蒸镀法来制备电子传输层24。具体地，将基底样片放置于掩膜板上，放入蒸镀机腔室，待蒸镀真空度为1×10^-4Pa时进行蒸镀，调节蒸镀电压至蒸发温度，控制蒸发速率在0.1-0.15Å/S，将C₆₀蒸镀至层膜上，厚度为20nm。

步骤九：制备缓冲层25。其中，缓冲层25为氧化锌(ZnO)、二氧化锡(SnO₂)、二氧化钛(TiO₂) 中的至少一种。缓冲层25的厚度范围可为1nm-30nm。

可选地，可以利用原子层沉积法，将电子传输层24材料利用原子层沉积设备沉积至电子传输层24的表面，沉积真空度为0-1×10⁴Pa，沉积管道温度在50-150℃之间，沉积腔室温度为40-150℃。

可选地，也可以利用蒸镀法，将电子传输层24修饰层材料蒸发至上述电子传输层24的表面，蒸镀真空度为6×10^-5-4×10^-4Pa，蒸镀温度在100-500℃，蒸发速率在0.05-1Å/S。

本申请实施例可采用原子层沉积法，设置原子层沉积设备真空度为0.5×10⁴Pa，沉积管道温度在60℃之间，沉积腔室温度70℃，将SnO₂蒸镀至层膜上，厚度为15nm。

步骤十：制备光捕捉层26。其中，光捕捉层26由纳米氧化铝(Al₂O₃)醇类溶液、纳米二氧化硅(SiO₂)分散液, 纳米氧化锆(ZrO₂)，纳米氧化锌(ZnO)材料中的至少一种，分散粒径在5-200nm之间。其中，光捕捉层26的厚度范围为1μm-10μm。

可选地，可以利用旋涂法，制备光捕捉层26分散液，进行超声溶解，光捕捉层26分散液浓度为0.05-5mg/ml，超声时间为10-30min，然后进行旋涂，旋涂转速设置为1000-6000rpm，旋涂时间为25-100s，旋涂结束后，进行退火操作，退火温度为50-200℃，退火时间为5-40min。

可选地，也可以采用喷涂法，将光捕捉层26分散液喷涂在缓冲层25的表面，喷涂速率为1-80cm/s。喷涂结束后，进行退火操作，退火温度为0-150℃，退火时间为0-30min。

本申请采用旋涂法制备光捕捉层26。将稀释浓度为（3mg/mL）的直径为100nm纳米氧化铝(Al₂O₃)颗粒的醇类溶液进行超声处理，超声时间为30min，然后进行旋涂，旋涂转速为2000rpm，旋涂时间为2s，旋涂结束后，进行退火操作，退火温度为50℃，退火时间为10min。

步骤十一：制备钙钛矿透明电极层27。

可选地，可以利用磁控溅射法，将透明电极材料溅射至上述光捕捉层26的表面，控制功率为30-200W。

可选地，也可以利用蒸镀法，将透明电极材料蒸发至上述光捕捉层26的表面，蒸镀真空度为1×10^-5-5×10^-4Pa，蒸镀温度在1000-2000℃，蒸发速率在0.05-3Å/S。

本申请实施例可采用磁控溅射法，与步骤二中制备晶硅透明电极层171的制备方法相似，设置IZO（Indium Zinc Oxide，氧化铟锌）靶材，控制功率为50W，运行时间为1h，层膜厚度为100nm。其中，钙钛矿透明电极层27的厚度大于缓冲层25的厚度。

步骤十二：制备钙钛矿金属电极层28。具体地，与制备晶硅金属电极层172相似，仅掩膜板不一致，厚度为100nm。

步骤十三：制备减反射层29。可选地，可通过磁控溅射法和蒸镀法进行制备。具体地，本申请实施例制备减反射层29与制备钙钛矿钝化层23的方法相似，控制蒸发速率在2Å/S，将氟化镁蒸镀至层膜上，厚度为100nm。其中，减反射层29可为氟化镁、氟化锂(LiF)、氟化钠(NaF)、氧化硅(SiO₂)中的至少一种。

可选地，晶硅透明电极层171和钙钛矿透明电极层27可为氧化铟锡(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、氧化锌铝(AZO)中的至少一种。

可选地，钙钛矿金属电极层28可为银(Ag)、金(Au)、铜(Cu)、铝(Al)、碳(C)中的至少一种。

可选地，空穴传输层21、钙钛矿吸收层22、电子传输层24、钙钛矿透明电极层27、钙钛矿金属电极层28和减反射层29的厚度范围可为1nm-600nm。

为了验证本申请实施例提供的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的性能，本申请提供了四个对比例进行论证。

对比例一：提供一种无光捕捉层26的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池，其具体结构由下至上依次为：晶硅金属电极层172、晶硅透明电极层171、P型基底掺杂层16、基底底面钝化层15、衬底11、基底表面钝化层12、N型基底掺杂层13、隧穿层14、空穴传输层21、钙钛矿吸收层22、钙钛矿钝化层23、电子传输层24、缓冲层25、钙钛矿透明电极层27、钙钛矿金属电极层28和减反射层29。该对比例一的制备步骤与本申请实施例的制备步骤基本一致，没有步骤十。

对比例二：提供一种基于由30nm的纳米氧化铝颗粒制备得到的光捕捉层26的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池，而本申请实施例中的光捕捉层26由100nm的纳米氧化铝颗粒制成。

对比例三：提供一种基于由300nm的纳米氧化铝颗粒制备得到的光捕捉层26的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池，而本申请实施例中的光捕捉层26由100nm的纳米氧化铝颗粒制成。

对比例四：提供一种基于由100nm的纳米氧化硅颗粒制备得到的光捕捉层26的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池，而本申请实施例中的光捕捉层26由100nm的纳米氧化铝颗粒制成。

将本申请实施例与对比例一至四进行对比实验，利用太阳光模拟器，进行一个标准太阳光强校准，并对面积为1.0cm²的器件进行长时间段的IV测试，设置起始电压为1.95V，截止电压为0V，量程为100mA，其测试结果如下表所示。

由以上表格对比可知：

（1）本申请实施例提供的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池使用氧化锌材料制备缓冲层25，同时额外增加了一层纳米氧化铝颗粒制备的光捕捉层26，该光捕捉层26能够减少入射光的反射率，增加晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的光吸收。如图2和图3所示，聚集的纳米颗粒可以在平面表面上产生焰光效应，更多的反射光可以被重新折射回器件。本申请实施例与对比例一相比，有着更高的器件短路电流密度和更优越的性能。

（2）光捕捉层26能够有效消除缓冲层25与钙钛矿透明电极层27之间的界面缺陷，减少非辐射复合，从而提高器件的光电转换效率。与对比例一相比，本申请实施例的器件光电性能表现更好，缺陷更少，有更高的开路电压。

（3）由不同种类的光捕捉层26的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的消除缺陷的效果不一样。本申请实施例和对比例二提供的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池，相较于对比例三和对比例四提供的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池，有着更为卓越的效果，因而具有更高的光电转化效率。

（4）光捕捉层26还能够增强钙钛矿透明电极层27与缓冲层25之间的附着力以减少剥落。相较于对比例二，本申请实施例提供的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的稳定性更高，光电转换效率衰减率从8.2%/year减小到了小于1%/year。其中，本申请实施例提供的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的稳定性最好，其衰减率降低至了0.2%/year。

以上所述仅为本申请的可选实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于，包括：

晶硅底电池；

钙钛矿顶电池，所述钙钛矿顶电池包括设于所述晶硅底电池的表面的空穴传输层、设于所述空穴传输层的表面的钙钛矿吸收层、设于所述钙钛矿吸收层的表面的钙钛矿钝化层、设于所述钙钛矿吸收层的表面的电子传输层、设于所述电子传输层的表面且由氧化锌材料制成的缓冲层、设于所述缓冲层的表面的光捕捉层、设于所述光捕捉层的表面的钙钛矿透明电极层和设于所述钙钛矿透明电极层的表面的钙钛矿金属电极层。

2.如权利要求1所述的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于：所述光捕捉层的厚度范围为1μm-10μm。

3.如权利要求1所述的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于：所述钙钛矿顶电池还包括设于所述钙钛矿金属电极层的表面的减反射层。

4.如权利要求3所述的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于：所述减反射层的厚度范围为1nm-600nm。

5.如权利要求1所述的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于：所述缓冲层的厚度范围为1nm-30nm。

6.如权利要求1所述的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于：所述钙钛矿透明电极层的厚度大于缓冲层的厚度。

7.如权利要求1-6任一项所述的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于：所述晶硅底电池包括衬底、设于所述衬底的表面的基底表面钝化层、设于所述基底表面钝化层的表面的N型基底掺杂层、设于所述N型基底掺杂层的表面的隧穿层、设于所述衬底的底面的基底底面钝化层、设于所述基底底面钝化层的P型基底掺杂层和设于所述P型基底掺杂层的底面的晶硅电极层；所述空穴传输层设于所述隧穿层的表面。

8.如权利要求7所述的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于：所述晶硅电极层包括设于所述P型基底掺杂层的底面的晶硅透明电极层和设于所述晶硅透明电极层的底面的晶硅金属电极层。

9.如权利要求8所述的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于：所述晶硅金属电极层的厚度大于晶硅透明电极层的厚度。

10.如权利要求7所述的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于：所述空穴传输层的厚度小于所述隧穿层的厚度。