【摘 要】
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叠层太阳电池,采用宽带隙顶电池结合窄带隙底电池,可减少高于带隙的高能量太阳光的热化损失,以及低于带隙的低能量太阳光不能被吸收的损失,提高电池光电转换效率（PCE）。近年来,以钙钛矿电池（PSC）为顶电池的叠层太阳电池光电转换效率快速提升,引起人们广泛关注。具有低渗透阈值厚度的超薄银（Ag）薄膜,因具有低损伤、低成本制备、优异光电特性等优点,是半透明钙钛矿电池的优选透明电极。然而,超薄银电极近红外波
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叠层太阳电池,采用宽带隙顶电池结合窄带隙底电池,可减少高于带隙的高能量太阳光的热化损失,以及低于带隙的低能量太阳光不能被吸收的损失,提高电池光电转换效率（PCE）。近年来,以钙钛矿电池（PSC）为顶电池的叠层太阳电池光电转换效率快速提升,引起人们广泛关注。具有低渗透阈值厚度的超薄银（Ag）薄膜,因具有低损伤、低成本制备、优异光电特性等优点,是半透明钙钛矿电池的优选透明电极。然而,超薄银电极近红外波段透过率较低,影响底电池及叠层电池光电转换效率。本论文采用Cu种子层策略,降低超薄Ag薄膜阈值厚度。进一步将其作为钙钛矿电池透明电极,研究半透明钙钛矿电池及叠层电池性能。全文主要内容如下:1.研究了Cu种子层对Ag薄膜生长行为及特性的影响。通过引入1 nm的Cu种子层,Ag薄膜的渗滤阈值厚度降低到5 nm。5 nm Ag薄膜具有低表面粗糙度（RMS=0.241 nm）,宽光谱高透过(Tave（400-1200 nm）=70.46%),高电导（Rs=32Ω/sq）等特性。然而,进一步将Cu种子层厚度从1 nm降低到0.5 nm,Ag薄膜特性几乎没有变化。2.将上述超薄Ag薄膜作为钙钛矿电池透明电极,并系统研究了Ag薄膜厚度对钙钛矿电池伏安性能及光学特性的影响。研究发现,采用Cu（1 nm）/Ag（6nm）电极的半透明PSC的PCE达到14.5%,为厚Ag电极参比电池PCE的88%。通过进一步引入Zn O光学耦合层,半透明PSC在800-1200 nm内平均透过率提高到58.6%,从而提高底电池光电转换效率。最后,采用半透明PSC顶电池和同质结晶硅底电池构成的四端叠层太阳电池PCE为19.0%,高于任一子电池。此外,还提出了将5 nm Ag电极结合Ag栅线,以及采用较高折射率的光耦合层等策略,以进一步提高叠层太阳电池的光电转换效率。
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