叠层电池及叠层电池制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113948546A(43)申请公布日2022.01.18(21)申请号202111093366.4H01L31/0216(2014.01)(22)申请日2021.09.17H01L31/054(2014.01)H01L31/18(2006.01)(71)申请人国家电投集团科学技术研究院有限H01L51/42(2006.01)公司H01L51/48(2006.01)地址102209北京市昌平区未来科技城国家电投集团科学技术研究院有限公司院内A座8层至11层(72)发明人吴瑶王彩霞墙子跃高翔赵晓霞张天艺田宏波王伟宗军(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人蒋松(51)Int.Cl.H01L27/30(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图2页(54)发明名称叠层电池及叠层电池制备方法(57)摘要本发明公开了一种叠层电池及叠层电池制备方法，所述叠层电池包括顶电池和底电池，所述底电池包括底电极、衬底、绝缘体、复合结和多个硅纳米柱，所述底电极包括沿第一方向相对设置的第一表面和第二表面，所述衬底设在所述底电极的所述第一表面上，所述复合结位于衬底在第一方向上远离所述底电极的一侧，且复合结与衬底在所述第一方向上间隔开，所述硅纳米柱的部分在第一方向上位于衬底和复合结之间，多个所述硅纳米柱呈矩阵式布置；所述顶电池包括沿所述第一方向层叠设置的空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层、透明导电层和金属栅线电极，所述空穴传输层设在所述复合结上。本发明的底电池具有对光的吸收率高、适于柔性制造的优点。CN113948546ACN113948546A权利要求书1/2页1.一种叠层电池，其特征在于，包括：底电池，所述底电池包括底电极、衬底、绝缘体、复合结和多个硅纳米柱，所述底电极、所述衬底、所述绝缘体和所述复合结沿所述第一方向层叠设置，所述底电极包括沿第一方向相对设置的第一表面和第二表面，所述底电极的厚度方向平行于所述第一方向，所述衬底设在所述底电极的所述第一表面上，所述复合结位于所述衬底在所述第一方向上远离所述底电极的一侧，且所述复合结与所述衬底在所述第一方向上间隔开，所述硅纳米柱的部分在所述第一方向上位于所述衬底和所述复合结之间，所述硅纳米柱的所述部分位于所述绝缘体内，所述硅纳米柱包括沿其轴向相对设置的第一端和第二端，所述第一端设在所述衬底上，所述第二端与所述复合结接触，所述硅纳米柱包括pn结，所述pn结的方向平行于所述硅纳米柱的轴向和径向中的一者，所述硅纳米柱的轴向平行于所述第一方向，所述硅纳米柱的径向垂直于所述第一方向，多个所述硅纳米柱呈矩阵式布置；和顶电池，所述顶电池包括沿所述第一方向层叠设置的空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层、透明导电层和金属栅线电极，所述空穴传输层设在所述复合结上。2.根据权利要求1所述的底电池，其特征在于，还包括抗反射膜，所述抗反射膜设置在所述顶电池的顶部。3.根据权利要求1所述的叠层电池，其特征在于，所述硅纳米柱还包括金属纳米颗粒，所述金属纳米颗粒分散在所述硅纳米柱的表面。4.根据权利要求1所述的叠层电池，其特征在于，所述硅纳米柱还包括钝化层，所述钝化层设在所述硅纳米柱的表面。5.根据权利要求1‑4中任一项所述的叠层电池，其特征在于，在第二方向上相邻的两个硅纳米柱之间具有间隙，在第三方向上相邻的两个硅纳米柱之间具有间隙，所述第二方向平行于所述底电极的长度方向和宽度方向中的一者，所述第三方向平行于所述底电极的长度方向和宽度方向中的另一者。6.根据权利要求1所述的叠层电池，其特征在于，所述衬底由柔性材料制成。7.一种叠层电池制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在衬底上制备多个硅纳米柱，使多个所述硅纳米柱呈矩阵式布置，以形成硅纳米柱阵列；在所述衬底上设置绝缘体，以填充相邻所述硅纳米柱的间隙，且使绝缘体的厚度小于或等于所述硅纳米柱的高度；在所述硅纳米柱阵列顶部制备复合结；在所述复合结顶部制备空穴传输层；在所述空穴传输层顶部制备钙钛矿层；在所述钙钛矿层顶部制备电子传输层；在所述电子传输层顶部制备透明导电层；在所述透明导电层顶部制备金属栅线电极。8.根据权利要求7所述的叠层电池制备方法，其特征在于，所述在衬底上制备多个硅纳2CN113948546A权利要求书2/2页米柱包括：利用化学气相沉积生长的方法制备多个所述硅纳米柱，或者，利用刻蚀硅薄膜的方法制备多个所述硅纳米柱。9.根据权利要求7所述的叠层电池制备方法，其特征在于，所述在所述衬底上设置绝缘体，以填充相邻所述硅纳米柱的间隙，且使所述纳米柱顶端不被绝缘体包裹，包括：利用旋涂、溅射和原子层沉积中的至少一者在衬底上设置绝缘体，以使绝缘体填充相邻所述硅纳米柱的间隙；利用干法刻蚀和