本技術(shù)涉及電池,具體涉及太陽能電池組件及其制備方法和太陽能電池。
背景技術(shù):
1、光伏技術(shù)作為十分有潛力的可再生能源技術(shù),受到越來越廣泛地關(guān)注和應(yīng)用。目前光伏組件以晶體硅太陽能電池為主,受限于晶體硅太陽能電池表面陷光結(jié)構(gòu)與減反射薄膜,晶體硅電池及組件通常呈現(xiàn)藍色、深藍色、藍黑色或黑色。隨著光伏組件應(yīng)用場景日益增多、大眾對美學(xué)需求的日益提升,傳統(tǒng)單一顏色的晶體硅太陽能電池難以滿足特定市場的需求,彩色光伏器件應(yīng)運而生。然而,受限于相關(guān)技術(shù),目前的彩色光伏器件仍不能滿足需求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、有鑒于此,本技術(shù)實施例提供了一種太陽能電池組件及其制備方法和太陽能電池。
2、本技術(shù)第一方面提供了一種太陽能電池組件,包括:
3、第一電池單元和第二電池單元,第一電池單元位于第二電池單元的一側(cè);第一電池單元包括依次層疊設(shè)置的第一載流子傳輸層、第一光活性層、第二載流子傳輸層和第一電極層,第一光活性層位于第一載流子傳輸層背離第二電池單元的一側(cè);
4、光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu),位于第一光活性層靠近第二電池單元的一側(cè),用于使太陽能電池組件呈現(xiàn)彩色,光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)導(dǎo)電,且光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括向列型液晶。
5、在一個實施例中,光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括依次層疊設(shè)置的第一配相層、光學(xué)調(diào)節(jié)層和第二配相層,光學(xué)調(diào)節(jié)層位于第二配相層背離第一光活性層的一側(cè),光學(xué)調(diào)節(jié)層包括向列型液晶;
6、優(yōu)選地,光學(xué)調(diào)節(jié)層具有第一顏色;
7、優(yōu)選地,形成光學(xué)調(diào)節(jié)層的材料包括向列型液晶、旋光劑和第一顏料;
8、優(yōu)選地,第一顏色與第一顏料的顏色相同;
9、優(yōu)選地,形成光學(xué)調(diào)節(jié)層的材料還包括高分子單體和高分子預(yù)聚物中的至少一種;
10、優(yōu)選地,光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)反射的光的波長范圍為450nm~800nm;
11、優(yōu)選地,向列型液晶包括膽固醇型液晶;
12、優(yōu)選地,旋光劑包括左旋旋光劑和/或右旋旋光劑;
13、優(yōu)選地,第一光活性層包括鈣鈦礦;
14、優(yōu)選地,第一電極層透明;
15、優(yōu)選地,光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)透明;
16、優(yōu)選地,第一電池單元吸收的光的波長范圍與第二電池單元吸收的光的波長范圍不同或者部分重疊;
17、優(yōu)選地,第一電池單元位于第二電池單元的入光側(cè),光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)反射的光的波長范圍與第二電池單元吸收的光的波長范圍不同或者部分重疊。
18、在一個實施例中,第一配相層具有第二顏色,第二配相層具有第三顏色;
19、優(yōu)選地,第一配相層、光學(xué)調(diào)節(jié)層和第二配相層的顏色互不相同;
20、優(yōu)選地,第一配相層包括第一高分子材料、第一導(dǎo)電材料和第二顏料;
21、優(yōu)選地,第二配相層包括第二高分子材料、第二導(dǎo)電材料和第三顏料;
22、優(yōu)選地,第一導(dǎo)電材料包括納米銀顆粒和納米銀線中的至少一種;和/或,第二導(dǎo)電材料包括納米銀顆粒和納米銀線中的至少一種。
23、在一個實施例中,第二電池單元包括依次層疊設(shè)置的第三載流子傳輸層、第二光活性層、第四載流子傳輸層和第二電極層,第三載流子傳輸層位于第二光活性層靠近第一電池單元的一側(cè);
24、優(yōu)選地,第二光活性層包括晶體硅;
25、優(yōu)選地,第三載流子傳輸層靠近第一電池單元的一側(cè)具有第一凹凸結(jié)構(gòu);
26、優(yōu)選地,第一凹凸結(jié)構(gòu)包括第一凹部和第一凸部,光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)位于第一電池單元和第二電池單元之間,第一配相層位于第三載流子傳輸層靠近第一電池單元的一側(cè),第一配相層包括設(shè)于第一凸部處的第一峰部和設(shè)于第一凹部處的第一谷部,光學(xué)調(diào)節(jié)層位于第一谷部中,第二配相層位于光學(xué)調(diào)節(jié)層靠近第一電池單元的一側(cè),且第二配相層位于相鄰第一峰部之間;
27、優(yōu)選地,沿平行于第一電池單元指向第二電池單元的方向上,第一峰部與第一谷部之間的最大距離大于第二配相層的厚度與光學(xué)調(diào)節(jié)層的厚度之和;
28、優(yōu)選地,沿平行于第一電池單元指向第二電池單元的方向上,第一峰部與第一谷部之間的最大距離為500nm~2000nm;光學(xué)調(diào)節(jié)層的最大厚度為50nm~300nm;
29、優(yōu)選地,第一載流子傳輸層與第一配相層部分接觸;
30、優(yōu)選地,第一配相層的導(dǎo)電性大于光學(xué)調(diào)節(jié)層的導(dǎo)電性,光學(xué)調(diào)節(jié)層的導(dǎo)電性大于第二配相層的導(dǎo)電性。
31、在一個實施例中,第一電池單元還包括第三電極層,第一載流子傳輸層位于第三電極層背離第二電池單元的一側(cè),光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)位于第三電極層與第一光活性層之間;
32、優(yōu)選地,光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)位于第三電極層與第一載流子傳輸層之間,和/或,光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)位于第一載流子傳輸層與第一光活性層之間;
33、優(yōu)選地,第二電池單元包括依次層疊設(shè)置的第四電極層、第三載流子傳輸層、第二光活性層、第四載流子傳輸層和第二電極層,第四電極層位于第三載流子傳輸層靠近第一電池單元的一側(cè),第四電極層與第三電極層間隔設(shè)置;
34、優(yōu)選地,第三電極層和第四電極層均透明。
35、本技術(shù)第二方面提供了一種太陽能電池組件,包括:
36、襯底;
37、層疊設(shè)置的第三電極層、第一載流子傳輸層、第一光活性層、第二載流子傳輸層和第一電極層,第三電極層位于第一載流子傳輸層靠近襯底的一側(cè);第一光活性層包括鈣鈦礦;
38、光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu),位于第一光活性層靠近襯底的一側(cè),用于使太陽能電池組件呈現(xiàn)彩色,光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)導(dǎo)電,且光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括向列型液晶。
39、在一個實施例中,光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括層疊的第一配相層、光學(xué)調(diào)節(jié)層和第二配相層,第一配相層位于光學(xué)調(diào)節(jié)層靠近襯底的一側(cè),光學(xué)調(diào)節(jié)層包括向列型液晶;
40、優(yōu)選地,光學(xué)調(diào)節(jié)層具有第一顏色;
41、優(yōu)選地,形成光學(xué)調(diào)節(jié)層的材料包括向列型液晶、旋光劑和第一顏料;
42、優(yōu)選地,形成光學(xué)調(diào)節(jié)層的材料還包括高分子單體和高分子預(yù)聚物中的至少一種;
43、優(yōu)選地,向列型液晶包括膽固醇型液晶;
44、優(yōu)選地,旋光劑包括左旋旋光劑和/或右旋旋光劑;
45、優(yōu)選地,第一電極層透明;
46、優(yōu)選地,光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)透明;
47、優(yōu)選地,第一配相層具有第二顏色,第二配相層具有第三顏色;
48、優(yōu)選地,第一配相層、光學(xué)調(diào)節(jié)層和第二配相層的顏色互不相同;
49、優(yōu)選地,第一配相層包括第一高分子材料、第一導(dǎo)電材料和第二顏料;
50、優(yōu)選地,第二配相層包括第二高分子材料、第二導(dǎo)電材料和第三顏料;
51、優(yōu)選地,光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)位于第一載流子傳輸層與第三電極層之間,和/或,光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)位于第一載流子傳輸層與第一光活性層之間,和/或,光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)位于襯底與第三電極層之間。
52、本技術(shù)第三方面提供了一種太陽能電池組件,包括:
53、依次層疊設(shè)置的第四電極層、第三載流子傳輸層、第二光活性層、第四載流子傳輸層和第二電極層;第二光活性層包括晶體硅;
54、光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu),位于第四電極層背離第三載流子傳輸層的一側(cè),用于使太陽能電池組件呈現(xiàn)彩色,光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)導(dǎo)電,且光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括向列型液晶。
55、在一個實施例中,光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括層疊的第一配相層、光學(xué)調(diào)節(jié)層和第二配相層,第一配相層位于光學(xué)調(diào)節(jié)層靠近第四電極層的一側(cè),光學(xué)調(diào)節(jié)層包括向列型液晶;
56、優(yōu)選地,光學(xué)調(diào)節(jié)層具有第一顏色;
57、優(yōu)選地,形成光學(xué)調(diào)節(jié)層的材料包括向列型液晶、旋光劑和第一顏料;
58、優(yōu)選地,形成光學(xué)調(diào)節(jié)層的材料還包括高分子單體和高分子預(yù)聚物中的至少一種;
59、優(yōu)選地,向列型液晶包括膽固醇型液晶;
60、優(yōu)選地,旋光劑包括左旋旋光劑和/或右旋旋光劑;
61、優(yōu)選地,光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)透明;
62、優(yōu)選地,第一配相層具有第二顏色,第二配相層具有第三顏色;
63、優(yōu)選地,第一配相層、光學(xué)調(diào)節(jié)層和第二配相層的顏色互不相同;
64、優(yōu)選地,第一配相層包括第一高分子材料、第一導(dǎo)電材料和第二顏料;
65、優(yōu)選地,第二配相層包括第二高分子材料、第二導(dǎo)電材料和第三顏料;
66、優(yōu)選地,第四電極層背離第三載流子傳輸層的一側(cè)具有第二凹凸結(jié)構(gòu);
67、優(yōu)選地,第二凹凸結(jié)構(gòu)包括第二凹部和第二凸部,第一配相層位于第四電極層背離第三載流子傳輸層的一側(cè),第一配相層包括設(shè)于第二凸部處的第二峰部和設(shè)于第二凹部處的第二谷部,光學(xué)調(diào)節(jié)層位于第二谷部中,第二配相層位于光學(xué)調(diào)節(jié)層背離第三載流子傳輸層的一側(cè),且第二配相層位于相鄰第二峰部之間;
68、優(yōu)選地,沿平行于第二電極層指向第四電極層的方向上,第二峰部與第二谷部之間的最大距離大于第二配相層的厚度與光學(xué)調(diào)節(jié)層的最大厚度之和;
69、優(yōu)選地,沿平行于第二電極層指向第四電極層的方向上,第二峰部與第二谷部之間的最大距離為500nm~2000nm;光學(xué)調(diào)節(jié)層的最大厚度為50nm~300nm。
70、本技術(shù)第四方面提供了一種太陽能電池組件的制備方法,包括:
71、制備第二電池單元;
72、在第二電池單元的一側(cè)制備光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu);
73、在光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)背離第二電池單元的一側(cè)制備第一電池單元;
74、光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)導(dǎo)電,用于使太陽能電池組件呈現(xiàn)彩色,且光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括向列型液晶。
75、在一個實施例中,制備第二電池單元的步驟中,包括:
76、在第二光活性層的靠近第一電池單元的一側(cè)制備第三載流子傳輸層,在第二光活性層的背離第一電池單元的一側(cè)依次制備第四載流子傳輸層和第二電極層;第三載流子傳輸層靠近第一電池單元的一側(cè)具有第一凹凸結(jié)構(gòu),第一凹凸結(jié)構(gòu)包括第一凹部和第一凸部;
77、優(yōu)選地,在第二電池單元的一側(cè)制備光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的步驟中,包括:
78、在第三載流子傳輸層的一側(cè)制備第一配相層,第一配相層包括設(shè)于第一凸部處的第一峰部和設(shè)于第一凹部處的第一谷部;
79、在第一谷部中制備光學(xué)調(diào)節(jié)層;
80、在光學(xué)調(diào)節(jié)層的背離第二電池單元的一側(cè)制備第二配相層,第二配相層位于相鄰第一峰部之間。
81、本技術(shù)第五方面提供了一種太陽能電池組件的制備方法,包括:
82、分別制備第一電池單元和第二電池單元,其中,制備第一電池單元的步驟中,包括:
83、在襯底的一側(cè)依次制備層疊設(shè)置的第一載流子傳輸層、第一光吸收層、第二載流子傳輸層和第一電極層;
84、將第一電池單元置于第二電池單元的一側(cè),襯底位于第一載流子傳輸層靠近第二電池單元的一側(cè);
85、其中,在襯底的一側(cè)制備第一載流子傳輸層的步驟之后,在第一載流子傳輸層背離第二電池單元的一側(cè)制備第一光活性層的步驟之前,還包括:在第一載流子傳輸層背離第二電池單元的一側(cè)制備光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu);
86、光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)導(dǎo)電,用于使太陽能電池組件呈現(xiàn)彩色,且光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括向列型液晶。
87、本技術(shù)第六方面提供了一種太陽能電池,包括上述的太陽能電池組件,或者,包括上述的制備方法制備得到的太陽能電池組件。
88、根據(jù)本技術(shù)實施例提供的太陽能電池組件,光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)中的向列型液晶可以反射可見光,例如可以反射450nm~800nm波段的光,使得太陽能電池組件可以呈現(xiàn)一定的顏色,利于實現(xiàn)太陽能電池組件的彩色化;而且,光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)位于第一電池單元中第一光活性層靠近第二電池單元的一側(cè),光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)反射的光線的一部分還可以被第一光活性層吸收利用,利于提高第一電池單元的光利用率;另外,在太陽能電池組件工作的過程中,不同的光照強度下太陽能電池組件產(chǎn)生的電流不同,施加在光學(xué)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)兩側(cè)的電壓也不同,向列型液晶在不同的電壓下會反射不同的波長的光線,使得太陽能電池組件在不同的光照強度下會顯示不同的顏色。