本發(fā)明涉及太陽能電池領(lǐng)域，特別是涉及一種疊層太陽能電池及其制備方法。

背景技術(shù)：
太陽光譜的能量分布較寬，一種半導(dǎo)體材料只能吸收能量比其能隙值高的光子。太陽光中能量較小的光子將透過電池而不能被利用；高能光子超出能隙寬度的多余能量，則通過光生載流子的能量熱釋作用傳給電池材料本身的點(diǎn)陣原子使材料本身發(fā)熱。這些能量都不能通過光生載流子傳給負(fù)載，變成有效的電能。因此單結(jié)太陽能電池的理論轉(zhuǎn)換效率的一般較低。于是出現(xiàn)了疊層太陽能電池，其一般由寬禁帶帶隙的頂電池單元、中間層和窄帶帶隙的底電池三部分依次層疊而成。疊層太陽能電池可以讓短波長的光被頂電池單元利用，波長較長的光透過頂電池單元被底電池單元利用，這樣就有可能最大限度地將光能變成電能，提高太陽能電池的理論轉(zhuǎn)換效率。將成本較低的鈣鈦礦電池和技術(shù)最成熟的硅電池結(jié)合制備疊層電池，被認(rèn)為是一種很有潛力的高效電池新技術(shù)。目前疊層太陽能電池的制備方法，大致有兩種，一種是機(jī)械疊層法，只是簡單的機(jī)械堆疊，不能充分發(fā)揮疊層太陽能電池的性能。于是出現(xiàn)了另一種方法，即一體化制作方法，具體地為先制作硅電池，然后以硅電池作為襯底沉積鈣鈦礦電池的各功能層。但是這種方法，最后形成鈣鈦礦電池，在形成鈣鈦礦電池時(shí)，其材料及其制備工藝的選擇均會(huì)受到硅底電池的限制，選擇不當(dāng)可使硅電池或鈣鈦礦電池造成損傷，從而影響疊層太陽能電池的性能，甚至無法制備出合格的疊層太陽能電池。例如，選擇異質(zhì)結(jié)太陽能電池作為底電池，選擇二氧化鈦致密層作為頂電池的電子傳輸層，由于異質(zhì)結(jié)太陽能電池不能兼容高溫?zé)Y(jié)工藝，而此時(shí)二氧化鈦致密層又需要高溫?zé)Y(jié)得到，這樣頂電池的制備勢必對異質(zhì)結(jié)太陽能電池造成嚴(yán)重?fù)p害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
基于此，有必要針對現(xiàn)有的疊層太陽電池中頂電池制備受到底電池的限制的問題，提供一種頂電池和底電池分開制備的疊層太陽能電池的制備方法。一種疊層太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：提供襯底，所述襯底具有犧牲層；在所述襯底的犧牲層上形成中間層以及鈣鈦礦電池模塊；通過水解將所述中間層及鈣鈦礦電池模塊從所述襯底上剝離，并轉(zhuǎn)移到硅電池模塊上；在所述鈣鈦礦電池模塊上形成外接電極。上述疊層太陽能電池的制備方法，采用先在襯底上制備鈣鈦礦電池模塊，然后將鈣鈦礦電池模塊剝離出來，并轉(zhuǎn)移到硅電池模塊上，形成一體化的疊層太陽能電池。頂?shù)纂姵氐闹苽浞珠_，相互不受影響，從而增加了電池中各功能層的材料選擇性以及制作工藝的選擇性，并且還可以兼容硅電池的絨面結(jié)構(gòu)。若在絨面結(jié)構(gòu)上直接制備鈣鈦礦電池，會(huì)使得鈣鈦礦光敏層的薄膜質(zhì)量嚴(yán)重下降而對鈣鈦礦電池造成嚴(yán)重?fù)p害。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述襯底通過如下方式制備：在硅片上生長二氧化硅層，然后電子束蒸發(fā)或熱蒸發(fā)沉積金屬以形成所述犧牲層；所述金屬選自Ni、Cu、或Ti。在其中一個(gè)實(shí)施例中，在水解之前，還包括在所述鈣鈦礦電池模塊外形成透明防水保護(hù)層。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)移以熱釋放膠帶作為轉(zhuǎn)移載體。在其中一個(gè)實(shí)施例中，在轉(zhuǎn)移之前，還包括在硅電池模塊的頂面上噴涂透明導(dǎo)電粘結(jié)劑。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述透明導(dǎo)電粘結(jié)劑為聚乙撐二氧噻吩。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述外接電極通過絲網(wǎng)印刷工藝形成。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述形成外接電極的步驟在轉(zhuǎn)移的步驟之后進(jìn)行。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述中間層為透明導(dǎo)電薄膜層。本發(fā)明還提供了一種疊層太陽能電池。一種疊層太陽能電池，其通過本發(fā)明所提供的疊層太陽能電池的制備方法制備。上述疊層太陽能電池，由于采用本發(fā)明所提供的制備方法，其各功能層的材料選擇性以及制作工藝的選擇性大大增加，并且還可以兼容硅電池的絨面結(jié)構(gòu)。附圖說明圖1為本發(fā)明一實(shí)施例在襯底上形成鈣鈦礦電池模塊后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的硅電池模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的疊層太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施方式，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施方式僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。一種疊層太陽能電池的制備方法，其包括如下步驟：S1、提供襯底，襯底具有犧牲層。參見圖1，具體地，襯底900包括基底910、以及形成在基底910上的犧牲層920；優(yōu)選地，襯底900還包括位于犧牲層920和基底910之間的過渡層930。優(yōu)選地，襯底900通過如下方式形成：在硅片上生長二氧化硅，然后用電子束蒸發(fā)或熱蒸發(fā)沉積金屬；在沉積過程中金屬與SiO2反應(yīng)生成金屬硅化物或金屬氧化物，從而形成犧牲層。也就是說，基底的材質(zhì)為硅，過渡層的材質(zhì)為二氧化硅，犧牲層的材質(zhì)為金屬與SiO2反應(yīng)生成金屬硅化物或金屬氧化物。其中，優(yōu)選地，金屬選自Ni、Cu、或Ti。在本實(shí)施例中，金屬為Ni。本發(fā)明對生長二氧化硅的厚度沒有特殊限制。在本實(shí)施例中，二氧化硅的生長厚度為300nm。優(yōu)選地，金屬的沉積厚度為3～10nm。這樣既可以節(jié)約沉積時(shí)間，又可以形成良好的犧牲層。在本實(shí)施例中，金屬的沉積厚度為3nm。本發(fā)明的襯底可重復(fù)使用。重復(fù)使用時(shí)，只需沉積金屬重新形成犧牲層920即可。S2、在襯底900的犧牲層920上形成中間層300以及鈣鈦礦電池模塊100’。其中，中間層300優(yōu)選為透明導(dǎo)電薄膜層。更優(yōu)選地，中間層300采用PVD物理氣相沉積、或RPD活性等離子體沉積。在本實(shí)施例中，中間層300的制作為：在犧牲層920上RPD沉積ITO。其中，在中間層300上形成鈣鈦礦電池模塊100’的具體步驟包括：在中間層300上形成電子傳輸層160；在電子傳輸層160上形成光敏層110；在光敏層110上形成空穴傳輸層120；在空穴傳輸層120上形成保護(hù)層130；在保護(hù)層130上形成第一透明導(dǎo)電薄膜層140。更優(yōu)選地，在中間層300上形成鈣鈦礦電池模塊100’的具體步驟為：在中間層300上噴涂鈦酸異丙酯溶液，然后在500℃下燒結(jié)30min，形成TiO2致密薄膜(即電子傳輸層160)。在TiO2致密薄膜上化學(xué)噴涂或熱蒸發(fā)形成鈣鈦礦薄膜(即光敏層110)。在鈣鈦礦薄膜上化學(xué)噴涂形成Spiro-OMeTAD(即空穴傳輸層120)，接著熱蒸發(fā)形成非化學(xué)計(jì)量比的氧化鉬MoOx(即保護(hù)層130)，最后沉積第一透明導(dǎo)電薄膜層140。當(dāng)然，可以理解的是，本發(fā)明鈣鈦礦電池模塊100’的形成步驟并不局限于上述形式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況做適當(dāng)調(diào)整。S3、通過水解將中間層300及鈣鈦礦電池模塊100’從襯底上剝離，并轉(zhuǎn)移到硅電池模塊上。為了保護(hù)鈣鈦礦電池模塊100’不受水解影響，優(yōu)選地，在水解之前，在鈣鈦礦電池模塊100’外形成透明防水保護(hù)層。更優(yōu)選地，透明防水保護(hù)層采用ProTeK，透明防水保護(hù)層通過噴涂的方式形成。為了方便轉(zhuǎn)移，在轉(zhuǎn)移時(shí)優(yōu)選采用熱釋放膠帶作為轉(zhuǎn)移載體。具體地，在形成透明防水保護(hù)層的鈣鈦礦電池模塊100’上粘貼熱釋放膠帶。當(dāng)然，可以理解的是，在熱釋放膠帶具有防水功能的情況下，也可以不包括形成透明防水層的步驟。優(yōu)選地，在水解之前，將熱釋放膠帶粘貼在透明防水保護(hù)層上。這樣更加便于水解操作。其中，水解操作是將襯底和鈣鈦礦電池模塊100’整體浸入水中，水從兩側(cè)滲透進(jìn)入犧牲層920，犧牲層920中金屬的硅化物或氧化物與水發(fā)生水解，從而犧牲層920溶解，中間層300與襯底分離，即實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦電池模塊100’從襯底上剝離。其中，參見圖2，本實(shí)施例的硅電池模塊200具體包括：晶體硅片210，依次位于晶體硅片210的一側(cè)(圖2中的上側(cè))上的第一本征層220、第一摻雜非晶硅層230、第三透明導(dǎo)電薄膜層250；以及依次位于晶體硅片210的另一側(cè)(圖1中的下側(cè))的第二本征層260、第二摻雜非晶硅層270、第四透明導(dǎo)電薄膜層280、及第二電極290。當(dāng)然，可以理解的是，本發(fā)明對硅電池模塊及其制備方法均沒有特殊限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的硅電池模塊以及其制備方法。其中，轉(zhuǎn)移的具體步驟為：以熱釋放膠帶為支撐，將鈣鈦礦電池模塊通過透明導(dǎo)電粘結(jié)劑粘貼在硅電池模塊上。優(yōu)選地，事先在硅電池模塊200的頂面噴涂聚乙撐二氧噻吩(PEDOT，Poly(3,4-ethylenedioxythiophene))，然后將鈣鈦礦電池模塊100’粘結(jié)在硅電池模塊200上?？梢岳斫獾氖?，透明導(dǎo)電粘結(jié)劑還可以是其他透明導(dǎo)電高分子材料。在轉(zhuǎn)移完畢之后，加熱熱釋放膠帶，將熱釋放膠帶從鈣鈦礦電池模塊100’的頂面撕除剝離。S5、在鈣鈦礦電池模塊100’的頂面形成外接電極190。優(yōu)選地，外接電極190可以通過絲印或熱蒸發(fā)形成。當(dāng)然，可以理解的是，步驟S5還可以在步驟S3之前，即在水解之前，在形成鈣鈦礦電池模塊100’之后緊接著形成外接電極190。最后形成疊層太陽能電池見圖3。上述疊層太陽能電池的制備方法，采用現(xiàn)在襯底上制備鈣鈦礦電池模塊，然后將鈣鈦礦電池模塊剝離出來，并轉(zhuǎn)移到硅電池模塊上，形成一體化的疊層太陽能電池。頂?shù)纂姵氐闹苽浞珠_，相互不受影響，從而增加了電池中各功能層的材料選擇性以及制作工藝的選擇性，并且還可以兼容硅電池的絨面結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還提供了一種疊層太陽能電池。一種疊層太陽能電池，其通過本發(fā)明所提供的疊層太陽能電池的制備方法制備。上述疊層太陽能電池，由于采用本發(fā)明所提供的制備方法，其各功能層的材料選擇性以及制作工藝的選擇性大大增加，并且還可以兼容硅電池的絨面結(jié)構(gòu)。上述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。