太阳能电池及其制备方法、光伏组件、光伏系统与流程

本申请涉及光伏领域，具体地，涉及太阳能电池及其制备方法、光伏组件、光伏系统。

背景技术：

1、钙钛矿太阳能电池因具有载流子扩散长度长、吸光系数高、带隙可调节、兼容多种制备方式等诸多优点而受到了广泛关注，被认为是有望替代传统晶硅太阳能电池的第三代太阳能电池，其中，反式钙钛矿太阳能电池因其相对出色的稳定性受到了业界的广泛青睐，被认为是钙钛矿太阳能电池实现商业化的重要途径。但是，目前的钙钛矿太阳能电池在界面处的结构稳定性较差，器件性能仍有待进一步提升。

技术实现思路

1、在本申请的第一方面，本申请提出了一种太阳能电池，包括：空穴传输层，所述空穴传输层包括镍基氧化物；空穴钝化层，所述空穴钝化层位于所述空穴传输层的一侧，所述空穴钝化层包括碱金属卤化物和自组装单分子层材料。由此，空穴钝化层既可以改善钙钛矿吸光层的界面缺陷，还可以抑制空穴传输层与钙钛矿吸光层之间的氧化还原反应的发生，提升器件性能和稳定性。

2、在一些实施例中，所述碱金属卤化物的阳离子包括li+、na+、k+、rb+、cs+中的至少一种，和/或，所述碱金属卤化物的阴离子包括f-、cl-、br-、i-中的至少一种。由此，可以补偿钙钛矿吸光层中的阳离子空位缺陷。

3、在一些实施例中，所述碱金属卤化物包括cscl、rbbr、rbcl、rbi中的至少一种。由此，可以有效补偿钙钛矿吸光层中的阳离子空位缺陷。

4、在一些实施例中，所述自组装单分子层材料包括2pacz、4pacz、meo-2pacz、meo-4pacz中的至少一种。由此，可以有效抑制空穴传输层与钙钛矿吸光层之间的氧化还原反应的发生。

5、在一些实施例中，所述空穴钝化层中所述碱金属卤化物和所述自组装单分子层材料的质量比为(0.1-5):10。由此，可以协同提升太阳能电池的器件性能以及稳定性。

6、在一些实施例中，所述空穴传输层的厚度为1nm-70nm，和/或，所述空穴钝化层的厚度为1nm-20nm。由此，有效提高载流子的分离效率。

7、在一些实施例中，还包括：钙钛矿吸光层，所述钙钛矿吸光层位于所述空穴钝化层远离所述空穴传输层的一侧，所述钙钛矿吸光层包括钙钛矿材料，所述钙钛矿材料满足通式faxcs1-xpbbryi3-y，其中，x为0.85-1，y为0-0.6。由此，钙钛矿吸光层具有较高的光电转换效率和较优的稳定性。

8、在本申请的第二方面，本申请提出了一种制备前述的太阳能电池的方法，包括：在空穴传输层的一侧设置空穴钝化层浆料，以形成空穴钝化层。由此，可以通过简便地方法制得前述的太阳能电池。

9、在一些实施例中，所述空穴钝化层浆料中碱金属卤化物的质量浓度为0.01mg/ml-1mg/ml，和/或，所述空穴钝化层浆料中自组装单分子层材料的质量浓度为0.01mg/ml-5mg/ml。由此，空穴钝化层中碱金属卤化物和自组装单分子层材料的质量比较为适中。

10、在一些实施例中，所述空穴钝化层浆料的溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、氯苯、去离子水、乙酸乙酯中的至少一种。由此，有利于溶剂的快速挥发。

11、在一些实施例中，设置所述空穴钝化层浆料的方法包括旋涂、刮涂、狭缝涂布、喷涂、浸泡中的至少一种。由此，有助于形成内部物质分散均匀的空穴钝化层。

12、在本申请的第三方面，本申请提出了一种光伏组件，包括至少一个电池串，所述电池串包括至少两个前述的太阳能电池，或，采用前述的方法制备得到的太阳能电池。由此，该光伏组件具有前述太阳能电池和制备太阳能电池的方法的全部特征及优点，在此不再赘述。

13、在本申请的第四方面，本申请提出了一种光伏系统，包括前述的光伏组件。由此，该光伏系统具有前述光伏组件的全部特征及优点，在此不再赘述。

技术特征：

1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述碱金属卤化物的阳离子包括li+、na+、k+、rb+、cs+中的至少一种，和/或，所述碱金属卤化物的阴离子包括f-、cl-、br-、i-中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，所述碱金属卤化物包括cscl、rbbr、rbcl、rbi中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述自组装单分子层材料包括2pacz、4pacz、meo-2pacz、meo-4pacz中的至少一种。

5.根据权利要求1-4任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述空穴钝化层中所述碱金属卤化物和所述自组装单分子层材料的质量比为(0.1-5):10。

6.根据权利要求1-4任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述空穴传输层的厚度为1nm-70nm，和/或，所述空穴钝化层的厚度为1nm-20nm。

7.根据权利要求1-4任一项所述的太阳能电池，其特征在于，还包括：钙钛矿吸光层，所述钙钛矿吸光层位于所述空穴钝化层远离所述空穴传输层的一侧，所述钙钛矿吸光层包括钙钛矿材料，所述钙钛矿材料满足通式faxcs1-xpbbryi3-y，其中，x为0.85-1，y为0-0.6。

8.一种制备权利要求1-7任一项所述的太阳能电池的方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述空穴钝化层浆料中碱金属卤化物的质量浓度为0.01mg/ml-1mg/ml，和/或，所述空穴钝化层浆料中自组装单分子层材料的质量浓度为0.01mg/ml-5mg/ml。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述空穴钝化层浆料的溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、氯苯、去离子水、乙酸乙酯中的至少一种。

11.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，设置所述空穴钝化层浆料的方法包括旋涂、刮涂、狭缝涂布、喷涂、浸泡中的至少一种。

12.一种光伏组件，其特征在于，包括至少一个电池串，所述电池串包括至少两个权利要求1-7中任一项所述的太阳能电池，或，采用权利要求8-10任一项所述的方法制备得到的太阳能电池。

13.一种光伏系统，其特征在于，包括权利要求12所述的光伏组件。

技术总结
本申请公开了太阳能电池及其制备方法、光伏组件、光伏系统，太阳能电池包括：空穴传输层，所述空穴传输层包括镍基氧化物；空穴钝化层，所述空穴钝化层位于所述空穴传输层的一侧，所述空穴钝化层包括碱金属卤化物和自组装单分子层材料。由此，空穴钝化层既可以改善钙钛矿吸光层的界面缺陷，还可以抑制空穴传输层与钙钛矿吸光层之间的氧化还原反应的发生，提升器件性能和稳定性。

技术研发人员：边红聿,吴佳汶,王鑫,李佳辉,张学玲,冯志强
受保护的技术使用者：天合光能股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23