本申請涉及光伏,特別是涉及一種鈣鈦礦疊層太陽電池及其制備方法、光伏組件。
背景技術:
1、鈣鈦礦太陽電池具有較高的轉化效率、可調的禁帶寬度和易于低溫溶液加工等優勢。同時,寬帶隙的鈣鈦礦太陽電池能夠和作為窄帶隙碲化鎘太陽電池共同制備鈣鈦礦/碲化鎘疊層太陽電池。然而,傳統的鈣鈦礦太陽電池中,太陽光到達鈣鈦礦層之前須先經過傳輸層,造成光損失較高,從而導致疊層太陽電池的光電轉化效率較低。
技術實現思路
1、基于此,有必要提供一種鈣鈦礦疊層太陽電池及其制備方法、光伏組件。本申請的鈣鈦礦疊層太陽電池中,鈣鈦礦太陽電池的光損失較低,鈣鈦礦疊層太陽電池能夠實現較高的光利用率,進而實現較高的光電轉化效率。
2、第一方面,本申請提供一種鈣鈦礦疊層太陽電池,包括透明襯底,以及分別設置于所述透明襯底的兩相對表面上的鈣鈦礦太陽電池和碲化鎘太陽電池,其中,所述鈣鈦礦太陽電池為頂電池,所述碲化鎘太陽電池為底電池;
3、所述鈣鈦礦太陽電池包括鈣鈦礦層,以及依次層疊設置的第一透明電極、空穴傳輸層、絕緣介質層、第二透明電極、電子傳輸層,所述第一透明電極設置于所述透明襯底上;所述鈣鈦礦層與所述電子傳輸層遠離所述第二透明電極的表面接觸;所述絕緣介質層部分覆蓋所述空穴傳輸層,所述鈣鈦礦層與所述空穴傳輸層露出于所述絕緣介質層的表面接觸;
4、所述碲化鎘太陽電池包括依次層疊設置的金屬電極、背接觸層、碲化鎘吸收層、窗口層以及第三透明電極,所述第三透明電極層設置于所述透明襯底上。
5、在其中一些實施方式中,所述空穴傳輸層包括自組裝單分子層。
6、在其中一些實施方式中,所述空穴傳輸層包括層疊設置的自組裝單分子層和niox層。
7、在其中一些實施方式中,所述絕緣介質層具有圖案化叉指結構,所述第二透明電極及所述電子傳輸層和所述絕緣介質層的形狀相同。
8、在其中一些實施方式中,所述鈣鈦礦太陽電池還包括第一電極界面層,所述第一電極界面層設置于所述第二透明電極和所述電子傳輸層之間。
9、在其中一些實施方式中,所述鈣鈦礦層包覆所述絕緣介質層、所述第二透明電極和所述電子傳輸層。
10、在其中一些實施方式中,所述鈣鈦礦太陽電池還包括保護層,所述保護層設置于所述鈣鈦礦層遠離所述電子傳輸層的表面上。
11、在其中一些實施方式中,所述鈣鈦礦太陽電池還包括第一減反射層,所述第一減反射層設置于所述透明襯底和所述第一透明電極之間。
12、在其中一些實施方式中,所述鈣鈦礦太陽電池還包括第二減反射層,所述第二減反射層設置于所述保護層遠離所述鈣鈦礦層的表面上。
13、在其中一些實施方式中,所述碲化鎘太陽電池包括依次層疊設置的金屬電極、背接觸層、碲化鎘吸收層、窗口層以及第三透明電極,所述第三透明電極層設置于所述透明襯底上。
14、在其中一些實施方式中,所述碲化鎘太陽電池還包括第二電極界面層,所述第二電極界面層設置于所述窗口層和所述第三透明電極之間。
15、第二方面,本申請提供一種鈣鈦礦疊層太陽電池的制備方法,包括如下步驟:
16、于透明襯底的兩相對表面上分別形成鈣鈦礦太陽電池和碲化鎘太陽電池;
17、所述鈣鈦礦太陽電池包括鈣鈦礦層,以及依次層疊設置的第一透明電極、空穴傳輸層、絕緣介質層、第二透明電極、電子傳輸層,所述第一透明電極設置于所述透明襯底上;所述鈣鈦礦層與所述電子傳輸層遠離所述第二透明電極的表面接觸;所述絕緣介質層部分覆蓋所述空穴傳輸層,所述鈣鈦礦層與所述空穴傳輸層露出于所述絕緣介質層的表面接觸;所述碲化鎘太陽電池包括依次層疊設置的金屬電極、背接觸層、碲化鎘吸收層、窗口層以及第三透明電極,所述第三透明電極層設置于所述透明襯底上。
18、第三方面,本申請提供一種光伏組件,包括上述任一項所述的鈣鈦礦疊層太陽電池或者上述的鈣鈦礦疊層太陽電池的制備方法制備的鈣鈦礦疊層太陽電池。
19、上述鈣鈦礦疊層太陽電池包括鈣鈦礦太陽電池和碲化鎘太陽電池。鈣鈦礦太陽電池中,第一透明電極、空穴傳輸層、第二透明電極以及電子傳輸層均設置于鈣鈦礦層的同一面,太陽光到達鈣鈦礦層之前無須先經過傳輸層,鈣鈦礦層能夠整面無遮進行光吸收,鈣鈦礦太陽電池的光損失較低。同時,上述結構的鈣鈦礦太陽電池作為頂電池和碲化鎘太陽電池組成疊層太陽電池,在頂電池的光損失較低的情況下,還能夠增加碲化鎘太陽電池對穿過頂電池的太陽光的吸收利用。本申請的鈣鈦礦疊層太陽電池能夠實現較高的光利用率,進而實現較高的光電轉化效率。
1.一種鈣鈦礦疊層太陽電池,其特征在于,包括透明襯底,以及分別設置于所述透明襯底的兩相對表面上的鈣鈦礦太陽電池和碲化鎘太陽電池,其中,所述鈣鈦礦太陽電池為頂電池,所述碲化鎘太陽電池為底電池;
2.根據權利要求1所述的鈣鈦礦疊層太陽電池,其特征在于,所述空穴傳輸層包括自組裝單分子層;或者,所述空穴傳輸層包括層疊設置的自組裝單分子層和niox層。
3.根據權利要求1所述的鈣鈦礦疊層太陽電池,其特征在于,所述絕緣介質層具有圖案化叉指結構,所述第二透明電極及所述電子傳輸層和所述絕緣介質層的形狀相同。
4.根據權利要求1所述的鈣鈦礦疊層太陽電池,其特征在于,所述鈣鈦礦太陽電池還包括第一電極界面層,所述第一電極界面層設置于所述第二透明電極和所述電子傳輸層之間。
5.根據權利要求1所述的鈣鈦礦疊層太陽電池,其特征在于,所述鈣鈦礦層包覆所述絕緣介質層、所述第二透明電極和所述電子傳輸層。
6.根據權利要求1所述的鈣鈦礦疊層太陽電池,其特征在于,所述鈣鈦礦太陽電池還包括保護層,所述保護層設置于所述鈣鈦礦層遠離所述電子傳輸層的表面上。
7.根據權利要求6所述的鈣鈦礦疊層太陽電池,其特征在于,所述鈣鈦礦太陽電池還包括第一減反射層,所述第一減反射層設置于所述透明襯底和所述第一透明電極之間;和/或,
8.根據權利要求1所述的鈣鈦礦疊層太陽電池,其特征在于,所述碲化鎘太陽電池還包括第二電極界面層,所述第二電極界面層設置于所述窗口層和所述第三透明電極之間。
9.一種鈣鈦礦疊層太陽電池的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:
10.一種光伏組件,其特征在于,包括權利要求1~8任一項所述的鈣鈦礦疊層太陽電池或者權利要求9所述的鈣鈦礦疊層太陽電池的制備方法制備的鈣鈦礦疊層太陽電池。