【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能电池，尤其是涉及一种钙钛矿叠层太阳能电池结构、制备方法及电池。
技术介绍
1、太阳能电池是一种能将太阳光直接转换成电能的半导体器件，也被称为光伏电池。太阳能电池的工作原理主要是基于光电效应。当太阳光照射到太阳能电池表面时，光子被吸收并激发出电子，形成电子-空穴对。在电场的作用下，电子和空穴被分离并分别向电池的两端移动，形成电势差，即产生电能。而钙钛矿也被认为是下一代最具应用前景的低成本高效率光伏材料。
2、有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池因具备低成本、易制备和优异光电性能等突出优点，在国际上备受关注并且发展迅速，单结电池转化效率已从2009年的3.8％提升到2020年的15％以上，尽管如此，单结电池的仍存在一些不足之处，单结钙钛矿太阳能电池主要吸收特定波段的太阳光，对于其他波段的太阳光利用效率较低，这限制了其整体的光电转换效率。经研究，钙钛矿双结叠层太阳能电池可以获得比单层电池更高的转换效率，但是现有的双结叠层太阳能电池可能面临更复杂挑战，因为多层之间的相互作用可能会产生降解，从而导致转化效率受限。
3、因此，如何对钙钛矿太阳能电池的叠层结构进行合理设计，以进一步提高电池的光电转换效率，已经成为本领域技术人员所要亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种钙钛矿叠层太阳能结构、制备方法及电池，以解决如何对钙钛矿太阳能电池的叠层结构进行合理设计，以提高钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。
2、为了解决上述技术问题，本专利
3、所述电极层的一侧设有所述玻璃基底，所述电极层的另一侧设有所述cigs层；
4、所述窗口层设于所述cigs层远离所述电极层的一侧，所述第一导电层设于所述窗口层远离所述cigs层的一侧；
5、所述空穴传输层设于所述第一导电层远离所述窗口层的一侧，所述界面优化层设于所述空穴传输层远离所述第一导电层的一侧；
6、所述界面优化层远离所述空穴传输层的一侧设有所述钙钛矿膜层，所述钙钛矿膜层远离所述界面优化层的一侧设有所述界面修饰层；
7、所述界面修饰层远离所述钙钛矿膜层的一侧设有所述二氧化锡电子传输层，所述第二导电层设于所述二氧化锡电子传输层远离所述界面修饰层的一侧；
8、所述第二导电层远离所述二氧化锡电子传输层的一侧设有所述金属电极层；
9、其中，所述窗口层的材料为硒化镉；
10、所述界面优化层的材料为镍-掺杂二氧化铅复合材料，所述界面修饰层的材料为氧化锡-溴氯钾复合材料；
11、所述第一导电层和所述第二导电层的材料均为掺钨氧化铟。
12、进一步地，所述第一导电层和所述第二导电层的厚度分别为30-60nm和150-200nm。
13、进一步地，所述空穴传输层的材料为氧化镍，厚度为20-30nm。
14、进一步地，所述钙钛矿膜层为一层cs0.05fa0.67ma0.33pbbr1.31i1.69膜层，厚度为300-500nm。
15、进一步地，所述金属电极层的材料为铜，厚度为10-100nm。
16、本专利技术另一实施例提供了一种钙钛矿叠层太阳能电池制备方法，应用于上述钙钛矿叠层太阳能电池结构，包括：
17、在所述玻璃基底上通过磁控溅射沉积一层电极层；
18、在所述电极层上通过三步法蒸发一层cigs层；
19、在所述cigs层上蒸镀一层硒化镉薄膜作为窗口层；
20、在所述窗口层上通过磁控溅射沉积一层掺钨氧化铟层作为第一导电层；
21、在所述导电层上通过磁控溅射沉积一层空穴传输层；
22、在所述空穴传输层上沉积一层镍-掺杂二氧化铅复合材料作为界面优化层；
23、采用刮涂法在所述界面优化层上沉积一层钙钛矿膜层；
24、采用狭缝涂布法在所述钙钛矿膜层上沉积一层氧化锡-溴氯钾复合材料作为界面修饰层；
25、通过原子气相沉积法在所述界面修饰层上沉积一层电子传输层；
26、在所述电子传输层上通过磁控溅射沉积一层掺钨氧化铟层作为第二导电层；
27、通过丝网印刷法在所述第二导电层上沉积一层金属电极。
28、进一步地，所述在所述电极层上通过三步法蒸发一层cigs发电层，包括：
29、在第一步蒸发过程中，使所述玻璃基底的温度升高至第一预设温度阈值，得到一层ingase预制膜；
30、在第二步蒸发过程中，继续升高所述玻璃基底的温度达到第二预设温度阈值，在所述ingase预制膜上蒸发得到一层cuingase膜层；
31、在第三步蒸发过程中，在所述cuingase膜层上继续蒸发，得到一层cigs发电层。
32、进一步地，所述在所述cigs层上蒸镀一层硒化镉薄膜作为窗口层，包括：
33、在真空环境中，基于预设的蒸镀温度阈值，在所述cigs层上蒸镀一层硒化镉薄膜窗口层。
34、进一步地，所述预设的蒸镀温度阈值为390-410℃。
35、进一步地，所述采用刮涂法在所述界面优化层上沉积一层钙钛矿膜层，包括：
36、在dmf和dmso配比而成的混合液中加入预设摩尔配比的fai、fabr、csi、csbr、pbi2和pbbr2，得到前体液；
37、在所述前体液中加入四氟硼酸胍在预设温度和时间下进行加热搅拌，并利用聚四氟乙烯进行过滤；
38、将过滤后的溶液刮涂在所述界面优化层上，得到所述钙钛矿膜层。
39、本专利技术又一实施例提供了一种钙钛矿叠层太阳能电池，包括上述的钙钛矿叠层太阳能电池结构。
40、相比于现有技术，本专利技术实施例的有益效果在于以下所述中的至少一点：
41、(1)本专利技术的钙钛矿cigs叠层薄膜太阳能电池，设置一层镍-掺杂二氧化铅复合层作为界面优化层，其通过提升钙钛矿表面未配位pb2+离子缺陷的各向配位能力，优化电子和空穴传输，减少钙钛矿表面载流子复合，并优化能级对齐，提升电池的光电转换效率；且镍-掺杂二氧化铅复合层的稳定性能提供电池结构额外的界面保护，防止nio层中的化学物质对钙钛矿层的负面影响，以提升太阳能电池的稳定性和耐用性。
42、(2)通过在sno2电子传输层和钙钛矿薄膜之间沉积一层氧化锡-溴氯钾复合膜层，将该膜层作为界面修饰层，能够优化太阳能电池的钙钛矿层与电子传输层界面，抑制界面电荷复合，减少电荷损失；并有效修饰和钝化sno2层与钙钛矿层之间的界面缺陷，减少电子复合，增大太阳能电池的效率；且由于氧化锡-溴氯钾的化学稳定性，其能够抵抗环境因素带来的负面影响，以使钙钛矿层免受潜在的化学反应影响，提高电池的稳定性和耐本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种钙钛矿叠层太阳能电池结构，其特征在于，包括玻璃基底、电极层、CIGS层、窗口层、第一导电层、空穴传输层、界面优化层、钙钛矿膜层、界面修饰层、二氧化锡电子传输层、第二导电层和金属电极层；
2.如权利要求1所述的钙钛矿叠层太阳能电池结构，其特征在于，所述第一导电层和所述第二导电层的厚度分别为30-60nm和150-200nm。
3.如权利要求1所述的钙钛矿叠层太阳能电池结构，其特征在于，所述空穴传输层的材料为氧化镍，厚度为20-30nm。
4.如权利要求1所述的钙钛矿叠层太阳能电池结构，其特征在于，所述钙钛矿膜层为一层Cs0.05FA0.67MA0.33PbBr1.31I1.69膜层，厚度为300-500nm。
5.一种钙钛矿叠层太阳能电池制备方法，应用于如权利要求1～4任一项所述的钙钛矿叠层太阳能电池结构，其特征在于，所述方法包括：
6.如权利要求5所述的钙钛矿叠层太阳能电池制备方法，其特征在于，所述在所述电极层上通过三步法蒸发一层CIGS发电层，包括：
7.如权利要求5所述的钙钛矿叠层太阳能电池制备方
8.如权利要求7所述的钙钛矿叠层太阳能电池制备方法，其特征在于，所述预设的蒸镀温度阈值为390-410℃。
9.如权利要求5所述的钙钛矿叠层太阳能电池制备方法，其特征在于，所述采用刮涂法在所述界面优化层上沉积一层钙钛矿膜层，包括：
10.一种钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于，包括如权利要求1～4任一项所述的钙钛矿叠层太阳能电池结构。
...【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿叠层太阳能电池结构，其特征在于，包括玻璃基底、电极层、cigs层、窗口层、第一导电层、空穴传输层、界面优化层、钙钛矿膜层、界面修饰层、二氧化锡电子传输层、第二导电层和金属电极层；
2.如权利要求1所述的钙钛矿叠层太阳能电池结构，其特征在于，所述第一导电层和所述第二导电层的厚度分别为30-60nm和150-200nm。
3.如权利要求1所述的钙钛矿叠层太阳能电池结构，其特征在于，所述空穴传输层的材料为氧化镍，厚度为20-30nm。
4.如权利要求1所述的钙钛矿叠层太阳能电池结构，其特征在于，所述钙钛矿膜层为一层cs0.05fa0.67ma0.33pbbr1.31i1.69膜层，厚度为300-500nm。
5.一种钙钛矿叠层太阳能电池制备方法，应用于如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄弘斌，吴凯，康云飞，蔡海军，刘珊珊，任鑫鸿，黄周师，何坤鹏，
申请(专利权)人：江苏先导微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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