一种Z型双面的钙钛矿电池组件及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供一种Z型双面的钙钛矿电池组件及其制备方法和用途，所述钙钛矿电池组件包括依次层叠的单体电池片Ⅰ、胶粘层和单体电池片Ⅱ；所述单体电池片Ⅰ和所述单体电池片Ⅱ之间部分填充有封装胶；所述单体电池片Ⅰ为正式钙钛矿太阳能电池，所述单体电池片Ⅱ为反式钙钛矿太阳能电池；所述单体电池片Ⅰ和所述单体电池片Ⅱ相对设置；所述单体电池片Ⅰ包括第一导电基底，所述单体电池片Ⅱ包括第二导电基底，所述第一导电基底和所述第二导电基底沿层叠方向部分重合，形成侧面呈Z型的钙钛矿电池组件。本发明专利技术不仅可以提高组件的光电转换效率，还能同时进行组件的制备和封装，提高了生产效益。此外，该组件可拼接成尺寸更大的组件，组装方便灵活。方便灵活。方便灵活。

【技术实现步骤摘要】
一种Z型双面的钙钛矿电池组件及其制备方法和用途


[0001]本专利技术属于光伏
，具体涉及一种Z型双面的钙钛矿电池组件及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]钙钛矿是一种结构为ABX3的金属有机卤化物，它具有原材料成本低、制备工艺简单、带隙可调、理论光电转化效率高以及对缺陷容忍度高等特点，目前钙钛矿太阳能电池的光电转化效率已突破25％，被认为是最具前景的新一代薄膜电池。根据电子传输层和空穴传输层的位置不同，钙钛矿太阳能电池可分为n
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i
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p和p
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i
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n两种结构。
[0003]钙钛矿太阳能电池组件通常的做法是在基底上依次沉积导电层、第一电荷传输层、钙钛矿层、第二电荷传输层和背电极等，然后中间穿插进行P1、P2和P3激光划刻，使各个子电池之间串联形成组件。目前，钙钛矿太阳能电池的高效率主要是在小面积上取得，面积一旦放大，就面临着转化效率下降的问题。双面组件能有效的提升其发电量，目前常用的做法是将钙钛矿电池的金属背电极用透明电极替代，使其双面都能受光，从而提升其转化效率。
[0004]例如，CN114005943A提供了一种双面受光的钙钛矿太阳能光伏组件，包括依次接触的衬底、第一电荷传输层、钙钛矿层、第二电荷传输层和DMD电极层；所述DMD电极层包括依次接触的第一电介质层、金属层和第二电介质层；所述第一电介质层包括氧化锡、氧化钛、氧化锌、氧化钨、氧化钼和氧化镍中的一种或几种；所述第二电介质层包括氧化锡、氧化钛、氧化锌、氧化钨、氧化钼和氧化镍中的一种或几种；所述金属层包括金、银、铜和铝中的一种或几种。
[0005]CN106159096A公开了一种双面受光大面积钙钛矿太阳电池及其制备方法，特别是一种太阳电池正面和背面均采用透明电极的钙钛矿太阳电池，由减反射镀膜玻璃、纳米二氧化硅过渡层、氧化锡透明导电薄膜、致密层、钙钛矿光吸收层、空穴传输层、氧化铟透明导电薄膜、热熔密封薄膜和减反射镀膜玻璃叠合组成。
[0006]CN108963032A提供了一种基于碱金属离子和碱土金属离子掺杂的双面无机钙钛矿太阳能电池及其制备方法和应用，具体是将电子传输材料沉积在FTO导电玻璃上，随后连续旋涂碱金属离子和碱土金属离子掺杂的钙钛矿型吸光材料的前驱体溶液，形成结晶性能优异的钙钛矿吸光层，最后刮涂碳电极，通过真空处理将两个对称结构的无机CsPbBr3钙钛矿太阳能电池器件通过共用同一个碳电极紧密结合在一起，制成双面无机CsPbBr3钙钛矿太阳能电池。
[0007]然而，上述双面电池组件中透明电极相比于金属电极电阻过大，效率提升十分有限，且工艺复杂难以制备大面积组件。
[0008]因此，如何有效降低双面电池组件的电阻，提高双面电池组件的光电转换效率，改善生产效益，是亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0009]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种Z型双面的钙钛矿电池组件及其制备方法和用途。本专利技术中单体电池片Ⅰ和单体电池片Ⅱ相对设置，通过胶粘层进行串联，同时借助封装胶实现封装，得到了一种Z型双面的钙钛矿电池组件。本专利技术不仅可以有效降低电池组件的电阻，提高钙钛矿电池组件的光电转换效率，还能同时进行组件的制备和封装，省去激光划刻P1、P2和P3工艺，进而提高电池组件的生产效益。此外，该组件可拼接成尺寸更大的组件，组装方便灵活。
[0010]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0011]第一方面，本专利技术提供一种Z型双面的钙钛矿电池组件，所述钙钛矿电池组件包括依次层叠的单体电池片Ⅰ、胶粘层和单体电池片Ⅱ；
[0012]所述单体电池片Ⅰ和所述单体电池片Ⅱ之间部分填充有封装胶；
[0013]所述单体电池片Ⅰ为正式钙钛矿太阳能电池，所述单体电池片Ⅱ为反式钙钛矿太阳能电池；
[0014]所述单体电池片Ⅰ和所述单体电池片Ⅱ相对设置；
[0015]所述单体电池片Ⅰ包括第一导电基底，所述单体电池片Ⅱ包括第二导电基底，所述第一导电基底和所述第二导电基底沿层叠方向部分重合，形成侧面呈Z型的钙钛矿电池组件。。
[0016]本专利技术中，单体电池片Ⅰ和单体电池片Ⅱ相对设置并通过胶粘层进行串联，在单体电池片Ⅰ和单体电池片Ⅱ之间部分填充有封装胶后制成了Z型双面的钙钛矿电池组件。本专利技术提供的Z型双面的钙钛矿电池组件电阻小，能有效地提高电池组件的光电转换效率，并且可以同时进行组件的制备和封装，省去激光划刻P1、P2和P3工艺，有效提高了电池组件的生产效益。此外，该组件可拼接成尺寸更大的组件，组装方便灵活。
[0017]需要说明的是，本专利技术中的单体电池片Ⅰ为正式钙钛矿太阳能电池，具有n
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p结构，单体电池片Ⅱ为反式钙钛矿太阳能电池，具有p
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i
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n结构，二者相对设置指的是将单体电池片Ⅰ和单体电池片Ⅱ组合成n
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i
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p
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n
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p结构或p
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i
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n
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p
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i
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n结构，得到所述的Z型双面的钙钛矿电池组件。
[0018]需要说明的是，所述胶粘层为导电层，可作为两个单体电池片载流子传输的桥梁。
[0019]本专利技术中，若在单体电池片Ⅰ和单体电池片Ⅱ之间不添加胶粘层，则电阻过大，难以完成单体电池片之间的串联，组件不能实现发电工作。
[0020]本专利技术制备的钙钛矿电池组件为Z型双面结构，所述Z型双面结构中，在所述单体电池片Ⅰ靠近所述单体电池片Ⅱ且不与所述单体电池片Ⅱ重合的部分，存在裸漏的所述第一导电基底；在所述单体电池片Ⅱ靠近所述单体电池片Ⅰ且不与所述单体电池片Ⅰ重合的部分，存在裸漏的所述第二导电基底。因此，上下露出的导电基底部分可作为组件的正负极，无需额外引出正负极，此外，这种Z型结构对于组装成更大的电池组件而言，方便灵活。
[0021]优选地，所述胶粘层的材质为导电胶。
[0022]优选地，所述导电胶包括金系导电胶、银系导电胶、铜系导电胶或炭系导电胶中的任意一种或至少两种的组合，示例性的，例如可以是环氧树脂金导电胶、导电银胶、铜粉环氧导电胶或炭黑导电胶等。
[0023]优选地，所述胶粘层的厚度为0
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0.8mm，且胶粘层的厚度不为0，例如可以是0.1mm、
0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm或0.8mm等。
[0024]本专利技术中，导电胶厚度的确定需要与四周的封装胶膜相匹配，若导电胶过薄，上下两个电池不能粘结在一起，组件不能工作；若导电胶过厚，则可能溢出到封装胶膜上，不能很好地阻隔水氧对组件的侵蚀。
[0025]优选地，所述正式钙钛矿太阳能电池包括依次叠加设置的第一导电基底、第一电子传输层、第一钙钛矿层、第一空穴传输层和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Z型双面的钙钛矿电池组件，其特征在于，所述钙钛矿电池组件包括依次层叠的单体电池片Ⅰ、胶粘层和单体电池片Ⅱ；所述单体电池片Ⅰ和所述单体电池片Ⅱ之间部分填充有封装胶；所述单体电池片Ⅰ为正式钙钛矿太阳能电池，所述单体电池片Ⅱ为反式钙钛矿太阳能电池；所述单体电池片Ⅰ和所述单体电池片Ⅱ相对设置；所述单体电池片Ⅰ包括第一导电基底，所述单体电池片Ⅱ包括第二导电基底，所述第一导电基底和所述第二导电基底沿层叠方向部分重合，形成侧面呈Z型的钙钛矿电池组件。2.根据权利要求1所述的Z型双面的钙钛矿电池组件，其特征在于，所述胶粘层的材质为导电胶；优选地，所述导电胶包括金系导电胶、银系导电胶、铜系导电胶或炭系导电胶中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述胶粘层的厚度为0
‑
0.8mm，且胶粘层的厚度不为0。3.根据权利要求1或2所述的Z型双面的钙钛矿电池组件，其特征在于，所述正式钙钛矿太阳能电池包括依次叠加设置的第一导电基底、第一电子传输层、第一钙钛矿层、第一空穴传输层和第一背电极层；优选地，所述第一导电基底包括第一基底和第一透明电极层；优选地，所述反式钙钛矿太阳能电池包括依次叠加设置的第二导电基底、第二空穴传输层、第二钙钛矿层、第二电子传输层和第二背电极层；优选地，所述第二导电基底包括第二基底和第二透明电极层；优选地，所述封装胶包括乙烯
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乙酸乙烯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛酯、聚烯烃、UV固化胶或丁基胶中的任意一种或至少两种的组合，优选为丁基胶；优选地，所述封装胶与所述第一导电基底和所述第二导电基底形成密封腔，所述密封腔内设置有第一电子传输层、第一钙钛矿层、第一空穴传输层、第一背电极层、胶粘层、第二背电极层、第二电子传输层、第二钙钛矿层和第二空穴传输层。4.根据权利要求3所述的Z型双面的钙钛矿电池组件，其特征在于，所述第一基底和第二基底的材质独立地包括超白玻璃或钢化玻璃；优选地，所述第一基底或所述第二基底上设置有金属栅线；优选地，所述金属栅线包括主栅线和辅栅线；优选地，所述主栅线的材质包括金、银、铜、铝或银包铜中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述辅栅线的材质包括金、银、铜、铝或银包铜中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述主栅线的宽度为5
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20mm；优选地，所述辅栅线的条数为0
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100条；优选地，所述第一透明电极层和第二透明电极层独立地包括掺氟氧化锡层、掺铟氧化锡层、掺铝氧化锌层、掺硼氧化锌层或掺铝氧化锡层中的任意一种或至少两种的组合。5.根据权利要求3或4所述的Z型双面的钙钛矿电池组件，其特征在于，所述第一电子传输层和第二电子传输层的材质独立地包括二氧化锡、二氧化钛、氧化钨、五氧化二铌、碳60
或[6,6]
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苯基
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C61
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丁酸甲酯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述第一空穴传输层和第二空穴传输层的材质独立地包括氧化镍、二...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈张豪，钱立伟，鲁文秀，
申请(专利权)人：无锡极电光能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：