一种钙钛矿/TOPCon叠层太阳能电池.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115863456A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202111129275.1(22)申请日2021.09.26(71)申请人中国科学院物理研究所地址100190北京市海淀区中关村南三街8号(72)发明人岳敏王燕梅增霞梁会力刘尧平杜小龙(74)专利代理机构北京泛华伟业知识产权代理有限公司11280专利代理师郭广迅赵岩(51)Int.Cl.H01L31/0236(2006.01)H01L31/078(2012.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称一种钙钛矿/TOPCon叠层太阳能电池(57)摘要本发明提供一种钙钛矿/TOPCon叠层式太阳能电池，包括钙钛矿顶电池和TOPCon底电池，所述TOPCon底电池包括硅基底，所述硅基底具有双面倒金字塔绒面结构，其中，底面倒金字塔结构的侧壁与硅基底所在平面的夹角为6°～25°；所述TOPCon底电池中硅基底的厚度为40～210μm；所述钙钛矿顶电池的厚度为400～2200nm。与现有技术相比，本发明通过采用背面具有小角度倒金字塔绒面结构的硅基底使叠层太阳能电池获得了更高的电流密度；并且通过控制钙钛矿光敏层以及硅基底的厚度，使叠层太阳能电池的电流密度更加匹配。CN115863456ACN115863456A权利要求书1/1页1.一种钙钛矿/TOPCon叠层式太阳能电池，包括钙钛矿顶电池和TOPCon底电池，所述TOPCon底电池包括硅基底，其中，所述硅基底具有双面倒金字塔绒面结构，所述双面倒金字塔绒面结构包括底面倒金字塔结构和顶面倒金字塔结构，所述底面倒金字塔结构的侧壁与硅基底所在平面的夹角为6°～25°。2.根据权利要求1所述的叠层式太阳能电池，其中；所述底面倒金字塔结构和顶面倒金字塔结构的底面四边形的边长各自独立地为1～3μm。3.根据权利要求1所述的叠层式太阳能电池，其中，所述顶面倒金字塔结构的侧壁与硅基底所在平面的夹角为45°～65°。4.根据权利要求1至3中任一项所述的叠层式太阳能电池，其中，所述硅基底的厚度为40～210μm，所述钙钛矿顶电池的钙钛矿层的厚度为400～2200nm，优选地，所述硅基底的厚度与钙钛矿层的厚度之比为1：10～20(μm/nm)。5.根据权利要求1至3中任一项所述的叠层式太阳能电池，其中，所述硅基底为n型单晶硅；优选地，所述钙钛矿顶电池的所述钙钛矿层由带隙为1.60‑1.80eV的钙钛矿材料制成，进一步优选地，所述钙钛矿材料为ABX3结构，A为甲胺基、甲脒基、Cs和Rb的一种或多种，B为Pb或Sn，X为I、Br和Cl中的一种或多种；最优选地，所述钙钛矿材料为CsPbI3、CsPbI3‑xBrx(0<x<3)中的一种或多种。6.根据权利要求1至3中任一项所述的叠层式太阳能电池，其中，所述TOPCon底电池包括依次设置的氮化硅层、多晶硅层、氧化硅层和硅基底；优选地，所述氮化硅层的厚度为20～200nm；所述的多晶硅层的厚度为40～180nm；所述氧化硅层的厚度为1～3nm；其中，所述多晶硅层由p型掺杂多晶硅构成。7.根据权利要求1至3中任一项所述的叠层式太阳能电池，其中，从背面至受光正面，所述叠层式太阳能电池依次包括：氮化硅层、多晶硅层、氧化硅层、硅基底、发射极、第一透明电极层、电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层和第二透明电极层，以及分别位于底部和顶部的底电极和顶电极。8.根据权利要求7所述的叠层式太阳能电池，其中，所述的发射极为p型发射极；优选地，所述第一透明电极和第二透明电极各自独立地为ITO、IZO、IOH和AZO中的一种或多种。9.根据权利要求7所述的叠层式太阳能电池，其中，所述电子传输层为SnO2、TiO2、ZnO和富勒烯及衍生物(C60、PCBM)中的一种或多种，优选为SnO2；厚度为10～200nm，优选为10～100nm；所述空穴传输层为NiOx、PTAA、PEDOT:PSS、Spiro‑OMeTAD、CuSCN、Cu2O和CuI中的一种或多种，优选为NiOx；厚度为10～200nm，优选为10～100nm。10.根据权利要求7所述的叠层式太阳能电池，其中，所述底电极和顶电极均为电极材料，包括但不限于Ag、Au、Cu、Al和C中的一种或多种。2CN115863456A说明书1/6页一种钙钛矿/TOPCon叠层太阳能电池技术领域[0001]本发明涉及晶硅太阳能电池领域，特别涉及一种钙钛矿/TOPCon叠层太阳能电池。背景技术[0002]高效晶硅太阳能电池由于具有成本低、效率高、工艺成熟的优点，占据着超过90％的光伏市场。目前晶硅太阳能电池的最高效率已经达到了26.7％，非常接近晶硅太阳能电池的理论效率极限(29.4％)，因而其效率的进一步提升变