一种钙钛矿太阳能电池模块制造技术

本发明专利技术的一种钙钛矿太阳能电池模块，包括：导电基底、钙钛矿吸光层和对电极；在导电基底和钙钛矿吸光层之间设有空穴阻挡层、电子传输层和绝缘层；在对电极和钙钛矿吸光层之间设有空穴传输层，在导电基底上还排布有用于收集电子的导电柵线和总栅线；在导电基底上设有多个形成为并联结构的钙钛矿太阳能电池单元，钙钛矿太阳能电池单元间由连接线连接，连接线与导电基底之间设有绝缘层，导电柵线汇总于总栅线作为电池的一个电极，钙钛矿太阳能电池单元间由连接线连接汇总作为电池的另一个电极。由此，能降低电池的串联电阻，提高了电池工作电流，增加电池有效面积。

【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿太阳能电池模块
本专利技术涉及太阳能电池领域，具体涉及一种钙钛矿太阳能电池模块。
技术介绍
在过去10年里，钙钛矿太阳能电池因其十分突出的优点而发展迅速，具体地，钙钛矿太阳能电池制作简单、成本较低，可制备柔性、透明电池。同时，其还具有较为适宜的带隙宽度，可通过改变其带隙来控制电池的颜色，制备彩色电池。再者，其电荷扩散长度高达微米级，电荷寿命较长。另外，其独特的缺陷特性，使钙钛矿晶体材料既可呈现n型半导体的性质，也可呈现p型半导体的性质，因而其应用更加多样化。因此，钙钛矿太阳能电池及相关材料已成为光伏领域研究方向，目前获得了超过23％的光电转换效率，能大幅降低太阳能电池的使用成本，应用前景十分广阔。钙钛矿太阳能电池主要由三部分组成：透明导电电极、钙钛矿吸光层以及对电极。在钙钛矿电池中，由于钙钛矿材料本身空穴传输能力有限，需要在钙钛矿层与电极之间插入一层空穴传输材料以获得更高的能量转换效率。普通结构中，透明导电电极的导电基底和钙钛矿吸光层中间有电子传输层和空穴阻挡层，对电极和钙钛矿吸光层中有空穴传输层。目前钙钛矿太阳能电池的产业化是面临的一个重要问题，而钙钛矿太阳能电池组件使用的均是小电池通过串并联的方式制作成大组件，由此会带来额外的工艺工序，例如：多片电池间的导线引出、互相连接、摆放和最终层压等。再者，还会引入额外的电阻，例如导线或接头处的电阻等，从而导致电池性能降低。因此，在单基板上制作数个单元电池的串并联成为钙钛矿太阳能电池的产业化的重要途径。相对于此，专利文献1公开了一种单节钙钛矿太阳能电池及其钙钛矿太阳能电池模块，并且专利文献2公开了一种钙钛矿太阳能电池模块及其制备方法。上述方法虽然提供了由单节钙钛矿太阳能电池串联而成的钙钛矿太阳能电池模块，但模块内部的串联结构会导致串联电阻较大，并且需要刻蚀线，开口率小，生产使用时存在弊端。现有技术文献：专利文献：专利文献1：中国专利公开CN106784321A；专利文献2：中国专利公开CN106910827A。
技术实现思路
专利技术要解决的问题：鉴于以上存在的问题，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种由多个电池单元并联而形成的大面积的单基板的钙钛矿太阳能电池模块。解决问题的手段：为了解决上述技术问题，本专利技术的钙钛矿太阳能电池模块，包括：导电基底、钙钛矿吸光层和对电极；在所述导电基底和所述钙钛矿吸光层之间设有空穴阻挡层、电子传输层和绝缘层；在所述对电极和所述钙钛矿吸光层之间设有空穴传输层，在所述导电基底上还排布有用于收集电子的导电柵线和总栅线；在所述导电基底上设有多个形成为并联结构的钙钛矿太阳能电池单元，所述钙钛矿太阳能电池单元间由连接线连接，所述连接线与所述导电基底之间设有所述绝缘层，所述导电柵线汇总于所述总栅线作为电池的一个电极，所述钙钛矿太阳能电池单元间由所述连接线连接汇总作为电池的另一个电极。根据本专利技术，能够在大面积的单基板上，对数个钙钛矿太阳能电池单元进行的并联连接，在一整片导电基底上是一个由多个钙钛矿太阳能电池单元并联而成的钙钛矿太阳能电池模块。即、通过使钙钛矿太阳能电池彼此间在单基板上形成为并联结构，与以往的串联结构相比能降低电池的串联电阻，提高了电池工作电流，增加电池有效面积。而绝缘层可以将电池正负极隔开，从而实现稳定的并联结构。又，在本专利技术中，也可以是，每个所述钙钛矿太阳能电池单元包括空穴阻挡层、电子传输层、绝缘层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和对电极；所述钙钛矿太阳能电池单元之间互相隔开，所述导电柵线设于所述钙钛矿太阳能电池单元的间隙中；所述绝缘层设于所述对电极与所述导电基底中间隔开所述钙钛矿太阳能电池单元的两极，从而在所述导电基底上形成并联结构。又，在本专利技术中，也可以是，所述钙钛矿太阳能电池单元为方形、圆形、多边形、或为具有图案和花纹。又，在本专利技术中，也可以是，所述钙钛矿太阳能电池单元为方形时，宽度为5～15mm，长度大于10mm，列间距0.05～0.6mm，行间距0.06～1.2mm，所述连接线由对电极材料连接在所述钙钛矿太阳能电池单元间形成，其宽度大于10μm。该宽度通常取决于对电极导电性能，但应大于10μm。又，在本专利技术中，也可以是，所述导电柵线的材料为金属，包括金、银、铜和铝中至少一种；所述导电柵线和所述总栅线为不同材料时导电性能不同。又，在本专利技术中，也可以是，所述导电柵线的宽度为0.01mm～0.5mm，厚度为0.1μm～30μm，与所述钙钛矿太阳能电池单元至少间隔10μm；所述总栅线的宽度为0.02mm～1mm，厚度为0.1μm～30μm，与所述钙钛矿太阳能电池单元至少间隔10μm。根据本专利技术，导电柵线和总栅线电阻远小于导电基底，导电柵线设于宽间隔处，用于收集电子，总栅线将导电栅线收集的电子汇总至一端，由于总栅线汇总距离远大于导电栅线，因此总栅线略粗于导电栅线。因此引入导电柵线和总栅线可以有效降低电池内电阻，提高电池效率。又，在本专利技术中，也可以是，所述空穴传输层由丝网印刷碳浆料而成，所述对电极为导电膜或导电胶。由此，相比传统的金属蒸镀电极，有更好的稳定性与较低的成本。又，导电胶或导电膜相较于传统的导电浆料，在保证优异的导电性前提下，工艺更简单，传统的导电浆料需要印刷烧结，导电膜，即贴即用，导电胶，涂布后可快速固化。又，在本专利技术中，也可以是，所述空穴传输层为低温碳材料，烧结温度低于150℃；所述导电胶为胶水或胶带，当烧结或固化时，温度应低于150℃。由此，传统高温材料会对吸光层造成破坏，150℃以下较低温度，对电池性能没有负面效果。又，在本专利技术中，也可以是，所述空穴阻挡层为TiO2致密层，前驱体溶液溶剂为乙醇和水，包括钛酸四异丙酯、乙酰丙酮、盐酸。由此，空穴阻挡层可以有效地防止电池内部电子、空穴复合。又，在本专利技术中，也可以是，所述电子传输层通过丝网印刷二氧化钛浆料而成；所述绝缘层通过丝网印刷二氧化锆浆料而成。专利技术效果：本专利技术能够提供一种工艺设备简单、容易操作，设备成本低廉，利于产业化，且适用于大面积钙钛矿太阳能电池基板上进行涂布的钙钛矿吸光层的涂布工艺及装置。根据下述具体实施方式并参考附图，将更好地理解本专利技术的上述内容及其它目的、特征和优点。附图说明图1是对比例中串联结构的剖视图；图2是根据本专利技术一实施形态的方形的钙钛矿太阳能电池模块的并联结构的俯视图；图3A是图2所示的A-A处的剖视图；图3B是图2所示的B-B处的剖视图；图4是图2所示的钙钛矿太阳能电池模块的局部放大图；图5是并联更多钙钛矿太阳能电池单元的钙钛矿太阳能电池模块的俯视图；图6是根据本专利技术另一实施形态的多边形的钙钛矿太阳能电池模块的并联结构的俯视图；图7是示出根据本专利技术的并联结构的钙钛矿太阳能电池模块与现有工艺的串联结构的钙钛矿太阳能电池模块的性能对比图；符号说明：1栅线1a导电栅线1b总栅线2导电基底(透明导电玻璃)3空穴阻挡层4电子传输层5绝缘层6钙钛矿吸光层7空穴传输层9刻蚀线20钙钛矿太阳能电池单元21连接线22行间距23列间距24间隙。具体实施方式以下结合附图和下述实施方式进一步说明本专利技术，应理解，附图及下述实施方式仅用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。在各图中相同或相应的附图标记表示同一部件，并省略重复说明。图1是对比例中串联结构的剖视图；图2是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钙钛矿太阳能电池模块，其特征在于，包括：导电基底、钙钛矿吸光层和对电极；在所述导电基底和所述钙钛矿吸光层之间设有空穴阻挡层、电子传输层和绝缘层；在所述对电极和所述钙钛矿吸光层之间设有空穴传输层，在所述导电基底上还排布有用于收集电子的导电柵线和总栅线；在所述导电基底上设有多个形成为并联结构的钙钛矿太阳能电池单元，所述钙钛矿太阳能电池单元间由连接线连接，所述连接线与所述导电基底之间设有所述绝缘层，所述导电柵线汇总于所述总栅线作为电池的一个电极，所述钙钛矿太阳能电池单元间由所述连接线连接汇总作为电池的另一个电极。

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿太阳能电池模块，其特征在于，包括：导电基底、钙钛矿吸光层和对电极；在所述导电基底和所述钙钛矿吸光层之间设有空穴阻挡层、电子传输层和绝缘层；在所述对电极和所述钙钛矿吸光层之间设有空穴传输层，在所述导电基底上还排布有用于收集电子的导电柵线和总栅线；在所述导电基底上设有多个形成为并联结构的钙钛矿太阳能电池单元，所述钙钛矿太阳能电池单元间由连接线连接，所述连接线与所述导电基底之间设有所述绝缘层，所述导电柵线汇总于所述总栅线作为电池的一个电极，所述钙钛矿太阳能电池单元间由所述连接线连接汇总作为电池的另一个电极。2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池模块，其特征在于，每个所述钙钛矿太阳能电池单元包括空穴阻挡层、电子传输层、绝缘层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和对电极；所述钙钛矿太阳能电池单元之间互相隔开，所述导电柵线设于所述钙钛矿太阳能电池单元的间隙中；所述绝缘层设于所述对电极与所述导电基底中间隔开所述钙钛矿太阳能电池单元的两极，从而在所述导电基底上形成并联结构。3.根据权利要求1或2所述的钙钛矿太阳能电池模块，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池单元为方形、圆形、多边形、或为具有图案和花纹。4.根据权利要求3所述的钙钛矿太阳能电池模块，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池单元为方形时，宽度为5~15mm，长度大于10mm，列间距0.05~0...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦刚华，陈宗琦，寿春晖，沈曲，邬荣敏，赵庆宝，邵君，杨松旺，胡达清，蒋新伟，
申请(专利权)人：浙江浙能技术研究院有限公司，浙江天地环保科技有限公司，中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：浙江,33