一种钙钛矿/硅基异质结叠层太阳能电池及其制备方法
阅读：577发布：2020-05-08
专利汇可以提供一种钙钛矿/硅基异质结叠层太阳能电池及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 钙 钛 矿/ 硅 基 异质结 叠层 太阳能 电池 及其制备方法，具体的， 钙钛矿 /硅基异质结叠层 太阳能电池 包括钙钛矿电池、硅基异质结电池以及所述钙钛矿电池和所述硅基异质结电池之间的隧穿结，所述钙钛矿电池层上设置有正极，所述硅基异质结电池层下设置有负极，所述钙钛矿电池为光照入射方向。本发明的叠层太阳能电池正极靠近光的入射处，有效减小空穴移动到太阳能电池正极的距离，进而提高叠层太阳能电池的载流子收集效率、提高太阳能电池的性能。，下面是一种钙钛矿/硅基异质结叠层太阳能电池及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种钙钛矿/硅基异质结叠层太阳能电池，包括钙钛矿电池、硅基异质结电池以及所述钙钛矿电池和所述硅基异质结电池之间的隧穿结，其特征在于，所述钙钛矿电池层上设置有正极，所述硅基异质结电池层下设置有负极，所述钙钛矿电池为光照入射方向。
2.根据权利要求1所述的叠层太阳能电池，其特征在于，所述隧穿结为金属氧化物层。
3.根据权利要求2所述的叠层太阳能电池，其特征在于，所述金属氧化物层的材料选自SnO2、ZnO或TiO2。
4.根据权利要求1所述的叠层太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿电池包括依次设置在所述隧穿结上的电子传输层、吸收层和空穴传输层。
5.根据权利要求4所述的叠层太阳能电池，其特征在于，所述硅基异质结电池包括依次设置在所述隧穿结下的非晶硅p层、第一本征非晶硅层、晶体硅片、第二本征非晶硅层和非晶硅n层。
6.根据权利要求4所述的叠层太阳能电池，其特征在于，所述隧穿结和所述电子传输层为同一层且材料为金属氧化物。
7.根据权利要求6所述的叠层太阳能电池，其特征在于，所述隧穿结的厚度为10nm至
200nm。
8.根据权利要求5所述的叠层太阳能电池，其特征在于，还包括设置在所述空穴传输层上的正面透明导电层以及设置在所述非晶硅n层下的背面透明导电层。
9.根据权利要求8所述的叠层太阳能电池，其特征在于，所述正面透明导电层上设置有所述正极，所述背面透明导电层下设置有所述负极。
10.一种权利要求1～9任一项所述的叠层太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括在硅片两面分别沉积第一本征非晶硅层和第二本征非晶硅层，在所述第一本征非晶硅层上依次沉积非晶硅p层、金属氧化物层、吸收层、空穴传输层和正面透明导电层，在所述第二本征非晶硅层上依次沉积非晶硅n层和背面透明导电层，在所述正面透明导电层和所述背面透明导电层上分别制备正面导电栅线和背面导电栅线。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述金属氧化物层通过磁控溅射、反应等离子体沉积或者化学气相沉积的方法制作。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述化学气相沉积法选自等离子体增强化学气相沉积、原子层沉积、低压化学气相沉积或金属有机化学气相沉积。
一种钙钛矿/硅基异质结叠层太阳能电池及其制备方法
技术领域
背景技术
[0002] 钙钛矿太阳能电池由于具有光电转换效率高、成本低、制作简单等突出优点成为最具前景的太阳能电池并且成为研究热点。宽带隙的钙钛矿吸收层非常有利于和晶硅太阳能电池组成双结电池，光电转换效率高同时具有优于钙钛矿单结电池的稳定性。
[0003] 目前研究的钙钛矿/硅基异质结(SHJ，Silicon Hetero-junction solar cell)叠层太阳能电池一般采用负极入光的结构，即光从钙钛矿/SHJ叠层太阳能电池的负极入射。具体如图1所示，光照射到太阳电池后，进入钙钛矿/SHJ叠层太阳电池的次序依次为钙钛矿太阳能电池的电子传输层112、钙钛矿吸收层111、空穴传输层110、隧穿结的纳米硅p层109、隧穿结的纳米硅n层108、SHJ电池的非晶硅n层107(即SHJ电池的负极)、SHJ电池的第一本征非晶硅层106、SHJ吸收层硅片105、SHJ电池的第二本征非晶硅层104和SHJ电池的非晶硅p层
103(即SHJ电池的正极)，叠层太阳能电池的电子向正面透明导电层113和正面导电栅线114移动且被收集，正面导线栅线114作为叠层太阳能电池的负极，叠层太阳能电池的空穴向背面透明导电层102和背面导电栅线101移动且被收集，背面导电栅线101作为叠层太阳能电池的正极。这样的结构中，太阳电池的效率和理论效率依然有较大的差距，进一步优化电池结构，优化器件设计，是未来的提高太阳电池效率的工作重点之一。
103(即SHJ电池的正极)，叠层太阳能电池的电子向正面透明导电层113和正面导电栅线114移动且被收集，正面导线栅线114作为叠层太阳能电池的负极，叠层太阳能电池的空穴向背面透明导电层102和背面导电栅线101移动且被收集，背面导电栅线101作为叠层太阳能电池的正极。这样的结构中，太阳电池的效率和理论效率依然有较大的差距，进一步优化电池结构，优化器件设计，是未来的提高太阳电池效率的工作重点之一。
发明内容
[0004] 有鉴于此，本发明的目的在于提出一种钙钛矿/硅基异质结叠层太阳能电池，提高太阳能电池的转化效率。
[0005] 基于上述目的本发明提供的一种钙钛矿/硅基异质结叠层太阳能电池，包括钙钛矿电池、硅基异质结电池以及所述钙钛矿电池和所述硅基异质结电池之间的隧穿结，所述钙钛矿电池层上设置有正极，所述硅基异质结电池层下设置有负极，所述钙钛矿电池为光照入射方向。
[0007] 进一步的，所述金属氧化物层的材料选自SnO2、ZnO或TiO2。
[0008] 进一步的，所述钙钛矿电池包括依次设置在所述隧穿结上的电子传输层、吸收层和空穴传输层。
[0009] 进一步的，所述硅基异质结电池包括依次设置在所述隧穿结下的非晶硅p层、第一本征非晶硅层、晶体硅片、第二本征非晶硅层和非晶硅n层。
[0010] 进一步的，所述隧穿结和所述电子传输层为同一层且材料为金属氧化物。
[0011] 进一步的，所述隧穿结的厚度为10nm至200nm。
[0012] 进一步的，还包括设置在所述空穴传输层上的正面透明导电层以及设置在所述非晶硅n层下的背面透明导电层。
[0013] 进一步的，所述正面透明导电层上设置有所述正极，所述背面透明导电层下设置有所述负极。
[0014] 本发明还提供一种前述叠层太阳能电池的制备方法，包括在硅片两面分别沉积第一本征非晶硅层和第二本征非晶硅层，在所述第一本征非晶硅层上依次沉积非晶硅p层、金属氧化物层、吸收层、空穴传输层和正面透明导电层，在所述第二本征非晶硅层上依次沉积非晶硅n层和背面透明导电层，在所述正面透明导电层和所述背面透明导电层上分别制备正面导电栅线和背面导电栅线。
[0017] 从上面所述可以看出，本发明提供的一种钙钛矿/硅基异质结叠层太阳能电池及其制备方法，通过将叠层太阳能电池的正极设置在钙钛矿电池层上，负极设置在硅基异质结电池层下，使得空穴向叠层太阳能电池的正极移动且被收集，电子向叠层太阳能电池的负极移动且被收集。在光进入太阳能电池吸收层后，光的大部分在靠近光入射处即被吸收产生电子空穴对，空穴的有效质量远大于电子，因此空穴的迁移率远低于电子的迁移率。相对于现有技术中空穴需要迁移更远的距离才能到达叠层电池的正极而言，本发明的叠层太阳能电池的结构，叠层太阳能电池的正极靠近光的入射处，有效减小空穴移动到太阳能电池正极的距离，进而提高叠层太阳能电池的载流子收集效率、提高太阳能电池的性能。
[0018] 本发明提供的一种钙钛矿/硅基异质结叠层太阳能电池及其制备方法，进一步通过将隧穿结以及设置在隧穿结上的钙钛矿电池的电子传输层设置为同一个金属氧化物层，该金属氧化物层既是隧穿结又是电子传输层，使得叠层太阳能电池的结构更加简单，减少了现有技术中靠近SHJ电池的钙钛矿电池的电子传输层与隧穿结之间的界面损失，提高了太阳电池的电荷传输性能以及隧穿结的复合效率，由此进一步提高了电池的开路电压和填充因子；此外减少制备步骤、节省生产成本。附图说明
[0019] 图1为现有技术中钙钛矿/SHJ叠层太阳能电池的结构示意图；
[0020] 图2为本发明实施例钙钛矿/SHJ叠层太阳能电池的结构示意图。
具体实施方式
[0021] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
[0022] 需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
[0023] 如图2所示为本发明提供一种钙钛矿/硅基异质结叠层太阳能电池，包括钙钛矿电池、硅基异质结电池以及所述钙钛矿电池和所述硅基异质结电池之间的隧穿结；所述钙钛矿电池层上设置有正极，所述硅基异质结电池层下设置有负极，所述钙钛矿电池为光照入射方向。本发明的技术方案采用正极作为太阳能电池的窗口层，光从钙钛矿电池入射进入太阳能电池吸收层后，光的大部分在靠近光入射处即被吸收，在靠近太阳能电池正极附件产生电子空穴对，对于电子和空穴而言，空穴的有效质量远大于电子，因此空穴的迁移率远低于电子的迁移率；相对于现有技术中大部分电子空穴对产生在叠层太阳能电池的负极附近，空穴需要迁移更远的距离才能到达叠层电池的正极导致太阳电池的电荷收集效率大幅降低而言，本发明的叠层太阳能电池的结构，空穴被设置在靠近光入射处的叠层太阳能电池的正极收集，有效减小空穴的移动距离，进而提高叠层太阳能电池的载流子收集效率，提高太阳能电池包括开路电压、填充因子和短路电流三个方面的性能。
[0024] 在本发明的一些实施例中，所述隧穿结208为金属氧化物层。与现有技术中的复合层隧穿结相比，金属氧化物层提高了隧穿结的复合效率。
[0025] 在本发明的一些实施例中，所述金属氧化物层的材料选自SnO2、ZnO或TiO2。
[0026] 在本发明的一些实施例中，所述钙钛矿电池包括依次设置在所述隧穿结208上的电子传输层(图中未示出)、吸收层209和空穴传输层210。
[0027] 在本发明的一些实施例中，所述硅基异质结电池包括依次设置在所述隧穿结208下的非晶硅p层207、第一本征非晶硅层206、晶体硅片205、第二本征非晶硅层204和非晶硅n层203。
[0028] 在本发明的一些实施例中，所述隧穿结和所述电子传输层为同一层且材料为金属氧化物。金属氧化物层既是隧穿结也是电子传输层，使得叠层太阳能电池的结构更加简单，减少了钙钛矿电池的电子传输层与隧穿结之间的界面损失，提高了太阳电池的电荷传输性能以及隧穿结的复合效率，提高电池的开路电压和填充因子；进一步的，减少制备步骤、节省生产成本。
[0029] 在本发明的一些实施例中，所述隧穿结208的厚度为10nm至200nm。
[0030] 在本发明的一些实施例中，吸收层209的材料为FA1-xCsxPbI3(其中0.1
[0031] 进一步的，空穴传输层210的厚度为5nm到100nm，材料选自氧化镍(NiO)、硫氰酸亚铜(CuSCN)、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺(PTAA)、2,2',7,7'-四(二-对甲苯基氨基)螺-9,9'-二芴(spiro-TTB)等有机小分子材料。
[0032] 进一步的，非晶硅p层207的厚度为2nm到100nm；非晶硅n层203的厚度为2nm到200nm。
[0033] 进一步的，第一本征非晶硅层206和第二本征非晶硅层204的厚度为2nm到50nm。
[0034] 进一步的，晶体硅片205的厚度为150微米到250微米，选自n型硅片或p型硅片。
[0035] 在本发明的一些实施例中，还包括设置在所述空穴传输层210上的正面透明导电层211以及设置在所述非晶硅n层203下的背面透明导电层202。硅基异质结电池的正极(非晶硅p层207)与隧穿结接触，负极(非晶硅n层203)与背面透明导电层202接触；钙钛矿电池的负极(电子传输层)与隧穿结为同一层或者与隧穿结接触，钙钛矿电池的正极(空穴传输层210)与正面透明导电层211接触。
[0036] 进一步的，正面透明导电层211的厚度为50nm到150nm；背面透明导电层202的厚度为50nm到500nm；
[0038] 在本发明的一些实施例中，所述正面透明导电层211上设置有所述正极，所述背面透明导电层202下设置有所述负极。进一步的，叠层太阳能电池的正极为正面导电栅线212，叠层太阳能电池的负极为背面导电栅线201。
[0039] 进一步的，正面导线栅线212或背面导电栅线201的材料选自包含铜的金属复合物或者银；含铜的金属复合物为Ti/Cu或Sn/Cu。
[0040] 本发明还提供一种前述的叠层太阳能电池的制备方法，包括在硅片205两面分别沉积第一本征非晶硅层206和第二本征非晶硅层204，在所述第一本征非晶硅层206上依次沉积非晶硅p层207、金属氧化物层(同时也是隧穿结)、吸收层209、空穴传输层210和正面透明导电层211，在所述第二本征非晶硅层204上依次沉积非晶硅n层203和背面透明导电层202，在所述正面透明导电层211和所述背面透明导电层202上分别制备正面导电栅线212和背面导电栅线201。
[0041] 在本发明的一些实施例中，所述金属氧化物层通过磁控溅射、反应等离子体沉积(RPD)或者化学气相沉积的方法制作。
[0042] 进一步的，所述化学气相沉积法选自等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、原子层沉积(ALD)、低压化学气相沉积(LPCVD)或金属有机化学气相沉积(MOCVD)。
[0043] 在本发明的一些实施例中，第一本征非晶硅层206、第二本征非晶硅层204、非晶硅p层207和非晶硅n层203采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)制作。
[0044] 在本发明的一些实施例中，空穴传输层210材料为氧化镍(NiO)时，可通过磁控溅射、反应等离子体沉积(RPD)或者化学气相沉积制作，厚度为5nm到100nm。进一步的，此处的化学气相沉积选自原子层沉积(ALD)、低压化学气相沉积(LPCVD)或金属有机化学气相沉积(MOCVD)。
[0046] 在本发明的一些实施例中，正面透明导电层211或负面透明导电层202采用磁控溅射沉积或反应等离子体沉积(RPD)制备。
[0047] 在本发明的一些实施例中，正面导电栅线212和背面导电栅线201的制备方法有两种，分别是丝网印刷和电镀法。
[0048] 进一步的，通过丝网印刷在背面透明导电层202或者正面透明导电层211上制备一层金属银栅线对应形成背面导电栅线201或正面导电栅线212，银栅厚度为5微米到200微米，宽度为1微米到200微米。
[0049] 进一步的，通过掩膜在背面透明导电层202或正面透明导电层211上蒸镀或者溅射一层薄的钛(Ti)或者锡(Sn)作为前置体，前置体的厚度为5nm到100nm，宽度为1微米到200微米，然后在Cu盐溶液中在Ti或者Sn的前置体上电镀一层Cu栅线，Cu栅线的厚度为100nm到20微米，宽度为1微米到200微米，对应形成背面导电栅线201或正面导电栅线212，对应的厚度为100nm到20微米。
[0050] 下面通过具体实施例进一步说明本发明的钙钛矿/硅基异质结叠层太阳能电池的结构和制备方法。
[0051] 实施例1
[0052] 本实施例提供一种钙钛矿/硅基异质结叠层太阳能电池，隧穿结和钙钛矿电池的电子传输成为同一层，材料为SnO2，钙钛矿太阳能电池层上的银栅线为电池的正极，SHJ电池层下的银栅线为电池的负极，其由以下制备方法制备得到，包括：
[0053] 步骤1：在清洗制绒好的n型硅片上在两个表面通过等离子体增强化学气相沉积各镀一层本征非晶硅层，厚度分别为10nm和8nm；
[0054] 步骤2：然后在8nm厚的第二本征非晶硅层204上沉积一层n型非晶硅，厚度为10nm，在10nm厚的第一本征非晶硅层206上沉积一层p型非晶硅，厚度为15nm；
[0055] 步骤3：在n型非晶硅层上通过磁控溅射制备背面透明导电层202，材料为氧化铟锡(ITO)，厚度为120nm；
[0056] 步骤4：在p型非晶硅层上通过磁控溅射制备隧穿结，同时也是钙钛矿太阳电池的电子传输层，材料为SnO2，厚度为50nm；
[0057] 步骤5：在电子传输层SnO2上沉积钙钛矿吸收层209，吸收层材料为FA0.9MA0.1PbI3；沉积方法真空共蒸发，蒸发原材料分别为碘化甲脒(FAI)、碘化甲胺(MAI)、PbI2，FAI蒸发温度为200℃，MAI蒸发温度为120℃，PbI2蒸发温度为400℃，衬底材料的温度为30℃，钙钛矿吸收层膜厚为400nm；
[0058] 步骤6：在沉积好的钙钛矿吸收层209上沉积空穴传输层210，材料为PTAA，沉积方法为真空蒸发，原材料蒸发温度为150℃，衬底温度为30℃，膜厚为80nm；
[0059] 步骤7：在沉积好的空穴传输层210上沉积正面透明导电层211，材料为氧化铟锡ITO，沉积方法为反应等离子体沉积(RPD)，沉积膜厚为80nm；
[0060] 步骤8：在沉积好的正面透明导电层211上通过丝网印刷制备银栅线，银栅线高度为20微米，宽度为50微米，银栅线之间距离为2毫米；
[0061] 步骤9：在沉积好的背面透明导电层202上通过丝网印刷制备银栅线，银栅线高度为20微米，宽度为50微米，银栅线之间距离为1.5毫米；
[0062] 至此，叠层太阳能电池的制备完成。
[0063] 实施例2
[0064] 本实施例提供一种钙钛矿/硅基异质结叠层太阳能电池，隧穿结和钙钛矿电池的电子传输成为同一层，材料为TiO2，钙钛矿太阳能电池层上的银栅线为电池的正极，SHJ电池层下的银栅线为电池的负极，其由以下制备方法制备得到，包括：
[0065] 步骤1：在清洗制绒好的n型硅片上在两个表面通过等离子体增强化学气相沉积各镀一层本征非晶硅层，厚度均为10nm；
[0066] 步骤2：然后在两面的本征非晶硅层上分别沉积一层p型非晶硅和n型非晶硅，其中p型非晶硅厚度为20nm，n型非晶硅厚度为15nm；
[0067] 步骤3：在n型非晶硅层上通过磁控溅射制备背面透明导电层202，材料掺铝氧化锌(AZO)，厚度为200nm；
[0068] 步骤4：在p型非晶硅层上通过原子层沉积(ALD)制备隧穿结，同时也是钙钛矿太阳电池的电子传输层，材料为TiO2，厚度为40nm；
[0069] 步骤5：然后在电子传输层TiO2上沉积钙钛矿吸收层209，吸收层材料为FA0.7MA0.3PbI3，沉积方法真空共蒸发，蒸发原材料分别为FAI、MAI、PbI2；FAI蒸发温度为200℃，MAI蒸发温度为140℃，PbI2蒸发温度为400℃；衬底材料的温度为30℃，钙钛矿吸收层膜厚为400nm；
[0070] 步骤6：在沉积好的钙钛矿吸收层上沉积空穴传输层210，材料为硫氰酸亚铜(CuSCN)，沉积方法为真空蒸发，原材料蒸发温度为120℃，衬底温度为30℃，膜厚为20nm；
[0071] 步骤7：在沉积好的空穴传输层210上沉积正面透明导电层211，材料为氧化铟钨IWO，沉积方法为反应等离子体沉积(RPD)，沉积膜厚为80nm；
[0072] 步骤8：在沉积好的正面透明导电层211上通过丝网印刷制备银栅线，银栅线高度为15微米，宽度为60微米，银栅线之间距离为2毫米；
[0073] 步骤9：在沉积好的背面透明导电层202上通过丝网印刷制备银栅线，银栅线高度为15微米，宽度为50微米，银栅线之间距离为1.5毫米；
[0074] 至此，叠层太阳能电池的制备完成。
[0075] 实施例3
[0076] 本实施例提供一种钙钛矿/硅基异质结叠层太阳能电池，隧穿结和钙钛矿电池的电子传输成为同一层，材料为ZnO，钙钛矿太阳能电池层上的银栅线为电池的正极，SHJ电池层上的银栅线为电池的负极，其由以下制备方法制备得到，包括：
[0077] 步骤1：在清洗制绒好的n型硅片上在两个表面通过等离子体增强化学气相沉积各镀一层本征非晶硅层，厚度分别为10nm和8nm；
[0078] 步骤2：然后在8nm厚的第一本征非晶硅层206上通过等离子体增强化学气相沉积镀一层p型纳米硅，厚度为30nm，在10nm厚的第二本征非晶硅层204上通过等离子体增强化学气相沉积镀一层n型纳米硅，厚度为20nm；
[0079] 步骤3：在n型纳米硅上通过低压化学气相沉积(LPCVD)制备背面透明导电层202，材料为掺硼氧化锌(BZO)，厚度为300nm；
[0080] 步骤4：在p型纳米硅上通过低压化学气相沉积(LPCVD)制备隧穿结208，同时也是钙钛矿太阳电池的电子传输层，材料为ZnO，厚度为50nm；
[0081] 步骤5：然后在电子传输层ZnO上沉积钙钛矿吸收层209，吸收层材料为FA0.9Cs0.1PbI3，沉积方法真空共蒸发，蒸发原材料分别为FAI、CsI、PbI2,，FAI蒸发温度为200℃，CsI蒸发温度为300℃，PbI2蒸发温度为400℃，衬底材料的温度为30℃，钙钛矿吸收层膜厚为450nm，
[0082] 步骤6：在沉积好的钙钛矿吸收层209上沉积空穴传输层210，材料为NiO，沉积方法为原子层沉积(ALD)，膜厚为10nm，
[0083] 步骤7：在沉积好的空穴传输层上210沉积正面透明导电层211，材料为氧化铟钛ITiO，沉积方法为反应等离子体沉积(RPD)，沉积膜厚为80nm，
[0084] 步骤8：在沉积好的正面透明导电层211上通过丝网印刷制备银栅线，银栅线高度为20微米，宽度为50微米，银栅线之间距离为2毫米，
[0085] 步骤9：在沉积好的背面透明导电层202上通过丝网印刷制备银栅线，银栅线高度为20微米，宽度为50微米，银栅线之间距离为1.5毫米；
[0086] 至此，叠层太阳能电池的制备完成。
[0087] 对比例1
[0088] 本对比例与实施例1的区别在于，隧穿结是复合层，由纳米硅n层和纳米硅p层组成，其制备方法如下：
[0089] 步骤4：在p型非晶硅层上通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)依次制备纳米硅p层和纳米硅n层，厚度均为20nm；在所述纳米硅n层上通过磁控溅射制备钙钛矿太阳电池的电子传输层，材料为SnO2，厚度为50nm。
[0090] 对比例2
[0091] 本对比例中的叠层太阳能电池为现有技术，即叠层太阳能电池的负极设置在钙钛矿电池层上，正极设置在SHJ电池层下，其制备方法如下：
[0092] 步骤1：在清洗制绒好的n型硅片上在两个表面通过等离子体增强化学气相沉积各镀一层本征非晶硅层，厚度分别为10nm和8nm；
[0093] 步骤2：然后在8nm厚的第二本征非晶硅层104上沉积一层p型非晶硅，厚度为15nm，在10nm厚的第一本征非晶硅层106上沉积一层n型非晶硅，厚度为10nm；
[0094] 步骤3：在p型非晶硅层103上通过磁控溅射制备背面透明导电层102，材料为氧化铟锡(ITO)，厚度为120nm；
[0095] 步骤4：在n型非晶硅层107上通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)依次制备纳米硅n层108和纳米硅p层109，厚度均为20nm，形成隧穿结复合层；
[0096] 步骤5：在沉积好的纳米硅p层109上沉积空穴传输层110，材料为PTAA，沉积方法为真空蒸发，原材料蒸发温度为150℃，衬底温度为30℃，膜厚为80nm；
[0097] 步骤6：在空穴传输层110上沉积钙钛矿吸收层111，吸收层材料为FA0.9MA0.1PbI3；沉积方法真空共蒸发，蒸发原材料分别为碘化甲脒(FAI)、碘化甲胺(MAI)、PbI2，FAI蒸发温度为200℃，MAI蒸发温度为120℃，PbI2蒸发温度为400℃，衬底材料的温度为30℃，钙钛矿吸收层膜厚为400nm；
[0098] 步骤7：通过磁控溅射在吸收层111上制备钙钛矿太阳电池的电子传输层112，材料为SnO2，厚度为50nm；
[0099] 步骤8：在沉积好的电子传输层112上沉积正面透明导电层113，材料为氧化铟锡ITO，沉积方法为反应等离子体沉积(RPD)，沉积膜厚为80nm；
[0100] 步骤8：在沉积好的正面透明导电层113上通过丝网印刷制备银栅线，银栅线高度为20微米，宽度为50微米，银栅线之间距离为2毫米；
[0101] 步骤9：在沉积好的背面透明导电层102上通过丝网印刷制备银栅线，银栅线高度为20微米，宽度为50微米，银栅线之间距离为1.5毫米；
[0102] 至此，叠层太阳能电池的制备完成。
[0103] 对比例3
[0104] 本对比例与对比例2的区别在于，隧穿结为金属氧化物层，具体为：
[0105] 步骤4：在n型非晶硅层107上通过磁控溅射制备隧穿结，材料为SnO2，厚度为50nm。
[0106] 性能测试
[0107] 分别对对比例和实施例提供的钙钛矿/硅基异质结叠层太阳能电池进行性能测试，结果请见表1。
[0108] 表1实施例与对比例的电池参数比较
[0109]
[0110] 对比例1和对比例2中叠层太阳能电池的隧穿结均由纳米硅n层和纳米硅p层组成的复合层形成，区别仅在于对比例1的叠层太阳能电池采用本发明中的技术方案正极设置在钙钛矿电池层上，负极设置在硅基异质结电池层下，对比例2的叠层太阳能电池采用现有技术的技术方案正极设置在硅基异质结电池层下，负极设置在该钙钛矿电池层上。从表1中的数据可以看出，对比例1中的叠层太阳能电池的电池效率优于对比例2中的叠层太阳能电池的电池效率，表明本发明中正极设置在钙钛矿电池层上，负极设置在硅基异质结电池层下的技术方案有利于提高钙钛矿/硅基异质结太阳能电池的电池效率。进一步的，对比例3和实施例1～实施例3相比，隧穿结均为金属氧化物层，区别在于实施例中的技术方案正极设置在钙钛矿电池层上，负极设置在硅基异质结电池层下，对比例3的叠层太阳能电池采用现有技术的技术方案正极设置在硅基异质结电池层下，负极设置在该钙钛矿电池层上，实施例的电池效率分别为24.16、23.67和24.02明显高于对比例3的电池效率20.74，再次说明本发明的正极设置在钙钛矿电池层上，负极设置在硅基异质结电池层下的技术方案有利于提高钙钛矿/硅基异质结太阳能电池的电池效率。
[0111] 另一方面，对比例2和对比例3中的叠层太阳能电池的区别仅在于隧穿结的不同，对比例3的隧穿结为金属氧化物层，从表1中数据可以明显看出，对比例2的电池效率高于对比例3的电池效率，表明金属氧化物层作为隧穿结用于现有技术中正极设置在硅基异质结电池层下，负极设置在钙钛矿电池层上的叠层太阳能电池时不利于太阳能电池的效率提升。对比例1和实施例均采用本发明正极设置在钙钛矿电池层上，负极设置在硅基异质结电池层下的技术方案，区别仅在于对比例1的隧穿结由纳米硅n层和纳米硅p层组成的复合层形成，本实施例的隧穿结为金属氧化物，从表1的数据可知，实施例的电池效率高于对比例1的电池效率，表明在本发明正极设置在钙钛矿电池层上，负极设置在硅基异质结电池层下的技术方案中，金属氧化物层作为隧穿结具有更高的电池效率，金属氧化物层作为隧穿结适于本发明的技术方案的电池结构。
[0112] 所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
[0114] 本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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