叠层太阳能电池及其制备方法与流程

1.本技术涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种叠层太阳能电池及其制备方法。


背景技术：

2.钙钛矿材料凭借优异的光电性能以及低成本的优势，适合作为太阳能电池的吸光层，同时钙钛矿材料带隙可调，能与不同带隙的其他光伏材料叠加形成叠层太阳能电池，取得极高的光电转换效率。
3.当钙钛矿材料与其他光伏材料叠加时，除了优化顶底电池各自的光吸收和电传导性能外，其连接的界面特性也十分重要。通常该界面层也叫复合层，顶底电池的电子和空穴在复合层中复合，保证顶底电池电流的一致。复合层需要有较强的纵向导电性保证电荷传输；其次，该复合层的横向导电性不能过强，以减少界面的漏电行为；同时复合层的光寄生吸收性也不能过强，以保证底电池的光吸收，获得较高电流。因此如何合理选取复合层材料，设计实现复合层的光电性能，对于叠层太阳电池的性能提升十分关键。
4.目前，在相关技术中，复合层的材料通常为tco(transparent conductive oxide，透明导电氧化物)材料，如ito(indium tin oxide，氧化铟锡)等，而涉及该复合层的材料选择的文献仅报道了复合层的厚度和可用的材料，对其电学性质并未做过多阐述，这样，在底电池表面的形貌等特征发生改变时，复合层的材料选择并不具有普适性。


技术实现要素：

5.基于此，有必要提供一种叠层太阳能电池及其制备方法，通过对复合层的电学性质提出要求，可以优化第一子电池和第二子电池的界面传输性能，并使得满足该要求的复合层的材料选择具有普适性。
6.第一方面，提供一种叠层太阳能电池，包括：层叠设置的第一子电池和第二子电池，以及设置于第一子电池和第二子电池之间的复合层；
7.其中，复合层的方块电阻大于或等于200ω/sq。
8.可选地，复合层的材料包括：ito、izo、iwo、fto、ico、azo、bzo、纳米晶硅、tio2和sno2中的一种或多种。
9.可选地，第一子电池包括：第一吸收层；第二子电池包括：第二吸收层；
10.第一吸收层的材料包括：钙钛矿；
11.第二吸收层的材料包括：晶体硅、钙钛矿、cdte、cigs和gaas中的一种或多种。
12.可选地，第一吸收层至少满足如下条件之一：
13.(1)第一吸收层的厚度为10nm～100μm；
14.(2)第一吸收层的带隙为0.9～3.0ev；
15.(3)第一吸收层的材料包括通式为abx3的材料，其中，a包括：一种或多种一价阳离子，所述一价阳离子包括：铯离子、铷离子、甲胺基和甲脒基；b包括：一种或多种二价阳离
子，所述第二阳离子包括：铅离子、铜离子、锌离子、镓离子、锡离子和钙离子；x包括：一价阴离子，所述一价阴离子包括碘离子、溴离子、氯离子、氟离子和硫氰根离子。
16.可选地，第一子电池还包括：第一空穴传输层和第一电子传输层中的至少其中之一；
17.和/或，
18.第二子电池还包括：第二空穴传输层和第二电子传输层中的至少其中之一；
19.其中，第一空穴传输层和第二空穴传输层的材料分别独立地包括：p型单晶硅、p型多晶硅、p型非晶硅、2-(9h-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[2-(3,6-二甲氧基-9h-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[4-(3,6-二甲基-9h-咔唑-9-基)丁基]膦酸、苯甲酸、4-[双(2,4-二甲氧基联苯-4-基)氨基]-联苯-4-羧酸、sprio-ometad、ptaa、p3ht、pedot:pss、spiro-ttb、f4-tcnq、f6tcnnq、tapc、nio
x
、cuscn、cualo2、v2o5、cds和cdse中的一种或多种；
[0020]
第一电子传输层和第二电子传输层的材料分别独立地包括：n型单晶硅、n型多晶硅、n型非晶硅、tio2、sno2、zno、zro2、gzo、izo、fto、ito、basno3、tisno
x
、snzno
x
、富勒烯及其衍生物中的一种或多种。
[0021]
可选地，第一空穴传输层、第二空穴传输层、第一电子传输层和第二电子传输层的厚度分别独立地为0nm～100μm。
[0022]
可选地，叠层太阳能电池还包括：设置于第一子电池远离第二子电池一侧的第一tco层，和设置于第二子电池远离第一子电池一侧的第二tco层；
[0023]
其中，第一tco层和第二tco层的材料分别独立地包括：ito、izo、iwo、fto、ico、azo和bzo中的一种或多种。
[0024]
可选地，叠层太阳能电池还包括缓冲层，缓冲层设置于第一子电池和第一tco层之间；
[0025]
缓冲层的材料包括：sno2和2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-邻二氮杂菲中的一种或两种组合。
[0026]
第二方面，提供一种叠层太阳能电池的制备方法，包括：
[0027]
制备第二子电池；
[0028]
在第二子电池上制备复合层；复合层的方块电阻大于或等于200ω/sq；以及
[0029]
在复合层上制备第一子电池。
[0030]
可选地，制备方法至少满足如下条件之一：
[0031]
(1)制备复合层的方法包括：溅射法；
[0032]
(2)制备第一子电池的第一吸收层的方法包括：旋涂、溅射、刮涂、蒸镀、印刷、喷涂、喷雾热解和狭缝涂布的一种或多种；
[0033]
(3)制备叠层太阳能电池的第一tco层和第二tco层的方法包括：旋涂、溅射、刮涂、蒸镀、印刷、喷涂、喷雾热解和狭缝涂布的一种或多种。
[0034]
上述的叠层太阳能电池及其制备方法的有益效果如下：
[0035]
通过对复合层的电学性质提出要求，如将复合层的方块电阻限定在大于或等于200ω/sq的范围内，可以优化第一子电池和第二子电池(也即顶电池和底电池)的界面传输性能，提升叠层太阳能电池的效率，并能够使满足该要求的复合层的材料选择具有普适性。也就是说，凡是满足上述方块电阻的取值的复合层的材料选择均能够有效提升叠层太阳能
电池的效率。
[0036]
基于以上，本领域技术人员可以根据方块电阻的取值，按照不同的材料和工艺选择设置不同厚度的复合层，从而有利于对复合层的材料进行选择和应用。
附图说明
[0037]
图1为本技术实施例提供的一种叠层太阳能电池的剖视结构示意图。
[0038]
附图标号说明：
[0039]
10、叠层太阳能电池；1、第一子电池；2、第二子电池；3、复合层；11、第一吸收层；21、第二吸收层；12、第一空穴传输层；13、第一电子传输层；22、第二空穴传输层；23、第二电子传输层；14、界面修饰层；24、第一本征非晶硅层；25、第二本征非晶硅层；4、第一tco层；5、第二tco层；第一银纳米栅线；7、第二银纳米栅线；8、缓冲层。
具体实施方式
[0040]
为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术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技术。但是本技术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技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0041]
在本技术的描述中，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技术的限制。
[0042]
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至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0043]
在本技术中，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技术中的具体含义。
[0044]
在本技术中，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。
[0045]
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也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平
的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0046]
下面将结合附图说明本技术实施例的叠层太阳能电池及其制备方法。
[0047]
图1为本技术实施例提供的一种叠层太阳能电池的结构示意图。
[0048]
第一方面，本技术实施例提供一种叠层太阳能电池10，参照图1，该叠层太阳能电池10包括：层叠设置的第一子电池1和第二子电池2，以及设置于该第一子电池1和该第二子电池2之间的复合层3；其中，该复合层3的方块电阻大于或等于200ω/sq。
[0049]
其中，上述第一子电池1和第二子电池2可以分别为顶电池和底电池，示例的，在第一子电池1为顶电池的情况下，第二子电池2为底电池，在第一子电池为底电池的情况下，第二子电池为顶电池，在此，对第一子电池1和第二子电池2分别为顶电池还是底电池不做具体限定。
[0050]
如图1所示，仅示出了第一子电池1为顶电池，第二子电池2为底电池的示例，本领域技术人员能够理解的是，第一子电池也可以为底电池，此时，第二子电池为顶电池。
[0051]
其中，该叠层太阳能电池10又可以称为单片集成的2-t串联叠层电池；与4-t叠层电池相比，2-t串联叠层电池省略了顶电池的背电极和底电池的上电极，这意味着该结构可以减少器件的材料损耗、节约成本，并降低电极寄生吸收导致的光电流损失。
[0052]
复合层3作为顶电池和底电池之间的桥梁，能够使电子和空穴有效地发生复合，同时尽可能减少电压损失和光损失。
[0053]
方块电阻又称薄层电阻，其定义为正方形的半导体薄层，在电流方向所呈现的电阻，单位为欧姆每方；简单来说，方块电阻是指导电材料单位厚度单位面积上的电阻值，简称方阻，理想情况下它等于该材料的电阻率除以厚度。
[0054]
方块电阻有一个特性，即任意大小的正方形边到边的电阻都是一样的，不管边长是1m还是0.1m，它们的方阻都一样。方块电阻的计算公式可以表示为：r＝ρl/s，其中，ρ为物质的电阻率，单位为欧姆米(ω.m)，l为长度，单位为米(m)，s为截面积，单位为平方米(m2)，在长宽相等时，r＝ρ/h，h为薄膜的厚度。
[0055]
对于导电薄膜而言，在其电阻率和截面积一定的情况下，厚度越大，方块电阻越小，厚度越小，方块电阻越大。
[0056]
在相关技术中，复合层3的材料通常采用tco(transparent conductive oxide，透明导电氧化物)材料，例如，在相关技术中，一些研究单位公开了以ito层作为钙钛矿/晶体硅叠层太阳能电池的复合层。也有相关文献报道采用硅纳米晶层作为复合层。然而，在这些相关技术中，均仅报道了复合层3的厚度，对其电学性质并未做过多阐述。如此，当底电池(如晶体硅电池)表面形貌等特征发生改变时，无法直接对复合层3的材料进行选择，也即对上述复合层3的材料选择不具有普适性，限制了复合层3的材料选择和应用。
[0057]
在本技术实施例提供的叠层太阳能电池中，发明人在研究中发现，通过对复合层3的电学性质提出要求，如将复合层3的方块电阻限定在大于或等于200ω/sq的范围内，可以优化第一子电池1和第二子电池2(也即顶电池和底电池)的界面传输性能，提升叠层太阳能电池10的效率，并能够使满足该要求的复合层3的材料选择具有普适性。也就是说，凡是满足上述方块电阻的取值的复合层3的材料和工艺选择均能够有效提升叠层太阳能电池10的效率。
[0058]
基于以上，本领域技术人员可以根据方块电阻的取值，按照不同的材料选择设置不同厚度的复合层3，从而有利于对复合层3的材料进行选择和应用。
[0059]
在一些实施例中，上述复合层3的材料包括：ito(indium tin oxide，氧化铟锡)、izo(indium-zinc-oxide，氧化铟锌)、iwo(掺钨氧化铟)、fto(f-doped tin oxide，氟掺杂的氧化锡)、ico(掺铈的氧化铟)、azo(al掺杂的氧化锌)、bzo(硼掺杂氧化锌)、纳米晶硅、tio2和sno2中的一种或多种。
[0060]
其中，该复合层3可以为单层结构，该单层结构的材料可以包括上述材料中的一种或多种的组合，或者，该复合层3可以为两层不同的上述材料所组成的材料层的叠层结构，如ito层和sno2层的叠层结构。
[0061]
在这些实施例中，通过选择上述材料，该复合层3具有电性能和光性能损耗低的特点，从而可以有效提升该叠层太阳能电池10的效率。并且，在上述复合层3包括tco层的情况下，顶电池可以直接在溅射的tco层上沉积，tco层可以保护底电池并具有优异的电学和光学性质。
[0062]
示例的，该复合层3的材料可以包括：ito。
[0063]
在一些实施例中，第一子电池1包括：第一吸收层11，第二子电池2包括：第二吸收层21；第一吸收层11的材料包括钙钛矿；第二吸收层21的材料包括：晶体硅、钙钛矿、cdte、cigs和gaas中的一种或多种。
[0064]
对于钙钛矿材料而言，通过调节有机无机阳离子以及卤素元素的比例等来实现有机无机杂化金属卤化物钙钛矿材料在1.2～2.2ev之间的带隙可调，且钙钛矿材料具有高吸收系数和陡峭吸收边，这些特性使其更适用于叠层太阳能电池的顶电池。
[0065]
基于以上，在这些实施例中，通过将具有窄带隙的硅电池、cdte、cigs和gaas等薄膜电池作为底电池，结合宽带隙的顶电池，制备多结叠层电池，该叠层电池能够更好地利用太阳光谱中的短波长光子，具有比单结太阳能电池更高的转换效率。而通过顶电池和底电池均采用钙钛矿电池，也即全钙钛矿电池，可以通过对顶电池和底电池所包含的钙钛矿吸收层的带隙进行调节，来对顶电池和底电池的光吸收进行平衡，从而可以提升叠层太阳能电池10的转换效率。
[0066]
如图1所示，示出了一种第一子电池1为顶电池，第二子电池2为底电池，且第一吸收层11的材料包括：钙钛矿，第二吸收层21的材料包括：晶体硅的叠层太阳能电池10的示例。
[0067]
需要说明的是，对于本领域的技术人员而言，能够理解的是，在第一子电池为底电池，第二子电池为顶电池的情况下，第一吸收层11的材料也可以包括：钙钛矿，此时，第二吸收层21的材料可以包括：晶体硅、钙钛矿、cdte、cigs和gaas中的一种或多种。
[0068]
在以下的实施例中，将以第一子电池1为顶电池，第二子电池2为底电池为例进行说明。
[0069]
在一些实施例中，上述第一吸收层10至少满足如下条件之一：
[0070]
(1)该第一吸收层10的厚度为10nm～100μm；
[0071]
(2)该第一吸收层10的带隙为0.9～3.0ev；
[0072]
(3)该第一吸收层10的材料包括通式为abx3的材料，其中，a包括：一种或多种一价阳离子，一价阳离子包括：铯离子、铷离子、甲胺基和甲脒基；b包括：一种或多种二价阳离
子，二价阳离子包括：铅离子、铜离子、锌离子、镓离子、锡离子和钙离子；x包括：一价阴离子，一价阴离子包括碘离子、溴离子、氯离子、氟离子和硫氰根离子。
[0073]
在一些实施例中，第一子电池1还包括：第一空穴传输层12和第一电子传输层13中的至少其中之一；
[0074]
和/或，
[0075]
第二子电池2还包括：第二空穴传输层22和第二电子传输层23中的至少其中之一；
[0076]
其中，第一空穴传输层12和第二空穴传输层22的材料分别独立地包括：p型单晶硅、p型多晶硅、p型非晶硅、[2-(9h-咔唑-9-基)乙基]膦酸(2pacz)、[2-(3,6-二甲氧基-9h-咔唑-9-基)乙基]膦酸(meo-2pacz)、[4-(3,6-二甲基-9h-咔唑-9-基)丁基]膦酸(me-4pacz)、苯甲酸、4-[双(2,4-二甲氧基联苯-4-基)氨基]-联苯-4-羧酸[mc-43]、sprio-ometad(2,2',7,7'-四[n,n-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴)、ptaa(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、p3ht(3-己基噻吩的聚合物)、pedot:pss、spiro-ttb、f4-tcnq、f6tcnnq、tapc、nio
x
、cuscn、cualo2、v2o5、cds、cdse中的一种或多种；第一电子传输层22和第二电子传输层23的材料分别独立地包括：n型单晶硅、n型多晶硅、n型非晶硅、tio2、sno2、zno、zro2、gzo、izo、fto、ito、basno3、tisno
x
、snzno
x
、富勒烯及其衍生物(如c60、c70、pcbm等)中的一种或多种。
[0077]
示例的，如图1所示，示出了第一子电池1为钙钛矿电池，第二子电池2为硅电池的叠层太阳能电池10的示例，在该示例中，第一子电池1所包含的第一空穴传输层12的材料包括：nio
x
；第一电子传输层13的材料包括：c60，以及第一子电池1还包括界面修饰层14，该界面修饰层14的材料包括：lif；第二子电池2所包含的第二空穴传输层22的材料包括：p型非晶硅，第二电子传输层23的材料包括：n型非晶硅，以及第二子电池2还包括设置于第二空穴传输层22和第二吸收层21之间的第一本征非晶硅层24，设置于第二电子传输层23和第二吸收层21之间的第二本征非晶硅层25。由此，该第二子电池2为hjt结构。
[0078]
在一些实施例中，上述第一空穴传输层12、第二空穴传输层22、第一电子传输层13和第二电子传输层23的厚度分别独立地为0nm～100μm。
[0079]
在一些实施例中，该叠层太阳能电池10还包括：设置于第一子电池1远离第二子电池2一侧的第一tco层4，以及设置于第二子电池2远离第一子电池1一侧的第二tco层5；其中，第一tco层4和第二tco层5的材料分别独立地包括：ito、izo、iwo、fto、ico、azo和bzo中的一种或多种。
[0080]
在一些实施例中，该叠层太阳能电池10还包括：设置于第一tco层4远离第一子电池1一侧的第一银纳米栅线6和设置于第二tco层5远离第二子电池2一侧的第二银纳米栅线7。
[0081]
在一些实施例中，叠层太阳能电池10还包括：缓冲层8，该缓冲层8设置于第一子电池1和第一tco层4之间；该缓冲层8的材料包括：sno2和2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-邻二氮杂菲中的一种或两种组合。
[0082]
在这些实施例中，该第一子电池1可以为顶电池，此时，通过在第一子电池1上制备缓冲层8，在溅射第一tco层4时，能够对第一子电池1所包含的第一电子传输层12和/或第一吸收层11进行保护。
[0083]
示例的，如图1所示，示出了缓冲层8设置于第一电子传输层12上的示例，如此，在
溅射第一tco层4时，该缓冲层8可以对该第一电子传输层12进行保护。
[0084]
其中，第一tco层4的材料示例的可以为ito。
[0085]
本技术的实施例还提供一种叠层太阳能电池的制备方法，该方法包括：
[0086]
s1)、制备第二子电池2；
[0087]
其中，以该第二子电池2为硅电池为例，制备该第二子电池2，可以包括：
[0088]
s11)、制备n型硅基底层；
[0089]
其中，制备该n型硅基底层，可以包括：提供n型硅片，该n型硅片可以通过商业途径购买得到也可以通过掺杂制备得到，以及对n型硅片进行抛光，并制作绒面，该绒面的绒度可以为300nm；
[0090]
s12)、制备本征非晶硅层和掺杂非晶硅层；
[0091]
具体的，可以采用pecvd，在n型硅片的正面制备第二本征非晶硅层和n型非晶硅层(也即上述第二电子传输层)，第二本征非晶硅层和n型非晶硅层的总厚度可以为25nm；以及
[0092]
采用pecvd，在n型硅片的背面制备第一本征非晶硅层和p型非晶硅层(也即上述第二空穴传输层)，第一本征非晶硅层和p型非晶硅层的总厚度可以为20nm；即得第一子电池1；
[0093]
s2)、在第二子电池1上制备复合层3，该复合层3的方块电阻大于200ω/sq；
[0094]
其中，制备该复合层3的方法可以包括：溅射法。
[0095]
其中，该复合层3的材料示例的可以包括：ito；
[0096]
这时，该复合层3的制备可以包括：
[0097]
采用溅射法在n型非晶硅上制备ito层，该ito层的厚度可以为50nm；即得复合层3；
[0098]
在此过程中，通过对溅射时的工艺参数进行调节，即可得到具有一定形貌特征和厚度为50nm的复合层3，使得该复合层3的方阻大于或等于200ω/sq。
[0099]
s3)、在复合层3上制备第一子电池1；
[0100]
具体的，以该第一子电池1为钙钛矿电池为例，在复合层3上制备第一子电池1，可以包括：
[0101]
s31)、可以在复合层3上制备第一空穴传输层，该第一空穴传输层的材料可以包括：nio，此时，在复合层3上制备第一空穴传输层，可以包括：
[0102]
采用磁控溅射在复合层3上制备nio层，nio层的厚度可以为30nm；
[0103]
s32)、在第一空穴传输层上制备第一吸收层，其中，该第一吸收层的材料可以包括：钙钛矿，这时，制备该第一吸收层的方法可以包括：旋涂、溅射、刮涂、蒸镀、印刷、喷涂、喷雾热解和狭缝涂布的一种或多种；
[0104]
在此，以第一吸收层的材料包括：cs
0.25
fa
0.75
pb(i
0.8
br
0.2
)3为例，此时，在第一空穴传输层上制备第一吸收层，可以包括：
[0105]
采用一步旋涂法在nio层上沉积钙钛矿(cs
0.25
fa
0.75
pb(i
0.8
br
0.2
)3)吸光层，钙钛矿(cs
0.25
fa
0.75
pb(i
0.8
br
0.2
)3)吸光层的带隙约为1.68ev，厚度可以为500nm；
[0106]
s33)、在第一吸收层上制备界面修饰层(或者空穴阻挡层)和第一电子传输层，其中，界面修饰层的材料可以包括：lif，该第一电子传输层的材料可以包括：c60，此时，在第一吸收层上制备第一电子传输层，可以包括：
[0107]
采用热蒸发法在钙钛矿(cs
0.25
fa
0.75
pb(i
0.8
br
0.2
)3)吸光层上制备c60层，lif层和
c60层的总厚度可以为10nm；
[0108]
如此，即得第一子电池1；
[0109]
s4)、在第一子电池1上制备缓冲层8，该缓冲层8的材料可以包括：sno2，此时，在第一子电池1上制备缓冲层8，可以包括：
[0110]
采用原子层沉积在c60层上制备sno2层，该sno2层的厚度可以为150nm；
[0111]
s5)、制备叠层太阳能电池的第一tco层和第二tco层；
[0112]
具体的，该第一tco层和第二tco层的材料可以分别独立地包括：ito、izo、iwo、fto、ico、azo和bzo中的一种或多种。
[0113]
由此，制备该第一tco层和第二tco层的方法可以包括：旋涂、溅射、刮涂、蒸镀、印刷、喷涂、喷雾热解和狭缝涂布的一种或多种。
[0114]
在一些实施例中，该第二tco层设置于第二子电池远离第一子电池的一侧，此时，可以在步骤s3)之前，在第二子电池远离第一子电池的一侧制备该第二tco层。
[0115]
其中，该第二tco层的材料可以为ito，此时，在第二子电池远离第一子电池的一侧制备第二tco层，可以包括：
[0116]
采用溅射法在p型非晶硅层上制备ito层，该ito层的厚度可以为130nm；即得第二tco层；
[0117]
在另一些实施例中，第一tco层设置于第一子电池远离第二子电池的一侧，此时，制备第一tco层可以包括：
[0118]
在缓冲层8上制备第一tco层。
[0119]
具体的，以第一tco层的材料为ito为例，在缓冲层8上制备第一tco层，可以包括：
[0120]
采用溅射法在sno2层上制备ito层，该ito层的厚度可以为100nm。
[0121]
s6)、分别在第一tco层远离第一子电池1的一侧以及在第二tco层远离第二子电池2的一侧制备金属栅线层；具体的，可以包括：
[0122]
使用热蒸发法在上述第一tco层和第二tco层上分别制备ag金属栅线层，该ag金属栅线层的厚度可以均为100nm；
[0123]
如此，即完成叠层太阳能电池的制备。
[0124]
为了对本技术实施例的技术效果进行客观评价，将通过如下实施例和对比例对本技术进行详细地示例性地说明。
[0125]
在以下的实施例和对比例中，所有原料均可以通过商业形式购买获得，并且为了保持实验的可靠性，如下实施例和对比例所采用的原料均具有相同的物理和化学参数或经过同样的处理方法制备得到。
[0126]
实施例1
[0127]
实施例1中叠层太阳能电池的制备方法如下：
[0128]
(1)对n型硅片进行抛光，并进行绒面制作，该绒面的绒度为300nm；
[0129]
(2)采用pecvd制备正面本征非晶硅层和n型非晶硅层，正面本征非晶硅层和n型非晶硅层的总厚度为25nm；
[0130]
(3)采用pecvd制备背面本征非晶硅层和p型非晶硅层，背面本征非晶硅层和p型非晶硅层的总厚度为20nm；
[0131]
(4)采用溅射法在n型非晶硅层上制备复合层，该复合层的材料为ito，厚度为
20nm，方块电阻为200ω/sq；
[0132]
(5)采用溅射法在p型非晶硅层上制备tco层，该tco层的材料为ito，厚度为130nm；
[0133]
(6)采用磁控溅射在复合层上制备nio层，nio层的厚度为30nm；
[0134]
(7)采用一步旋涂法在nio层上沉积钙钛矿吸光层cs
0.25
fa
0.75
pb(i
0.8
br
0.2
)3，该钙钛矿吸光层的带隙约为1.68ev，厚度为500nm；
[0135]
(9)采用热蒸发法在钙钛矿吸光层上制备lif层和c60层，lif层和c60层的总厚度为10nm；
[0136]
(10)采用原子层沉积在c60层上制备sno2层，sno2层的厚度为15nm；
[0137]
(11)采用溅射法在sno2层上制备tco层，该tco层的材料为ito，厚度为100nm；
[0138]
(12)使用热蒸发法在正面和背面制备ag金属栅线层，ag金属栅线层的厚度为100nm，完成电池制备。
[0139]
实施例2
[0140]
实施例2中叠层太阳能电池的制备方法与实施例1中叠层太阳能电池的制备方法基本相同，不同之处在于：
[0141]
该复合层的材料为ito，厚度为20nm，方块电阻为700ω/sq。
[0142]
实施例3
[0143]
实施例3中叠层太阳能电池的制备方法与实施例1中叠层太阳能电池的制备方法基本相同，不同之处在于：
[0144]
该复合层的材料为ito，厚度为15nm，方块电阻为1500ω/sq。
[0145]
对比例1
[0146]
对比例1中叠层太阳能电池的制备方法与实施例1中叠层太阳能电池的制备方法基本相同，不同之处在于：
[0147]
复合层的材料为ito，厚度为15nm，方块电阻为70ω/sq。
[0148]
对比例2
[0149]
对比例2中叠层太阳能电池的制备方法与实施例1中叠层太阳能电池的制备方法基本相同，不同之处在于：
[0150]
复合层的材料为ito，厚度为18nm，方块电阻为150ω/sq。
[0151]
测试例
[0152]
对上述实施例1～3与对比例1～2制备的叠层太阳能电池进行性能测试，得到各自的叠层太阳能电池的开路电压、电流密度、光电转换效率和填充因子如下表1所示。
[0153]
表1
[0154][0155]
由表1可知，本技术实施例提供的复合层具有较高的填充因子和开路电压，可以显著增大叠层太阳能电池的效率。
[0156]
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。
[0157]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种叠层太阳能电池，其特征在于，包括：层叠设置的第一子电池和第二子电池，以及设置于所述第一子电池和所述第二子电池之间的复合层；其中，所述复合层的方块电阻大于或等于200ω/sq。2.根据权利要求1所述的叠层太阳能电池，其特征在于，所述复合层的材料包括：ito、izo、iwo、fto、ico、azo、bzo、纳米晶硅、tio2和sno2中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的叠层太阳能电池，其特征在于，所述第一子电池包括：第一吸收层；所述第二子电池包括：第二吸收层；所述第一吸收层的材料包括：钙钛矿；所述第二吸收层的材料包括：晶体硅、钙钛矿、cdte、cigs和gaas中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的叠层太阳能电池，其特征在于，所述第一吸收层至少满足如下条件之一：(1)所述第一吸收层的厚度为10nm～100μm；(2)所述第一吸收层的带隙为0.9～3.0ev；(3)所述第一吸收层的材料包括通式为abx3的材料，其中，a包括：一种或多种一价阳离子，所述一价阳离子包括：铯离子、铷离子、甲胺基和甲脒基；b包括：一种或多种二价阳离子，所述二价阳离子包括：铅离子、铜离子、锌离子、镓离子、锡离子和钙离子；x包括：一价阴离子，所述一价阴离子包括碘离子、溴离子、氯离子、氟离子和硫氰根离子。5.根据权利要求1～4任一项所述的叠层太阳能电池，其特征在于，所述第一子电池还包括：第一空穴传输层和第一电子传输层中的至少其中之一；和/或，所述第二子电池还包括：第二空穴传输层和第二电子传输层中的至少其中之一；其中，所述第一空穴传输层和所述第二空穴传输层的材料分别独立地包括：p型单晶硅、p型多晶硅、p型非晶硅、2-(9h-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[2-(3,6-二甲氧基-9h-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[4-(3,6-二甲基-9h-咔唑-9-基)丁基]膦酸、苯甲酸、4-[双(2,4-二甲氧基联苯-4-基)氨基]-联苯-4-羧酸、sprio-ometad、ptaa、p3ht、pedot:pss、spiro-ttb、f4-tcnq、f6tcnnq、tapc、nio
x
、cuscn、cualo2、v2o5、cds和cdse中的一种或多种；所述第一电子传输层和所述第二电子传输层的材料分别独立地包括：n型单晶硅、n型多晶硅、n型非晶硅、tio2、sno2、zno、zro2、gzo、izo、fto、ito、basno3、tisno
x
、snzno
x
、富勒烯及其衍生物中的一种或多种。6.根据权利要求5所述的叠层太阳能电池，其特征在于，所述第一空穴传输层、所述第二空穴传输层、所述第一电子传输层和所述第二电子传输层的厚度分别独立地为0nm～100μm。7.根据权利要求1～4任一项所述的叠层太阳能电池，其特征在于，所述叠层太阳能电池还包括：设置于所述第一子电池远离所述第二子电池一侧的第一tco层，和设置于所述第二子电池远离所述第一子电池一侧的第二tco层；其中，所述第一tco层和所述第二tco层的材料分别独立地包括：ito、izo、iwo、fto、ico、azo和bzo中的一种或多种。8.根据权利要求7所述的叠层太阳能电池，其特征在于，所述叠层太阳能电池还包括缓
冲层，所述缓冲层设置于所述第一子电池和所述第一tco层之间；所述缓冲层的材料包括：sno2和2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-邻二氮杂菲中的一种或两种组合。9.一种叠层太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：制备第二子电池；在所述第二子电池上制备复合层；所述复合层的方块电阻大于或等于200ω/sq；以及在所述复合层上制备第一子电池。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述制备方法至少满足如下条件之一：(1)制备所述复合层的方法包括：溅射法；(2)制备所述第一子电池的第一吸收层的方法包括：旋涂、溅射、刮涂、蒸镀、印刷、喷涂、喷雾热解和狭缝涂布的一种或多种；(3)制备所述叠层太阳能电池的第一tco层和第二tco层的方法包括：旋涂、溅射、刮涂、蒸镀、印刷、喷涂、喷雾热解和狭缝涂布的一种或多种。

技术总结
本申请涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种叠层太阳能电池及其制备方法。通过对复合层的电学性质提出要求，可以优化第一子电池和第二子电池的界面传输性能，并使得满足该要求的复合层的材料选择具有普适性。一种叠层太阳能电池，包括：层叠设置的第一子电池和第二子电池，以及设置于第一子电池和第二子电池之间的复合层；其中，复合层的方块电阻大于或等于200Ω/sq。于200Ω/sq。于200Ω/sq。


技术研发人员：夏锐 李红江 陈艺绮 丁晓兵 杨广涛 张学玲
受保护的技术使用者：天合光能（常州）科技有限公司
技术研发日：2023.07.31
技术公布日：2023/10/5