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公開番号2024028171
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-01
出願番号2023129758
出願日2023-08-09
発明の名称太陽電池
出願人天合光能股分有限公司,南京大学
代理人弁理士法人坂本国際特許商標事務所
主分類H10K 30/57 20230101AFI20240222BHJP()
要約【解決手段】第1電池と、第2電池とを備え、第1電池の第1光電変換層10と第2電池の第2光電変換層20との間に、第1電荷輸送層31と、透明導電層32と、第2電荷輸送層33と、多結晶シリコン層34とが設けられ、第2電荷輸送層が、多結晶シリコン層と透明導電層との間に設けられ、前記第2電荷輸送層と前記多結晶シリコン層との電荷輸送特性が同じである太陽電池に関する。本発明に係る太陽電池では、第1光電変換層と第2光電変換層との間に、第1電荷輸送層、透明導電層、第2電荷輸送層及び多結晶シリコン層が順次設けられ、特に、第2電荷輸送層の設置は、多結晶シリコン層を保護することができ、同一種類の電荷を効果的に輸送することができ、界面又は薄膜内部での再結合現象の発生を回避し、電池効率を効果的に向上させることができる。
【効果】本願の太陽電池は、構造が簡単で、製造プロセスが簡便で、コストが低いなどの特徴を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
太陽電池であって、
第1バンドギャップを有する第1光電変換材料を含む第1光電変換層を備える第１電池と、
第2バンドギャップを有する第2光電変換材料を含む第2光電変換層を備える第2電池と、を備え、
前記第1バンドギャップは、前記第2バンドギャップと等しくなく、
前記第1光電変換層と前記第2光電変換層との間には、第1電荷輸送層と、透明導電層と、第2電荷輸送層と、多結晶シリコン層とがこの順に設けられ、
前記第2電荷輸送層は、前記多結晶シリコン層と前記透明導電層との間に設けられ、
前記第2電荷輸送層は、前記多結晶シリコン層と同じ電荷輸送特性を有する
太陽電池。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記多結晶シリコン層の多結晶シリコンはp型多結晶シリコンであり、
前記第2電荷輸送層の構成材料は、p型電荷輸送材料である
請求項1に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記第1電荷輸送層の構成材料は、n型電荷輸送材料である
請求項2に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記多結晶シリコン層の多結晶シリコンはn型多結晶シリコンであり、
前記第2電荷輸送層の構成材料は、n型電荷輸送材料である
請求項1に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記第1電荷輸送層の構成材料は、p型電荷輸送材料である
請求項4に記載の太陽電池。
【請求項６】
前記p型電荷輸送材料は、NiO
x
（xは0.1～10）、CuFeO
2
、CuAlO
2
、CuSCN、Cu
2
O、WO
3
、CuI
2
、MoS
2
、FeS
2
、P
3
HT、Spiro-meoTAD、Poly-TBD、PFN、PEDOT:PSS、PTAA、Spiro-TTBから選択される1つ又は複数を含み、
前記n型電荷輸送材料は、TiO
2
、SnO
2
、ZnO、ZrO
2
、In
2
O
3
、CdS、CdSe、BaSnO
3
、Nb
2
O
5
、C60、PCBMから選択される1つ又は複数を含む
請求項３または請求項５に記載の太陽電池。
【請求項７】
前記第1電荷輸送層の厚さは、前記第2電荷輸送層の厚さよりも大きい
請求項１に記載の太陽電池。
【請求項８】
前記第1電荷輸送層の厚さは1-500nmである
請求項７に記載の太陽電池。
【請求項９】
前記第2電荷輸送層は、前記多結晶シリコン層の第2光電変換層から離れた表面に貼り合わされ、且つ前記多結晶シリコン層の上に位置し、
前記透明導電層は、前記第2電荷輸送層の第2光電変換層から離れた表面に貼り合わされ、且つ前記第2電荷輸送層の上に位置する
請求項1に記載の太陽電池。
【請求項１０】
前記透明導電層の厚さは、1-1000nmであり、
前記透明導電層の材料がTiO
2
、SnO
2
、ZnO、ZrO
2
、GZO、AZO、IZO、FTO、ITO、BaSnO
3
、TiドープSnO
2
、ZnドープSnO
2
から選択される1種又は複数種を含む
請求項1に記載の太陽電池。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願は、太陽電池に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、クリーンエネルギーとして現在広く使用されており、特に、カーボンニュートラル及び省エネルギーが国際社会の主流の傾向になるにつれて、太陽光発電は、クリーンエネルギーの重要な一環として、より多くの関心が得られている。しかしながら、現在の太陽電池の光利用効率は依然として理想状態に達しておらず、依然として太陽電池の構造を合理的に設計し、電池効率を向上させる必要がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
一態様において、本願の太陽電池は、第1バンドギャップを有する第1光電変換材料を含む第1光電変換層を備える第１電池と、第2バンドギャップを有する第2光電変換材料を含む第2光電変換層を備える第2電池と、を備え、前記第1バンドギャップは、前記第2バンドギャップと等しくなく、前記第1光電変換層と前記第2光電変換層との間には、第1電荷輸送層と、透明導電層と、第2電荷輸送層と、多結晶シリコン層とがこの順に設けられ、前記第2電荷輸送層は、前記多結晶シリコン層と前記透明導電層との間に設けられ、前記第2電荷輸送層は、前記多結晶シリコン層と同じ電荷輸送特性を有する。
【０００４】
別の態様において、本願の太陽電池を製造する方法は、第2バンドギャップを有する第2光電変換材料を含む第2光電変換層を有する第2電池を形成することと、前記第2光電変換層に、多結晶シリコン層、第2電荷輸送層、透明導電層及び第1電荷輸送層を順次形成することと、前記第2バンドギャップと等しくない第1バンドギャップを有する第1光電変換材料を含む第1光電変換層を有する第1電池を形成することとを含み、ここで、前記第2電荷輸送層は、熱蒸着法、原子層堆積法、快速プラズマ堆積法又は溶液法によって形成される。
【発明の効果】
【０００５】
本願の太陽電池は、第1光電変換層と第2光電変換層との間に、第1電荷輸送層、透明導電層、第2電荷輸送層及び多結晶シリコン層が順次設けられ、特に、第2電荷輸送層の設置は、多結晶シリコン層を保護することができ、同一種類の電荷を効果的に輸送することができ、界面又は薄膜内部での再結合現象の発生を回避し、電池効率を効果的に向上させることができる。本願の太陽電池は、構造が簡単で、製造プロセスが簡便で、コストが低いなどの特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本願の太陽電池の一実施形態の構造を示す模式図である。
実施例1及び比較例1で得られた太陽電池の電流密度-電圧の曲線を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面と実施例により本願をさらに詳しく説明する。これらの説明により、本願の特徴及び利点は、より明確になる。
【０００８】
ここで、用語「例示的」は、「例または実施例として使用される、あるいは説明的」ということを意味する。ここで、「例示的」として説明されるいずれかの実施例は、必ずしも他の実施例より優れていると解釈される必要はない。図面は実施例の種々の態様を示しているが、特に記載のない限り、図面は縮尺通りに描かれている必要はない。
【０００９】
また、以下に説明する本願の異なる実施形態に係る技術的特徴は、互いに矛盾しない限り互いに結合することができる。
【００１０】
本出願は、太陽電池を提供する。太陽電池は、第1バンドギャップを有する第1光電変換材料を含む第1光電変換層を備えた第１電池と、第２のバンドギャップを有する第２の光電変換材料を含む第２の光電変換層を備えた第2電池と、を含む。第1バンドギャップは、第2バンドギャップと等しくない。第1光電変換層と第2光電変換層との間には、第1電荷輸送層と、透明導電層と、第2電荷輸送層と、多結晶シリコン層とがこの順に設けられる。第2電荷輸送層は、多結晶シリコン層と透明導電層との間に設けられ、電荷輸送特性が多結晶シリコン層と同じである。第1電荷輸送層は、第1光電変換層と透明導電層との間に設けられ、電荷輸送特性が第2電荷輸送層と逆である。
（【００１１】以降は省略されています）

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