一种方形管式钙钛矿太阳能电池及太阳能电池组件制造技术

为克服现有管状钙钛矿电池结构存在光电转换效率不高的问题，本实用新型专利技术提供了一种方形管式钙钛矿太阳能电池，包括透明方形管、透明导电层、功能层和内部电极，所述透明方形管包括环绕设置的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁，所述透明方形管的第一侧壁内壁和第三侧壁内壁均覆盖有所述透明导电层，所述透明导电层的内侧覆盖有所述功能层，所述第二侧壁的内壁和/或所述第四侧壁的内壁覆盖有所述内部电极，所述内部电极的两侧分别电连接两个所述功能层的最内层。本实用新型专利技术还提供了包括上述方形管式钙钛矿太阳能电池的太阳能电池组件。本实用新型专利技术提供的方形管式钙钛矿太阳能电池提高了受光面积，提升了光电转换效率。

A square tube perovskite solar cell and solar cell module

【技术实现步骤摘要】
一种方形管式钙钛矿太阳能电池及太阳能电池组件
本技术属于太阳能电池
，具体涉及一种方形管式钙钛矿太阳能电池及太阳能电池组件。
技术介绍
钙钛矿太阳能电池由透明电极，电子传输层，钙钛矿吸收层，空穴传输层和金属电极组成，其中透明电极主要是以导电玻璃或者柔性材料作为基底，依次向上是致密层，多孔支架层，钙钛矿吸收层，空穴传输层以及内部电极，目前钙钛矿太阳能电池从外视上可分为平面结构和管状结构，从内部结构上可以分为顺式(p-i-n型)和反式(n-i-p型)，其中顺式和反式的平面结构钙钛矿电池在市面上均已有报道，两者性能各有优势，常规平面钙钛矿电池的内部电极位于平面背面，其不透光的特性使得平面钙钛矿电池的背面基本无法受光。而管状的钙钛矿结构却较少，尤其是反式的管状钙钛矿结构，这是因为在顺式结构中致密层和介孔层需要高温退火，而后续的空穴传输层大多为有机物，不耐高温，因此常规的方法是在导电材料上先制备致密层和介孔层，高温退火后再制备吸光层，空穴传输层，最后在表面蒸镀或者溅射金属电极导电，但是由于表层金属电极不透光，由该法制备的管式钙钛矿无法从外部光照，光线只能由管内传输，受光面积十分有限，极大的限制了管式钙钛矿电池在组件端发电的应用。
技术实现思路
针对现有管状钙钛矿电池结构存在光电转换效率不高的问题，本技术提供了一种方形管式钙钛矿太阳能电池及太阳能电池组件。本技术解决上述技术问题所采用的技术方案如下：一方面，本技术提供了一种方形管式钙钛矿太阳能电池，包括透明方形管、透明导电层、功能层和内部电极，所述透明方形管包括环绕设置的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁，所述第一侧壁和所述第三侧壁相对，所述第二侧壁和所述第四侧壁相对，所述透明方形管的第一侧壁内壁和第三侧壁内壁均覆盖有所述透明导电层，所述功能层包括电子传输层和钙钛矿吸收层，所述透明导电层的内侧覆盖有所述功能层，所述第二侧壁的内壁和/或所述第四侧壁的内壁覆盖有所述内部电极，所述内部电极的两侧分别电连接两个所述功能层的最内层。可选的，所述透明方形管的第二侧壁的内壁和第四侧壁的内壁均覆盖有所述内部电极。可选的，所述透明导电层为掺氟氧化锡层或掺铟氧化锡层。可选的，所述功能层还包括有空穴传输层，所述空穴传输层、所述钙钛矿吸收层和所述电子传输层由外至内依次排布。可选的，所述功能层还包括有空穴传输层，所述电子传输层、所述钙钛矿吸收层和所述空穴传输层由外至内依次排布。可选的，所述空穴传输层厚度为50～300nm，所述空穴传输层为无机材料层或有机材料层，所述无机材料层选自金属氧化物层，所述有机材料层选自PEDOT:PSS层、Spiro-OMeTAD层、酞菁铜层或PTAA层。可选的，所述电子传输层包括介孔层和致密层，所述介孔层的厚度为10～100nm，所述致密层的厚度为20～50nm，所述介孔层覆盖于所述致密层的内侧，所述致密层覆盖于所述透明导电层的内侧。可选的，所述钙钛矿吸收层的厚度为200～400nm。可选的，所述透明方形管和所述透明导电层在所述方形管式钙钛矿太阳能电池的端部位置部分延伸出所述方形管式钙钛矿太阳能电池的端面。另一方面，本技术提供了一种太阳能电池组件，包括汇流条和多个如上所述的方形管式钙钛矿太阳能电池，多个所述方形管式钙钛矿太阳能电池之间通过所述透明导电层和所述内部电极相互串联和/或并联，所述汇流条用于引出所述方形管式钙钛矿太阳能电池的电流。根据本技术提供的方形管式钙钛矿太阳能电池，设置有由电子传输层和钙钛矿吸收层组成的功能层，所述功能层用于吸收光能产生电子和空穴，通过电子和空穴的定向移动产生电流，所述透明导电层作为管式钙钛矿太阳能电池的外侧芯线，所述功能层覆盖于所述透明方形管两个相对的内壁，所述内部电极作为管式钙钛矿太阳能电池的内部芯线，形成一个完整的方形管式电池结构，由于所述内部电极设置于方形管式钙钛矿太阳能电池的第二侧壁和/或第四侧壁的内壁，透过所述方形管式钙钛矿太阳能电池上部分钙钛矿吸收层未被吸收的光可继续照射到下部分钙钛矿吸收层，同时所述透明方形管的反射作用也可使光线在所述方形管式钙钛矿太阳能电池中形成多次反射，地面反射的光线同样可以经由所述方形管式钙钛矿太阳能电池的下部分射入并多次反射利用，极大地提升了电池对光的利用率。附图说明图1是本技术一实施例提供的方形管式钙钛矿太阳能电池的截面示意图；图2是本技术一实施例提供的方形管式钙钛矿太阳能电池的侧面示图；图3是本技术一实施例提供的方形管式钙钛矿太阳能电池的光线传播示意图。说明书附图中的附图标记如下：1、透明方形管；11、第一侧壁；12、第二侧壁；13、第三侧壁；14、第四侧壁；2、功能层；21、空穴传输层；22、钙钛矿吸收层；23、电子传输层；231、致密层；232、介孔层；3、透明导电层；4、内部电极。具体实施方式为了使本技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。参见图1～图3所示，本技术实施例提供了一种方形管式钙钛矿太阳能电池，包括透明方形管1、透明导电层3、功能层2和内部电极4，所述透明方形管1包括环绕设置的第一侧壁11、第二侧壁12、第三侧壁13和第四侧壁14，所述第一侧壁11和所述第三侧壁13相对，所述第二侧壁12和所述第四侧壁14相对，所述透明方形管1的第一侧壁11内壁和第三侧壁13内壁均覆盖有所述透明导电层3，所述功能层2包括电子传输层23和钙钛矿吸收层22，所述透明导电层3的内侧覆盖有所述功能层2，所述第二侧壁12的内壁和/或所述第四侧壁14的内壁覆盖有所述内部电极4，所述内部电极4的两侧分别电连接两个所述功能层2的最内层。所述方形管式钙钛矿太阳能电池设置有由电子传输层23和钙钛矿吸收层22组成的功能层2，所述功能层2用于吸收光能产生电子和空穴，通过电子和空穴的定向移动产生电流，所述透明导电层3作为管式钙钛矿太阳能电池的外侧芯线，所述功能层2覆盖于所述透明方形管1两个相对的内壁，所述内部电极4作为管式钙钛矿太阳能电池的内部芯线，形成一个完整的方形管式电池结构，由于所述内部电极4设置于方形管式钙钛矿太阳能电池的第二侧壁12和/或第四侧壁14的内壁，透过所述方形管式钙钛矿太阳能电池上部分钙钛矿吸收层22未被吸收的光可继续照射到下部分钙钛矿吸收层22，同时所述透明方形管1的反射作用也可使光线在所述方形管式钙钛矿太阳能电池中形成多次反射，地面反射的光线同样可以经由所述方形管式钙钛矿太阳能电池的下部分射入并多次反射利用，极大地提升了电池对光的利用率。如图3所示，在一实施例中，所述透明方形管1的第二侧壁12的内壁和第四侧壁14的内壁均覆盖有所述内部电极4。当采用多个所述方形管式钙钛矿太阳能电池并排组合形成太阳能电池组件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方形管式钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括透明方形管、透明导电层、功能层和内部电极，所述透明方形管包括环绕设置的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁，所述第一侧壁和所述第三侧壁相对，所述第二侧壁和所述第四侧壁相对，所述透明方形管的第一侧壁内壁和第三侧壁内壁均覆盖有所述透明导电层，所述功能层包括电子传输层和钙钛矿吸收层，所述透明导电层的内侧覆盖有所述功能层，所述第二侧壁的内壁和/或所述第四侧壁的内壁覆盖有所述内部电极，所述内部电极的两侧分别电连接两个所述功能层的最内层。/n

【技术特征摘要】
1.一种方形管式钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括透明方形管、透明导电层、功能层和内部电极，所述透明方形管包括环绕设置的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁，所述第一侧壁和所述第三侧壁相对，所述第二侧壁和所述第四侧壁相对，所述透明方形管的第一侧壁内壁和第三侧壁内壁均覆盖有所述透明导电层，所述功能层包括电子传输层和钙钛矿吸收层，所述透明导电层的内侧覆盖有所述功能层，所述第二侧壁的内壁和/或所述第四侧壁的内壁覆盖有所述内部电极，所述内部电极的两侧分别电连接两个所述功能层的最内层。


2.根据权利要求1所述的方形管式钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述透明方形管的第二侧壁的内壁和第四侧壁的内壁均覆盖有所述内部电极。


3.根据权利要求1所述的方形管式钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述透明导电层为掺氟氧化锡层或掺铟氧化锡层。


4.根据权利要求1所述的方形管式钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述功能层还包括有空穴传输层，所述空穴传输层、所述钙钛矿吸收层和所述电子传输层由外至内依次排布。


5.根据权利要求1所述的方形管式钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述功能层还包括有空穴传输层，所述电子传输层、所述钙钛矿吸收层和所述空穴传输层由外至内依次排布。

【专利技术属性】
技术研发人员：孙翔，刘琼，姚云江，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，上海比亚迪有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44