一种钙钛矿太阳能电池组件制造技术

本实用新型专利技术为一种钙钛矿太阳能电池组件。所述钙钛矿太阳能电池组件包括衬底、透明导电层、电池活性层和背电极，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池组件包括垂直穿过所述透明导电层的第一沟道；垂直穿过所述电池活性层的第二沟道；和垂直穿过所述背电极和所述电池活性层的第三沟道。

A perovskite solar cell module

The utility model relates to a perovskite solar cell module. The perovskite solar cell module comprises a substrate, a transparent conductive layer, a battery active layer and a back electrode, which is characterized in that the perovskite solar cell module comprises a first channel which vertically passes through the transparent conductive layer, a second channel which vertically passes through the battery active layer, and a third channel which vertically passes through the back electrode and the battery active layer.

【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿太阳能电池组件
本技术涉及一种钙钛矿太阳能电池组件，尤其涉及一种包括衬底、透明导电层、电池活性层和背电极的钙钛矿太阳能电池组件。
技术介绍
太阳能光伏发电技术朝着低成本、高效率、大面积生产的方向不断发展。其中，钙钛矿太阳能电池的光电转化效率在数年时间中有了很大的提高。钙钛矿太阳电池是以一种新式钙钛矿为原料，以有机无机杂化物质为吸收层的薄膜太阳能电池。目前钙钛矿太阳电池的电池效率已经达到23.7％。由于钙钛矿太阳能电池潜在的应用前景，其一直是各国企业和研究机构关注的热点。单结太阳能电池片输出电压很小，达不到实用化的要求，不能直接作为电源使用。因此，大面积电池组件的开发成为目前的研究趋势。为了获得所需要的电压和电流，通过将单个电池片进行串联/并联的设计方式来获得较高电压/电流。串联方式一般需要对电池片进行分割，电流经过引线端导出，并进行封装后制成太阳能电池板才能正常使用。而钙钛矿太阳电池组件在电流经过引线端导出的制备过程中，需要使用超声焊接将引线端与电极连接起来。这种方法对设备要求高，需要超声焊机设备，其成本和能耗较高；而且单点焊接的方式还会导致钙钛矿太阳能电池内部串联电阻的增加，致使组件的性能降低。因此，本领域需要制备大面积的钙钛矿太阳能电池组件，以进一步提高电池性能。
技术实现思路
本技术解决的技术问题是提供一种大面积的钙钛矿太阳能电池组件，以进一步提高电池性能。为解决上述技术问题，本技术一方面提供了一种钙钛矿太阳能电池组件，其包括衬底、透明导电层、电池活性层和背电极，还包括：第一沟道，所述第一沟道垂直穿过透明导电层，将透明导电层等间隔的分成n部分，其中n≥2，且为正整数；第二沟道，所述第二沟道位于第一沟道的一侧，并垂直穿过电池活性层；和第三沟道，所述第三沟道位于第二沟道的与第一沟道相对的一侧，第三沟道垂直穿过背电极和电池活性层。本技术的钙钛矿太阳能电池组件还包括位于所述电池组件两端的第四沟道，所述第四沟道垂直穿过所述电池活性层。在一个实施方式中，所述第四沟道的宽度为0.1-10mm，优选为3mm。通过设置第四沟道，使得能够实施全接触方式，降低了钙钛矿太阳电池薄膜加工的成本和能耗，降低了接触电阻，减少了光伏组件的内部损失，更适合于制作大面积组件。本申请中的“全接触”指钙钛矿太阳能电池组件的前电极和背电极直接接触。在一种实施方式中，第一沟道将透明导电层等间隔分成n部分，间隔值为3-30mm，优选8mm。在一个实施方式中，第一沟道、第二沟道和第三沟道的宽度为30-200μm，优选为50μm。在一个实施方式中，第一沟道和第二沟道之间以及第二沟道和第三沟道之间的距离分别为80-300μm，优选为100μm。在一个实施方式中，电池活性层包括但不限于电子传输层(ETL)、钙钛矿吸收层和空穴传输层(HTL)。在另一个实施方式中，电池活性层还包括电子阻隔层和空穴阻隔层。本技术的钙钛矿太阳能电池结构包括正式(nip)结构和反式(pin)结构。电子传输层指提取并传输钙钛矿吸收层光生激子中电子的层，包括但不限于无机物类材料，例如氧化钛(TiO2)、氧化锡(SnO2)和氧化锌(ZnO)等；聚合物类材料，例如PFN(9,9一二辛基芴一9,9一双N,N一二甲基胺丙基芴)等；有机物类材料，例如富勒烯衍生物、[6,6]-苯基-C-丁酸甲酯(PCBM，其中C有C61和C71)等；以及它们的组合。空穴传输层指提取并传输钙钛矿吸收层光生激子中空穴的层，包括但不限于有机物类材料，例如Spiro-OMeTAD(2，2′，7，7′-四[N，N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9，9′-螺二芴)；有机金属盐，例如酞菁铜等；聚合物类材料，例如PTAA(聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺])等；无机类材料，例如CuI、CuSCN等。钙钛矿吸收层为具有ABX3结构的材料，其中：A为单价阳离子，包括但不限于Rb+、Na+、K+、Cs+、HN＝CHNH3+(表示为FA)、CH3NH3+(表示为MA)及它们的组合；B为二价阳离子，包括但不限于Sn2+、Pb2+它们的组合；X选自卤素阴离子、O2-、S2-及它们的组合。用于本申请的钙钛矿吸收层包括但不限于(Cs)x(FA)1-xPbI3、(FA)x(MA)1-xPbI3、(FA)x(MA)1-xPbIyCl1-y、(FAPbI3)x(MAPbBr3)1-x等；其中x＝0-1，y＝0-1。透明导电层包括但不限于氧化物材料，例如掺氟氧化锡(FTO)、掺铟氧化锡(ITO)或掺铝氧化锌(AZO)等；金属材料，例如Au、Al、Pt等；高分子材料，例如聚苯胺等；复合材料，例如TiO2/Ag/TiO2等。背电极包括但不限于金属类电极，例如Au、Ag、Cu、Al、Ni等；透明电极ITO、ZTO等以及它们之间的组合。本申请的衬底包括但不限于玻璃或透明聚合物。在一个优选实施方式中，上述钙钛矿太阳能电池组件的透明导电层厚度为100-700nm，优选为100nm；电子传输层厚度为10-200nm，优选20-30nm；钙钛矿吸收层厚度为100-1000nm，优选500-600nm；空穴传输层厚度为0-500nm，优选200-300nm；且背电极层厚度为30-200nm，优选为60-100nm。通过采用本技术的技术方案，直接取消了超声焊机设备的使用，降低了钙钛矿太阳电池薄膜加工的成本和能耗；且全接触的方式相较于超声焊接的点接触，降低了接触电阻，减少了光伏组件的内部损失，更适合于制作大面积组件。附图说明图1为本技术的钙钛矿太阳能电池组件示意图。其中：P1：第一沟道；P2：第二沟道；P3：第三沟道；P4：第四沟道；P5：电池组件非有效区域；11：衬底；12：透明导电层；13：电子传输层；14：钙钛矿吸收层；15：空穴传输层；16：背电极。图2为第一沟道(P1)划线设计图。图3为第二沟道(P2)划线设计图。图4为第三沟道(P3)划线设计图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施方式并参照附图，对本技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本技术的范围。图1描述了本技术的钛矿太阳能电池组件的一个实施例的示意图。该钙钛矿太阳能电池组件自下而上包括衬底(11)、透明导电层(12)、电子传输层(13)、钙钛矿吸收层(14)、空穴传输层(15)和背电极(16)。该钙钛矿太阳能电池组件还包括：第一沟道(P1)，其垂直穿过透明导电层(12)，将透明导电层(12)等间隔的分成n部分(n≥2，且为正整数)，形成对各个子电池的隔离；第二沟道(P2)，所述第二沟道(P2)位于第一沟道(P1)的一侧，并自下而上垂直穿过电子传输层(13)、钙钛矿吸收层(14本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钙钛矿太阳能电池组件，所述钙钛矿太阳能电池组件包括衬底、透明导电层、电池活性层和背电极，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池组件包括：/n第一沟道，所述第一沟道垂直穿过所述透明导电层，将所述透明导电层等间隔的分成n部分，其中n≥2，且为正整数；/n第二沟道，所述第二沟道位于所述第一沟道的一侧，并垂直穿过所述电池活性层；和/n第三沟道，所述第三沟道位于所述第二沟道的与所述第一沟道相对的一侧，所述第三沟道垂直穿过所述背电极和所述电池活性层。/n

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿太阳能电池组件，所述钙钛矿太阳能电池组件包括衬底、透明导电层、电池活性层和背电极，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池组件包括：
第一沟道，所述第一沟道垂直穿过所述透明导电层，将所述透明导电层等间隔的分成n部分，其中n≥2，且为正整数；
第二沟道，所述第二沟道位于所述第一沟道的一侧，并垂直穿过所述电池活性层；和
第三沟道，所述第三沟道位于所述第二沟道的与所述第一沟道相对的一侧，所述第三沟道垂直穿过所述背电极和所述电池活性层。


2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池组件，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池组件还包括位于所述电池组件两端的第四沟道，所述第四沟道垂直穿过所述电池活性层。


3.根据权利要求2所述的钙钛矿太阳能电池组件，其特征在于，所述第四沟道的宽度为0.1-10mm。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的钙钛矿太阳能电池组件，其特征在于，所述电池活性层包括电子传输层、钙钛矿吸收层和空穴传输层。


5.根据权利要求4所述的钙钛矿太阳能电池组件，其特征在于，所述电池活性层还包括电子阻隔层和空穴阻隔层。

【专利技术属性】
技术研发人员：段佩珍，王永磊，唐泽国，
申请(专利权)人：北京宏泰创新科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11