一种钙钛矿太阳能电池和钙钛矿太阳能组件制造技术

本发明专利技术实施例提供了一种钙钛矿太阳能电池和钙钛矿太阳能电池组件，所述钙钛矿太阳能电池包括：光吸收层、上转换层、用于收集相反类型载流子的第一导电层和第二导电层以及用于传输相反类型载流子的第一传输层和第二传输层，所述第一导电层为透明导电层，其中，所述第一传输层设于所述第一导电层和所述光吸收层之间，所述第二传输层设于所述上转换层和所述第二导电层之间，所述上转换层设于所述光吸收层远离所述第一传输层的一侧；所述上转换层为发光掺杂剂的卤化物钙钛矿结构件，所述光吸收层为包含钙钛矿结构件。可以有效提高所述钙钛矿太阳能电池的能量转换效率。矿太阳能电池的能量转换效率。矿太阳能电池的能量转换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿太阳能电池和钙钛矿太阳能组件


[0001]本专利技术涉及太阳能电池
，特别是涉及一种钙钛矿太阳能电池和一种钙钛矿太阳能组件。

技术介绍

[0002]随着太阳能电池的发展，钙钛矿型太阳能电池作为一种新概念太阳能电池，具有性能优异、成本低廉等优势，逐渐成为太阳能电池领域中研究的热点。对应于现有的钙钛矿材料体系的带隙，钙钛矿太阳能电池的理论转换效率上限在30
‑
33％之间。
[0003]为了进一步突破钙钛矿太阳能电池的能量转换效率，现有技术中引入了上转换层，上转换层可以设置在电极和载流子传输层之间，或者可以设置在透明电极远离载流子传输层的一侧。上转换层可以将太阳光谱中能量低于钙钛矿带隙的光子转化为能量高于钙钛矿带隙且可被吸收层利用的光子，进而可以拓宽钙钛矿太阳能电池的吸收光谱范围，提高钙钛矿太阳能电池的能量转换效率。
[0004]然而，上转换层的主体材料通常是掺杂Yb(镱)、Er(铒)的NaYF4(四氟镱钠)体系，使得上转换层属于带隙较宽的绝缘体，将上转换层设置在电极和载流子传输层之间的情况下，上转换层容易影响载流子从载流子传输层传输至电极，进而影响电极对载流子的收集；将上转换层设置在透明电极远离载流子传输层的一侧的情况下，透明电极的电阻较大，不利于电极高效收集载流子。上转换层采用上述两种设置方式，均容易影响电极对载流子的收集，限制提高钙钛矿太阳能电池的能量转换效率。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，提出了本专利技术实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种钙钛矿太阳能电池和相应的一种钙钛矿太阳能电池组件。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术实施例公开了一种钙钛矿太阳能电池，包括：光吸收层、上转换层、用于收集相反类型载流子的第一导电层和第二导电层以及用于传输相反类型载流子的第一传输层和第二传输层，所述第一导电层为透明导电层，其中，
[0007]所述第一传输层设于所述第一导电层和所述光吸收层之间，所述第二传输层设于所述上转换层和所述第二导电层之间，所述上转换层设于所述光吸收层远离所述第一传输层的一侧；
[0008]所述上转换层为包含发光掺杂剂的卤化物钙钛矿结构件，所述光吸收层为钙钛矿结构件。
[0009]可选地，所述上转换层和所述光吸收层之间的晶格失配度δ≤20％。
[0010]可选地，所述发光掺杂剂包括敏化剂离子和活化剂离子。
[0011]可选地，所述上转换层包括：过渡层和外延层，所述过渡层设于所述光吸收层和所述外延层之间；
[0012]所述过渡层靠近所述光吸收层一侧的光电性能参数与所述光吸收层的光电性能
参数相同，所述过渡层靠近所述外延层一侧的光电性能参数与所述外延层的光电性能参数相同。
[0013]可选地，所述过渡层的厚度为0
‑
100纳米。
[0014]可选地，所述上转换层的带隙大于或等于2.7eV。
[0015]可选地，所述上转换层的厚度小于或等于200微米。
[0016]可选地，所述上转换层的主体材料的声子能量小于或等于400cm
‑
1。
[0017]可选地，所述上转换层由所述光吸收层通过外延生长的方式获取；
[0018]所述上转换层的晶粒与所述光吸收层的晶粒之间采用化学键键合。；
[0019]可选地，所述上转换层包括：MAPbCl3结构件、FAPbCl3结构件、CsPbCl3结构件、EAPbCl3结构件、PAPbCl3结构件、BAPbCl3结构件和PEAPbCl3结构件中的至少一种。
[0020]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种钙钛矿太阳能组件，包括上述钙钛矿太阳能电池。
[0021]本专利技术实施例包括以下优点：
[0022]在本专利技术实施例中，所述上转换层可以吸收所述光吸收层不能吸收的光子，并且可以将所述光子转换成所述光吸收层可以吸收的光子，使得所述光吸收层吸收的光子量提高，由光子产生的载流子增多，所述第一导电层和所述第二导电层可以收集较多的载流子，进而可以提高所述钙钛矿太阳能电池的能量转换效率。由于所述上转换层为卤化物钙钛矿结构件，所述光吸收层为钙钛矿结构件，使得所述上转换层可以具有与所述光吸收层相同或相似的晶体结构，可以减小所述上转换层的电荷传输势垒，降低对所述第二导电层收集所述光吸收层中的光生载流子的影响；而且，所述上转换层设于所述光吸收层和所述第二导电层之间，所述第二导电层无需设置为透明电极，电阻较小，有利于所述第二导电层高效收集载流子，进一步提高所述钙钛矿太阳能电池的能量转换效率。
附图说明
[0023]图1是本专利技术的一种钙钛矿太阳能电池的结构示意图；
[0024]图2是本专利技术的一种上转换层的结构示意图；
[0025]图3是本专利技术的另一种上转换层的结构示意图。
[0026]附图标记：
[0027]1‑
第一导电层，2
‑
光吸收层，3
‑
上转换层，31
‑
过渡层，32
‑
外延层，33
‑
主体材料，34
‑
敏化剂离子，35
‑
活化剂离子，4
‑
第二导电层，51
‑
第一传输层，52
‑
第二传输层。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0029]本申请的说明书和权利要求书中的术语“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。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0030]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“宽度”、“厚度”、“上”、“下”“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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。
[0031]在本专利技术的描述中，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0032]本专利技术实施例的核心构思之一在于公开一种钙钛矿太阳能电池。
[0033]参照图1，示出了本专利技术的一种钙钛矿太阳能电池的结构示意图，所述钙钛矿太阳能电池具体可以包括：光吸收层2、上转换层3、用于收集相反类型载流子的第一导电层1和第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括：光吸收层、上转换层、用于收集相反类型载流子的第一导电层和第二导电层以及用于传输相反类型载流子的第一传输层和第二传输层，所述第一导电层为透明导电层，其中，所述第一传输层设于所述第一导电层和所述光吸收层之间，所述第二传输层设于所述上转换层和所述第二导电层之间，所述上转换层设于所述光吸收层远离所述第一传输层的一侧；所述上转换层为包含发光掺杂剂的卤化物钙钛矿结构件，所述光吸收层为钙钛矿结构件。2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述上转换层和所述光吸收层之间的晶格失配度δ≤20％。3.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述发光掺杂剂包括敏化剂离子和活化剂离子。4.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述上转换层包括：过渡层和外延层，所述过渡层设于所述光吸收层和所述外延层之间；所述过渡层靠近所述光吸收层一侧的光电性能参数与所述光吸收层的光电性能参数相同，所述过渡层靠近所述外延层一侧的光电性能参数与所述外延层的光电性能参数相同。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：解俊杰，徐琛，李子峰，吴兆，刘童，
申请(专利权)人：隆基绿能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：