硅基子电池与包括有碳含量受控的的制作方法-尊龙凯时官方app下载

文档序号:36497291发布日期:2023-12-27 19:42阅读:来源:国知局

技术特征:
1.
一种串联光伏器件,所述串联光伏器件以如下层叠顺序包括:
a/
硅基子电池
a
,所述硅基子电池至少包括:-衬底,所述衬底由例如单晶硅或多晶硅,特别是
n
型或
p
型掺杂的晶体硅制成;以及-至少一个层,所述至少一个层不同于所述衬底,由
n

p
掺杂的非晶硅或多晶硅制成;以及
b/
钙钛矿基子电池
b
,所述钙钛矿基子电池至少包括:-n
型导电层或半导体层;-p
型导电层或半导体层;以及-钙钛矿型层,所述钙钛矿型层从光伏角度来看是活性的,插入在所述
n
型导电层或半导体层与所述
p
型导电层或半导体层之间,其中,所述
n
型导电层或半导体层基于
n
型金属氧化物的单独化纳米颗粒,并且具有低于或等于
20
%的原子碳含量,活性层与所述
n
型金属氧化物的单独化纳米颗粒接触
。2.
根据前一项权利要求所述的串联光伏器件,其中,所述子电池
a
是硅异质结子电池或隧穿氧化物钝化接触
topcon
型架构子电池
。3.
根据权利要求1或2所述的串联光伏器件,其中,所述子电池
a
是硅异质结子电池,所述硅异质结子电池特别地以如下堆叠顺序包括:-第一电极,所述第一电极表示为
e1
a
;-由
n
掺杂的或
p
掺杂的非晶硅制成的层;-有利地,基于本征非晶硅的用作钝化层的层;-由晶体硅,特别是单晶硅,特别是
n
型掺杂的硅制成的所述衬底;-有利地,基于本征非晶硅的用作钝化层的层;-由
p
掺杂的或
n
掺杂的非晶硅制成的层;以及-可选地,第二电极
e2
a
。4.
根据权利要求1或2所述的串联光伏器件,其中,所述子电池
a
是隧穿氧化物钝化接触
topcon
型架构子电池,所述子电池特别地包括:-由
n

p
掺杂的晶体硅制成的所述衬底;-在旨在形成串联光伏器件的背面的衬底的面处,由高
n


p

掺杂的多晶硅制成的层,由高掺杂的多晶硅制成的所述层通过由称为“隧穿氧化物”的氧化物制成的钝化层与所述衬底隔开,所述氧化物特别是氧化硅
sio
x
或氧化铝
alo
x
,氧化硅
sio
x
特别是
sio2;-在所述衬底的相对面的一侧上,由高
p


n

掺杂的晶体硅或多晶硅制成的与所述衬底的电气类型相反的至少一个层
。5.
根据前述权利要求中任一项所述的串联光伏器件,其中,所述
n
型金属氧化物纳米颗粒选自以下各项的颗粒:氧化锌
、x
介于1至2之间的氧化钛
tio
x

氧化锡

掺杂的氧化锌

掺杂的氧化钛

以及它们的混合物,其中,掺杂的氧化锌例如为掺杂铝的氧化锌

掺杂铟的氧化锌

掺杂镓的氧化锌,掺杂的氧化钛例如为掺杂有氮





钨或锰的氧化钛;特别是选自氧化锡纳米颗粒

掺杂的氧化锌纳米颗粒以及它们的混合物,特别地,掺杂的氧化锌纳米颗粒是掺杂铝的氧化锌
。6.
根据前述权利要求中任一项所述的串联光伏器件,其中,所述金属氧化物纳米颗粒具有的平均颗粒尺寸介于
2nm

100nm
之间,特别地介于
5nm

50nm
之间,特别地介于
5nm

20nm
之间,更特别地介于
8nm

15nm
之间
。7.
根据前述权利要求中任一项所述的串联光伏器件,其中,所述子电池
b
的所述
n
型导电层或半导体层具有的原子碳含量低于或等于
17
%,优选地低于或等于
15
%,特别地介于0%至
15
%之间
。8.
根据前述权利要求中任一项所述的串联光伏器件,其中,所述子电池
b
的所述钙钛矿型活性层由式为
abx3的钙钛矿材料形成,其中:
.a
代表阳离子,或者金属阳离子或有机阳离子的组合;
.b
代表一种或多种金属元素,诸如铅



铋和锑;以及
.x
代表一种或多种阴离子,特别是代表一种或多种卤化物,更特别地选自氯化物

溴化物

碘化物以及它们的混合物;所述钙钛矿材料特别是式为
cs
x
fa
1-x
pb(i
1-y
br
y
)3的钙钛矿材料,其中
x<0.17

0<y<1
以及
fa
表示甲脒阳离子
。9.
根据前述权利要求中任一项所述的串联光伏器件,其中,所述钙钛矿基子电池
b
以如下堆叠顺序包括:-可选地,第一电极
e1
b
;-在
nip
结构的情况下为
n
型或在
pin
结构的情况下为
p
型的所述下导电层或下半导体层;-所述钙钛矿型活性层;-在
nip
结构的情况下为
p
型或在
pin
结构的情况下为
n
型的所述上导电层或上半导体层,所述
n
型层基于
n
型金属氧化物的单独化纳米颗粒,并且具有低于或等于
20
%的原子碳含量;-称为上电极的透明第二电极
e2
b
,更具体地由金属化的透明导电氧化物制成的层形成的透明第二电极
。10.
根据权利要求3以及5至9中任一项所述的串联光伏器件,所述器件是具有
2t
结构的
het/
钙钛矿型器件,所述器件以如下层叠顺序至少包括:-根据权利要求3所述的子电池
a
,所述子电池以如下层叠顺序包括:
.
表示为
e1
a
的所述第一电极,特别是由金属化的导电透明层形成的第一电极;
.

n
掺杂的或
p
掺杂的非晶硅制成的所述层,优选地由
n
掺杂的或
p
掺杂的氢化非晶硅制成的所述层;
.
有利地,基于本征非晶硅的所述层,优选地基于氢化非晶硅的所述层,用作钝化层;
.
由晶体硅制成的所述衬底,特别是由单晶硅制成的所述衬底,以及特别是由
n
型掺杂的硅制成的所述衬底;
.
有利地,基于本征非晶硅的所述层,优选地基于氢化非晶硅“a-sih(i)”的所述层,用作钝化层;
.

p
掺杂的或
n
掺杂的非晶硅制成的所述层,优选地由
p
掺杂的或
n
掺杂的氢化非晶硅制成的所述层;-称为“再结合层”的导电中间层或半导体中间层;-根据权利要求9所述的子电池
b
,所述子电池以如下层叠顺序包括:
.

nip
结构的情况下为
n
型或在
pin
结构的情况下为
p
型的所述下导电层或下半导体层;
.
所述钙钛矿型活性层;
.

nip
结构的情况下为
p
型或在
pin
结构的情况下为
n
型的所述上导电层或上半导体层,以及
.
称为上电极的所述第二电极
e2
b
,特别是由金属化的透明导电氧化物层形成的所述第二电极
。11.
根据前述权利要求中任一项所述的器件,其特征在于,所述
n
型金属氧化物的单独化纳米颗粒由
sno2制成
。12.
一种制造根据权利要求1至
11
中任一项所述的串联光伏器件的方法,所述方法至少包括以下步骤:
(a)
制造所述硅基子电池
a
;以及
(b)
经由以下至少一个步骤制造所述子电池
b
:在低于或等于
150℃
的温度下并且在经调节以在所述
n
层中获得期望的低于或等于
20
%的原子碳含量的操作条件下,由
n
型金属氧化物纳米颗粒在溶剂介质中的分散体形成所述
n
型导电层或半导体层;以及在
n
型金属氧化物纳米颗粒的表面上形成活性层
。13.
根据前一项权利要求所述的方法,其中,所述
n
型导电层或半导体层在低于或等于
120℃
,特别是低于或等于
100℃
,特别是低于或等于
80℃
,优选地低于或等于
50℃
的温度下形成,更特别地在室温下形成
。14.
根据权利要求
12

13
所述的方法,其中,所述
n
型导电层或半导体层中的碳含量通过调节所实施的金属氧化物纳米颗粒的分散体的碳前体化合物的水平来进行控制,特别是通过实施经由纳米颗粒的表面电势而稳定的金属氧化物纳米颗粒的分散体来进行控制
。15.
根据权利要求
12

14
中任一项所述的方法,其中,所述
n
型导电层或半导体层中的碳含量通过在沉积金属氧化物纳米颗粒的所述分散体之后和沉积上覆层之前对
n
型层进行用于消除碳的处理来进行控制,所述处理特别是通过
uv
照射
、uv-臭氧

用臭氧和
/
或通过等离子体进行处理,特别是通过氧化等离子体进行处理;优选地通过
uv
照射
、uv-臭氧和
/
或用臭氧进行处理


技术总结
本发明涉及一种串联光伏器件,该串联光伏器件以如下层叠顺序包括:


技术研发人员:马蒂厄
受保护的技术使用者:三阳有限责任公司
技术研发日:2021.10.25
技术公布日:2023/12/26
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