一种太阳能电池钝化结构与制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115881832A(43)申请公布日2023.03.31(21)申请号202210925737.9(22)申请日2022.08.03(71)申请人中国科学技术大学地址230000安徽省合肥市金寨路96号(72)发明人徐集贤毛凯天(74)专利代理机构北京国源中科知识产权代理事务所(普通合伙)16179专利代理师戈余丽(51)Int.Cl.H01L31/0216(2014.01)H01L31/075(2012.01)H01L31/18(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图3页(54)发明名称一种太阳能电池钝化结构与制备方法(57)摘要本发明公开了一种太阳能电池钝化结构，其至少包括钙钛矿层，在钙钛矿层的单侧或双侧设置有局部钝化层，局部钝化层与电子传输层或空穴传输层接触，所述局部钝化层为不连续的钝化层。本发明技术方案解决了钙钛矿太阳单结和叠层电池钝化传输结构开路电压与填充因子难以平衡的问题，以及现有局部钝化结构制备成本高、难以扩大化的问题，实现大面积低成本的高效钙钛矿太阳能单结电池和叠层电池。CN115881832ACN115881832A权利要求书1/1页1.一种太阳能电池钝化结构，其至少包括钙钛矿层，其特征在于，在钙钛矿层的单侧或双侧设置有局部钝化层，局部钝化层与电子传输层或空穴传输层接触，所述局部钝化层为不连续的钝化层。2.如权利要求1所述的太阳能电池钝化结构，其特征在于，所述局部钝化层为有机材料或无机材料；所述无机材料为LiF、MgF2、NaF、BaF2、CaF2、KF、RbF、CsF中的一种或任几种；所述有机材料为哌嗪一氢碘酸盐、苯乙胺氢碘酸盐、辛胺氢碘酸盐中的一种或任几种；优选地，所述局部钝化层为LiF。3.如权利要求1所述的太阳能电池钝化结构，其特征在于，所述局部钝化层通过热蒸发，电子束蒸发，激光脉冲沉积，磁控溅射，原子层沉积，化学气相法沉积或化学浴沉积制备。4.如权利要求1所述的太阳能电池钝化结构，其特征在于，所述电子传输层为富勒烯或氧化锡。5.如权利要求1所述的太阳能电池钝化结构，其特征在于，所述空穴传输层为酞菁铜、酞菁或氧化镍。6.如权利要求1‑5任一项所述的太阳能电池钝化结构的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：1)在干净的ITO衬底上制备空穴传输层或电子传输层；2)在步骤1)得到的层上使用掩膜片制备局部钝化层；3)在步骤2)得到的层上沉积钙钛矿层；4)在步骤3)得到的层上制备电子传输层或空穴传输层；5)在步骤4)得到的层上制备空穴阻挡层；6)在步骤5)得到的空穴阻挡层上制备背电极。7.如权利要求1‑5任一项所述的太阳能电池钝化结构的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：1)在干净的ITO衬底上制备空穴传输层或电子传输层；2)在步骤1)得到的层上使用掩膜片制备局部钝化层；3)在步骤2)得到的层上沉积钙钛矿层；4)在步骤3)得到的钙钛矿层上使用掩膜片制备局部钝化层；5)在步骤4)得到的层上制备电子传输层或空穴传输层；6)在步骤5)得到的层上制备空穴阻挡层；7)在步骤6)得到的空穴阻挡层上制备背电极。8.如权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述掩膜片为具有阵列开孔的掩膜片，开孔直径为50nm‑5um，孔径间距为20nm‑3um；开口面积比，也即圆形孔径面积除以总面积，范围为40％‑80％。9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述掩膜片开孔形状为圆形，矩形或菱形，厚度为50um,材质为不锈钢。10.一种太阳能电池，其特征在于，包括如权利要求1‑5任一项所述的太阳能电池钝化结构或如权利要求6‑9任一项所述的制备方法制备得到的结构。2CN115881832A说明书1/7页一种太阳能电池钝化结构与制备方法技术领域[0001]本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种太阳能电池钝化结构与制备方法。背景技术[0002]目前金属卤化物钙钛矿太阳能电池已经实现25.7％以上的转化效率，而进一步基于不同带隙钙钛矿构建的叠层太阳电池(例如，钙钛矿‑钙钛矿叠层、钙钛矿‑晶硅叠层、钙钛矿‑铜铟镓硒叠层电池等)的效率可以超过单结的极限效率，目前可以实现接近30％转换效率的钙钛矿‑晶硅叠层太阳电池。不论是钙钛矿单结电池还是上述基于钙钛矿的叠层太阳电池，太阳能电池器件通常面临吸收层表面缺陷浓度高的问题，这就需要采用钝化策略来降低非辐射复合损失；然而钝化层通常是绝缘的，这给有效的电荷传输带来了新的挑战。因此通常情况下都把钝化层做得超薄，利用隧穿原理进行电荷转移；同时，超薄钝化层也给制备过程带来了更多挑战：旋涂和热蒸发是制备薄膜的常用方法，但这会给厚度控制带来一定的不确定性。其中的每一层钙钛矿太阳电池和子结必须要有合适的钝化结构(单层或多层结构)。这种钝化结构需要