钙钛矿太阳电池、钙钛矿太阳电池组件及二者的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种钙钛矿太阳电池、钙钛矿电池组件及二者的制备方法。钙钛矿太阳电池包括钙钛矿层，在电池的一个或多个侧面具有边缘钝化区，边缘钝化区中具有沿第一方向叠加的至少两层边缘钝化层，其中，至少两层边缘钝化层中的至少一者在第二方向的厚度大于或等于钙钛矿层的厚度，以使边缘钝化区至少覆盖钙钛矿层在一个或多个侧面露出的表面。本发明专利技术的钙钛矿太阳电池、钙钛矿电池组件及二者的制备方法，在钙钛矿太阳电池未封装前，通过在其侧面沉积至少两层防水且稳定的钝化材料，增强对于太阳电池的保护，提升钙钛矿太阳电池的效率和可靠性。可靠性。可靠性。

【技术实现步骤摘要】
钙钛矿太阳电池、钙钛矿太阳电池组件及二者的制备方法


[0001]本专利技术主要涉及太阳电池领域，尤其涉及一种钙钛矿太阳电池、钙钛矿太阳电池组件及二者的制备方法。

技术介绍

[0002]钙钛矿材料凭借低成本和高效率的优势在光伏领域引起了广泛的关注，无论是单结钙钛矿太阳电池组件还是钙钛矿与其他光伏技术结合形成的叠层电池都具有很广阔的商业化应用前景。然而，从钙钛矿太阳电池概念被提出起，其可靠性问题成为研究者们最为关心的问题之一，这也是该技术商业化最亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是提供一种钙钛矿太阳电池、电池组件及二者的制备方法，在钙钛矿太阳电池未封装前，通过在其侧面沉积防水且稳定的钝化材料，增强对于太阳电池的保护，提升钙钛矿太阳电池的效率和可靠性。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种钙钛矿太阳电池，所述电池包括多层，所述多层包括钙钛矿层，在所述电池的一个或多个侧面具有边缘钝化区，所述边缘钝化区中具有沿第一方向叠加的至少两层边缘钝化层，所述至少两层边缘钝化层中的至少一者在第二方向的厚度大于或等于所述钙钛矿层的厚度，以使所述边缘钝化区至少覆盖所述钙钛矿层在所述一个或多个侧面露出的表面，其中，所述第一方向为与所述侧面垂直的方向，且所述第二方向为所述电池中的所述多层叠加的方向。
[0005]在本专利技术的一实施例中，所述边缘钝化区包括两层边缘钝化层，分别为边缘钝化内层和边缘钝化外层，其中，所述边缘钝化内层包括钙钛矿材料，所述边缘钝化外层包括绝缘材料。
[0006]在本专利技术的一实施例中，所述边缘钝化内层在所述第一方向的厚度为1～100纳米或101～500纳米，且所述边缘钝化外层在所述第一方向的厚度为10纳米～10微米。
[0007]在本专利技术的一实施例中，所述边缘钝化内层包括MAX,FAX,GuAX和PEAX的一种或多种，其中，X为卤素离子。
[0008]在本专利技术的一实施例中，所述边缘钝化内层包括离子液体材料。
[0009]在本专利技术的一实施例中，所述边缘钝化外层包括SiNx，SiO2，Al2O3和MgO中的一种或多种。
[0010]在本专利技术的一实施例中，所述钙钛矿层包括三维晶体结构，所述三维晶体结构的结构通式为ABX3，其中，A为C(NH2)3
+
、CH(NH2)2
+
、CH3NH3
+
、Cs
+
或Rb
+
中的至少一种，B为Pb
2+
、Sn
2+
或Sr
2+
中的至少一种，X为Br
‑
、I
‑
或CI
‑
中的至少一种，其中，F和M为有机基团。
[0011]在本专利技术的一实施例中，所述电池还包括基底层、电极层、电子传输层和/或空穴传输层，其中，所述电子传输层或空穴传输层位于所述基底层和所述钙钛矿层之间或位于所述钙钛矿层和所述电极层之间。
[0012]在本专利技术的一实施例中，所述边缘钝化区还覆盖其它层在所述一个或多个侧面露出的表面，所述其它层包括所述基底层、所述电极层、所述电子传输层和/或所述空穴传输层。
[0013]在本专利技术的一实施例中，所述基底层为其他类型的太阳电池，所述其他类型的太阳电池包括晶体硅太阳电池、CIGS、CdTe、CZTS、InP、GaAs、GaInP薄膜太阳电池或有机太阳电池。
[0014]在本专利技术的一实施例中，所述电池还包括缓冲层，所述缓冲层位于所述钙钛矿层和电子传输层之间、所述电子传输层和基底层之间和/或所述电子传输层和电极层之间。
[0015]为解决上述技术问题，本专利技术还提出了一种钙钛矿太阳电池组件，所述钙钛矿太阳电池组件包括多个串联和/或并联连接的上述钙钛矿太阳电池。
[0016]本专利技术的另一方面还提出了一种钙钛矿太阳电池的制备方法包括如下的步骤：
[0017]制备钙钛矿太阳电池的多层，其中，所述多层包括钙钛矿层；
[0018]在所述电池的一个或多个侧面沉积边缘钝化区，所述边缘钝化区包括在第一方向叠加的至少两层边缘钝化层，所述至少两层边缘钝化层的至少一者在第二方向的厚度大于或等于所述钙钛矿层的厚度，以使所述边缘钝化层至少覆盖所述钙钛矿层在所述一个或多个侧面露出的表面，其中，所述第一方向为与所述侧面垂直的方向，且所述第二方向为所述电池中的所述多层叠加的方向；
[0019]依次封装胶膜和玻璃并进行层压，以获得制备完成的钙钛矿太阳电池。
[0020]在本专利技术的一实施例中，所述制备方法还包括通过PVD，CVD、热蒸发、ALD、喷涂，刮涂以及机械粘贴中的至少一种制备方法制备所述边缘钝化区中的所述至少两层边缘钝化层。
[0021]本专利技术的另一方面还提出了一种钙钛矿太阳电池组件的制备方法，包括如下的步骤：
[0022]制备所述电池的多层，其中，所述多层包括钙钛矿层；
[0023]对所述多层进行切割以获得多个导电模块；
[0024]在每个导电模块的一个或多个侧面沉积边缘钝化区，所述边缘钝化区包括沿第一方向叠加的至少两层边缘钝化层，所述至少两层边缘钝化层中的至少一者在第二方向的厚度大于或等于所述钙钛矿层的厚度，以使所述边缘钝化区至少覆盖所述钙钛矿层在所述一个或多个侧面露出的表面，其中，所述第一方向为与所述侧面垂直的方向，且所述第二方向为所述电池中的所述多层叠加的方向；
[0025]对所述边缘钝化区进行切割；以及
[0026]依次封装胶膜和玻璃并进行层压，以获得制备完成的钙钛矿太阳电池组件。
[0027]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术的钙钛矿太阳电池的实现方案，通过在待封装的钙钛矿电池的四周，尤其是钙钛矿层的侧面沉积边缘钝化区，该边缘钝化区包括至少两层防水且稳定的钝化材料，从而有效地对钙钛矿太阳电池的四周进行钝化，提升钙钛矿太阳电池的外在稳定性，尤其是抵抗由于水氧等因素引起的钙钛矿分解；另外，对于经过边缘钝化后再封装的电池，可以减少器件的缺陷，起到提升电池效率的作用；本专利技术的钙钛矿太阳电池、电池组件及电池的制备方法有效地提升钙钛矿太阳电池对外界因素的抵抗能力，从而提高了钙钛矿电池本身的外在稳定性。
附图说明
[0028]包括附图是为提供对本申请进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本申请的实施例，并与本说明书一起起到解释本专利技术原理的作用。附图中：
[0029]图1是现有技术中太阳电池在封装后的结构示意图；
[0030]图2是本专利技术一实施例的一种钙钛矿太阳电池在封装后的结构示意图；
[0031]图3是本专利技术一实施例的一种钙钛矿太阳电池的立体示意图；
[0032]图4a～图4c是本专利技术不同实施例中的钙钛矿太阳电池的对比示意图；
[0033]图5是本专利技术一实施例的一种钙钛矿太阳电池的内部结构示意图；
[0034]图6是本专利技术一实施例的一种钙钛矿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿太阳电池，其特征在于，所述电池包括多层，所述多层包括钙钛矿层，在所述电池的一个或多个侧面具有边缘钝化区，所述边缘钝化区中具有沿第一方向叠加的至少两层边缘钝化层，所述至少两层边缘钝化层中的至少一者在第二方向的厚度大于或等于所述钙钛矿层的厚度，以使所述边缘钝化区至少覆盖所述钙钛矿层在所述一个或多个侧面露出的表面，其中，所述第一方向为与所述侧面垂直的方向，且所述第二方向为所述电池中的所述多层叠加的方向。2.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述边缘钝化区包括两层边缘钝化层，分别为边缘钝化内层和边缘钝化外层，其中，所述边缘钝化内层包括钙钛矿材料，所述边缘钝化外层包括绝缘材料。3.如权利要求2所述的电池，其特征在于，所述边缘钝化内层在所述第一方向的厚度为1～100纳米或101～500纳米，且所述边缘钝化外层在所述第一方向的厚度为10纳米～10微米。4.如权利要求2或3所述的电池，其特征在于，所述边缘钝化内层包括MAX,FAX,GuAX和PEAX的一种或多种，其中，X为卤素离子。5.如权利要求4所述的电池，其特征在于，所述边缘钝化内层包括离子液体材料。6.如权利要求2或3所述的电池，其特征在于，所述边缘钝化外层包括SiNx，SiO2，Al2O3和MgO中的一种或多种。7.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述钙钛矿层包括三维晶体结构，所述三维晶体结构的结构通式为ABX3，其中，A为C(NH2)3
+
、CH(NH2)2
+
、CH3NH3
+
、Cs
+
或Rb
+
中的至少一种，B为Pb
2+
、Sn
2+
或Sr
2+
中的至少一种，X为Br
‑
、I
‑
或CI
‑
中的至少一种。8.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池还包括基底层、电极层、电子传输层和/或空穴传输层，其中，所述电子传输层或空穴传输层位于所述基底层和所述钙钛矿层之间或位于所述钙钛矿层和所述电极层之间。9.如权利要求8所述的电池，其特征在于，所述边缘钝化区还...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏锐，丁晓兵，陈艺绮，张学玲，王尧，陈达明，陈奕峰，
申请(专利权)人：天合光能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：