太阳能电池制造技术

本发明专利技术公开了一种太阳能电池，包含导电玻璃、N型掺杂电子传导层、N型掺杂钙钛矿光吸收层、电洞传导层及金属电极。N型掺杂电子传导层配置于导电玻璃上，其中电子传导层包含第一N型掺杂剂。N型掺杂钙钛矿光吸收层配置于N型掺杂电子传导层上，其中N型掺杂钙钛矿光吸收层包含第二N型掺杂剂。电洞传导层配置于N型掺杂钙钛矿光吸收层上。金属电极配置于电洞传导层上。

Solar cell

【技术实现步骤摘要】
太阳能电池
本专利技术是关于太阳能电池，更详细关于钙钛矿太阳能电池。
技术介绍
随着科技进展，环境保护逐渐成为一个重要的议题，因此绿色能源越来越受到重视。在各种绿色能源中，太阳能具有洁净、安全且丰沛的来源等优点，乃为积极发展的技术之一。近年来，发展出新式薄膜型态的钙钛矿太阳能电池(perovskitesolarcell)，这种类型电池核心的钙钛矿结构吸收层在可見光范围内具有相当良好的吸收能力，因此通过钙钛矿材料的独特的光学特性，可以使电池产生良好的光电转换效率。在太阳能电池中，电子传导层与光吸收层之间的介面密合度是影响太阳能电池的效率的主要原因之一。若电子传导层与光吸收层的介面接触电阻过大，在电子传递的过程中会消耗过多的电能，使得太阳能电池的转换效率下降。因此，亟需一种解决方案，降低电子传导层与光吸收层之间的接触电阻。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能提升转换效率的太阳能电池。根据本专利技术的一方面是提供一种太阳能电池，其包含导电玻璃、N型掺杂电子传导层、N型掺杂钙钛矿光吸收层、电洞传导层及金属电极。N型掺杂电子传导层配置于导电玻璃上，其中N型掺杂电子传导层包含第一N型掺杂剂。N型掺杂钙钛矿光吸收层配置于N型掺杂电子传导层上，其中N型掺杂钙钛矿光吸收层包含第二N型掺杂剂。电洞传导层配置于N型掺杂钙钛矿光吸收层上。金属电极配置于电洞传导层上。在本专利技术的一个或多个实施例中，N型掺杂电子传导层的第一N型掺杂剂的掺杂浓度高于N型掺杂钙钛矿光吸收层的第二N型掺杂剂的掺杂浓度。在本专利技术的一个或多个实施例中，N型掺杂电子传导层包含N型掺杂的非晶硅。在本专利技术的一个或多个实施例中，N型掺杂电子传导层是由多孔性材料制成，多孔性材料包含多个孔洞。在本专利技术的一个或多个实施例中，N型掺杂钙钛矿光吸收层的一部分位于孔洞中。在本专利技术的一个或多个实施例中，多孔性材料为多孔性非晶硅。在本专利技术的一个或多个实施例中，N型掺杂电子传导层的孔隙率为25％-80％。在本专利技术的一个或多个实施例中，N型掺杂钙钛矿光吸收层包含CsPbI3。在本专利技术的一个或多个实施例中，N型掺杂钙钛矿光吸收层的厚度为300nm-500nm。在本专利技术的一个或多个实施例中，第一N型掺杂剂及第二N型掺杂剂为磷。在本专利技术的一个或多个实施例中，N型掺杂电子传导层的厚度为50nm-80nm。与现有技术相比，本专利技术的太阳能电池可以改善电子传导层与钙钛矿光吸收层之间的接触电阻，提升太阳能电池的转换效率。附图说明图1绘示根据本专利技术一实施例的太阳能电池100的剖面图。图2绘示根据一比较例的太阳能电池的局部剖面图。图3绘示根据本专利技术一实施例的太阳能电池100的局部剖面图。图4绘示根据本专利技术一实施例的太阳能电池100的局部剖面图。具体实施方式以下揭示内容提供许多不同实施例或示例，用于实施本专利技术的不同特征。下文描述组件及排列的特定实例以简化本专利技术书的内容。当然，这些实例仅为示例且并不意欲为限制性。举例来说，在以下描述中，第一特征形成于第二特征上或之上包含第一特征与第二特征直接接触的实施例，亦可以包含第一特征与第二特征未直接接触的实施例。此外，本专利技术可在各实例中重复元件符号及/或字母。此重复是为了简化，并不指示所论述的各实施例及/或配置之间的关系。再者，在本专利技术中，以下的特征形成于、连接至及/或耦合至另一个特征可以包含特征形成直接接触的实施例，亦可以包含另外的特征插入形成的特征的实施例，以使特征并未直接接触。进一步地，为了便于描述，本文可使用空间相对性用语(诸如“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”及类似者)来描述诸图中所图示一个元件或特征与另一个元件(或多个元件)或特征(或多个特征)的关系。空间相对性用语意欲包含元件在使用或操作中的不同定向。请参考图1，其绘示根据本专利技术一实施例的太阳能电池100的剖面图。太阳能电池100包含导电玻璃120、电子传导层130、钙钛矿光吸收层140、电洞传导层150及金属电极160。电子传导层130配置于导电玻璃120上，而钙钛矿光吸收层140配置于电子传导层130上。此外，电洞传导层150配置于钙钛矿光吸收层140上，而金属电极160配置于电洞传导层150上。在一些实施例中，导电玻璃120可以为氟掺杂氧化锡(fluorine-dopedtinoxide,FTO)。电子传导层130是为N型掺杂，因此又可以称为N型掺杂电子传导层。更详细说明，电子传导层130的掺杂剂为磷、砷、锑或其他N型掺杂剂。在一些实施例中，电子传导层130可以为N型掺杂的非晶硅。可以使用任何合适的方法沉积电子传导层130于导电玻璃120上，例如化学气相沉积等。在某些实施例中，电子传导层130的厚度为50nm-80nm，例如60nm或70nm。钙钛矿光吸收层140是N型掺杂，因此亦可以称为N型掺杂钙钛矿光吸收层。在一些实施例中，钙钛矿光吸收层140的掺杂剂为磷、砷、锑或其他N型掺杂剂。钙钛矿为一种陶瓷氧化物材料，分子通式为ABX3，其中A和B是两种大小不同的阳离子，而X为与阳离子结合的阴离子。在一实施例中，钙钛矿光吸收层140的材料为CsPbI3。在一些实施例中，电子传导层130的掺杂浓度高于钙钛矿光吸收层140的掺杂浓度。值得注意的是，电子传导层130的掺杂剂可以相同或不同于钙钛矿光吸收层140的掺杂剂。在某些实施例中，钙钛矿光吸收层140的厚度为300nm-500nm，例如350nm、400nm或450nm。电洞传导层150的材料例如可为聚(3-己基噻吩)(poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl),P3HT)。在一些实施例中，电洞传导层150的厚度为50nm-100nm，例如60nm、70nm、80nm或90nm。在某些实施例中，金属电极160的厚度约为50nm-200nm，例如约100nm。在另外一些实施例中，太阳能电池100还包含盖板玻璃110，盖板玻璃110位于导电玻璃120之下。盖板玻璃110可以提供太阳能电池100更佳的机械强度，维持透光性并避免太阳能电池100的其余元件受到损伤。请参考图2，其绘示根据一比较例的太阳能电池的局部剖面图。为了便于说明的目的，图2仅绘示电子传导层230以及钙钛矿光吸收层240。与图1所绘示的实施例不同，图2绘示的钙钛矿光吸收层240并没有N型掺杂。如图所示，N型掺杂剂仅分布于电子传导层230中。由于电子传导层230及钙钛矿光吸收层240是分别由两道不同的沉积工艺形成，因此电子传导层230与钙钛矿光吸收层240之间会有介面。再者，由于沉积钙钛矿光吸收层240时，可能会形成表面缺陷于此介面上，因此表面粗糙度较高，使得电子传导层230与钙钛矿光吸收层240的密合较差，两者之间的接触电阻也较高。接触电阻较高会使得电流经过此介面时消耗更多电能，因而降低了太阳能电池的整体转换效率。请参考图3，其绘示根据本专利技术一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能电池，其特征在于，包含：/n导电玻璃；/nN型掺杂电子传导层，配置于所述导电玻璃上，其中所述N型掺杂电子传导层包含第一N型掺杂剂；/nN型掺杂钙钛矿光吸收层，配置于所述N型掺杂电子传导层上，其中所述N型掺杂钙钛矿光吸收层包含第二N型掺杂剂；/n电洞传导层，配置于所述N型掺杂钙钛矿光吸收层上；以及/n金属电极，配置于所述电洞传导层上。/n

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池，其特征在于，包含：
导电玻璃；
N型掺杂电子传导层，配置于所述导电玻璃上，其中所述N型掺杂电子传导层包含第一N型掺杂剂；
N型掺杂钙钛矿光吸收层，配置于所述N型掺杂电子传导层上，其中所述N型掺杂钙钛矿光吸收层包含第二N型掺杂剂；
电洞传导层，配置于所述N型掺杂钙钛矿光吸收层上；以及
金属电极，配置于所述电洞传导层上。


2.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述N型掺杂电子传导层的所述第一N型掺杂剂的掺杂浓度高于所述N型掺杂钙钛矿光吸收层的所述第二N型掺杂剂的掺杂浓度。


3.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述N型掺杂电子传导层包含N型掺杂的非晶硅。


4.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述N型掺杂电子传导层是由多孔性材料制成，所述多孔性材料包含多个孔洞。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱继霆，连詹田，
申请(专利权)人：中华映管股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71