钙钛矿太阳能电池制造技术

技术编号:40499167 阅读:5 留言:0更新日期:2024-02-26 19:26
本技术公开了一种钙钛矿太阳能电池。钙钛矿太阳能电池包括基底、透明电极层、第一电荷传输层、钙钛矿层、第二电荷传输层和背电极层,贯穿背电极层至透明电极层形成有P1凹槽,P1凹槽底端露出基底,贯穿背电极层至第一电荷传输层形成有P2凹槽,P2凹槽底端露出透明电极层,至少贯穿背电极层至钙钛矿层形成有P3凹槽,P3凹槽的底端露出第一电荷传输层,P1凹槽和P3凹槽填充有绝缘材料,P2凹槽填充有导电材料,导电材料覆盖P1凹槽上端开口的绝缘材料,且导电材料延伸至远离P2凹槽的P1凹槽开口一侧的背电极层的表面上。该电池具有优异的电性能和较长的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及太阳能电池,具体涉及一种钙钛矿太阳能电池


技术介绍

1、太阳能是一种用之不尽的清洁能源,没有地域限制,遍布世界每一个角落。钙钛矿太阳能电池是一种新型太阳能电池,自2009年以来取得快速发展,实验室小尺寸钙钛矿太阳电池的效率已经达到25.6%。由于钙钛矿新型太阳能电池对可见光吸收高、成膜工艺简单、光电转换效率提升快而受到全世界的关注。

2、传统的产业化钙钛矿太阳能电池的制备,一般需要在fto玻璃上进行p1激光刻划,再沉积第一电荷传输层、钙钛矿层、第二电荷传输层,然后再沉积的膜层上进行p2激光刻划,最后沉积电极层,并在沉积的膜层上进行p3激光刻划。上述电池制备过程需要沉积膜层-刻划-沉积膜层-刻划-沉积膜层的多步工艺,显然这种沉积和刻划相互穿插的电池制备工艺繁琐,设备投入量大,严重影响钙钛矿电池的制备效率。且目前的技术在激光完成对膜层的p3切割后,脆弱的钙钛矿膜层会暴露在空气中,水氧会对膜层进行侵蚀,p3刻划后直接进行封装,刻划后的崩边毛刺在经过层压后可能会造成子电池短路,造成组件性能的降低,同时,现有的结构中p2刻划,使顶电极金属扩散至钙钛矿层中破坏钙钛矿晶格结构。


技术实现思路

1、本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本技术的一个目的在于提出一种钙钛矿太阳能电池。该电池的钙钛矿层不会暴露在空气中,层压后能有效避免电池的短路以及钙钛矿晶格结构稳定,从而具有优异的电性能和较长的使用寿命。

2、本技术的一个方面,本技术公开了一种钙钛矿太阳能电池。根据本技术的实施例,包括基底、透明电极层、第一电荷传输层、钙钛矿层、第二电荷传输层和背电极层,贯穿所述背电极层至所述透明电极层形成有p1凹槽,所述p1凹槽底端露出基底,贯穿所述背电极层至所述第一电荷传输层形成有p2凹槽,所述p2凹槽底端露出所述透明电极层,至少贯穿所述背电极层至所述钙钛矿层形成有p3凹槽,所述p3凹槽的底端露出所述第一电荷传输层,所述p1凹槽和所述p3凹槽填充有绝缘材料,所述p2凹槽填充有导电材料,所述导电材料覆盖所述p1凹槽上端开口的绝缘材料,且所述导电材料延伸至远离所述p2凹槽的所述p1凹槽开口一侧的所述背电极层的表面上。

3、根据本技术上述实施例的钙钛矿太阳能电池,包括基底、透明电极层、第一电荷传输层、钙钛矿层、第二电荷传输层和背电极层。贯穿背电极层至透明电极层形成有p1凹槽,p1凹槽底端露出基底,p1凹槽填充有绝缘材料,从而将透明电极层隔断;贯穿背电极层至第一电荷传输层形成有p2凹槽,p2凹槽底端露出透明电极层,p2凹槽填充有导电材料,导电材料覆盖p1凹槽上端开口的绝缘材料,且导电材料延伸至远离p2凹槽的p1凹槽开口一侧的背电极层的表面上,从而实现了电子的转移;至少贯穿背电极层至钙钛矿层形成有p3凹槽,p3凹槽的底端露出第一电荷传输层,p3凹槽填充有绝缘材料,不仅避免了钙钛矿层暴露在空气中被水氧的腐蚀,而且避免了背电极层刻划后的崩边毛刺在经过层压后造成的电池短路。同时,p1凹槽和p3凹槽之间形成死区,p1凹槽和p3凹槽内的绝缘材料将有效钙钛矿区域和死区钙钛矿区域隔开,从而避免了p2凹槽内导电材料中的金属元素对钙钛矿晶格结构的影响。由此,该电池的钙钛矿层不会暴露在空气中,层压后能有效避免电池的短路以及钙钛矿晶格结构稳定,从而具有优异的电性能和较长的使用寿命。

4、另外,根据本技术上述实施例的钙钛矿太阳能电池还可以具有如下技术特征:

5、在本技术的一些实施例中,贯穿背电极层至第一电荷传输层形成有p3凹槽,p3凹槽底端露出所述透明电极层。

6、在本技术的一些实施例中,所述p1凹槽的宽度为20μm-50μm。

7、在本技术的一些实施例中,所述p2凹槽的宽度为50μm-300μm。

8、在本技术的一些实施例中,所述p3凹槽的宽度为50μm-100μm。

9、在本技术的一些实施例中,所述p1凹槽至所述p3凹槽之间的距离为200μm-500μm。

10、在本技术的一些实施例中,所述p1凹槽的所述绝缘材料延伸至所述p1凹槽的两侧的所述背电极层上,所述p1凹槽单侧的所述背电极层上的所述绝缘材料的宽度不大于300μm。

11、在本技术的一些实施例中,所述p3凹槽的所述绝缘材料延伸至所述p3凹槽的两侧的所述背电极层上,所述p3凹槽单侧的所述背电极层上的所述绝缘材料的宽度不大于300μm。

12、在本技术的一些实施例中,远离所述p2凹槽的所述p1凹槽开口一侧的所述背电极层表面上的所述导电材料的宽度不小于1mm。

13、在本技术的一些实施例中,所述绝缘材料包括环氧树脂、有机硅、聚氨酯、聚甲醛、聚乙烯、聚乙烯基甲醚、聚乙烯基乙醚、乙烯丙烯共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯基咔唑、聚醋酸乙烯酯、聚氟乙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯与六氟丙烯共聚物、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚(α-腈基丙烯酸丁酯)、聚丙烯酰胺、聚丙烯腈、聚异丁烯基橡胶、聚氯代丁二烯、聚顺式-1,4

14、-异戊二烯、古塔橡胶、丁苯橡胶、聚己内酰胺、聚亚癸基甲酰胺、聚己二酰己二胺、聚癸二酰己二胺、聚亚壬基脲、聚间苯二甲酰间苯二胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚环氧乙烷、聚2,6-二甲基对苯醚、聚苯硫醚、聚[双(甲基胺基)膦腈]、聚[双(三氟代乙氧基)膦腈]、聚二甲基硅氧烷、赛璐珞纤维素或聚二苯醚砜中的至少之一。

15、在本技术的一些实施例中,所述导电材料包括聚吡咯、聚苯硫醚、聚酞菁类化合物、聚苯胺和聚噻吩中的至少之一;或者包括金属粉末、石墨和导电胶质粘剂,所述金属粉末包括金粉末、银粉末、铜粉末、铝粉末、锌粉末、铁粉末和镍粉末中的至少之一。

16、本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本专利技术的实践了解到。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种钙钛矿太阳能电池,其特征在于,包括基底、透明电极层、第一电荷传输层、钙钛矿层、第二电荷传输层和背电极层,贯穿所述背电极层至所述透明电极层形成有P1凹槽,所述P1凹槽底端露出基底,贯穿所述背电极层至所述第一电荷传输层形成有P2凹槽,所述P2凹槽底端露出所述透明电极层,至少贯穿所述背电极层至所述钙钛矿层形成有P3凹槽,所述P3凹槽的底端露出所述第一电荷传输层,所述P1凹槽和所述P3凹槽填充有绝缘材料,所述P2凹槽填充有导电材料,所述导电材料覆盖所述P1凹槽上端开口的绝缘材料,且所述导电材料延伸至远离所述P2凹槽的所述P1凹槽开口一侧的所述背电极层的表面上。

2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,贯穿所述背电极层至所述第一电荷传输层形成有所述P3凹槽,所述P3凹槽底端露出所述透明电极层。

3.根据权利要求1或2所述的电池,其特征在于,所述P1凹槽的宽度为20μm-50μm。

4.根据权利要求1或2所述的电池,其特征在于,所述P2凹槽的宽度为50μm-300μm。

5.根据权利要求1或2所述的电池,其特征在于,所述P3凹槽的宽度为50μm-100μm。

6.根据权利要求1或2所述的电池,其特征在于,所述P1凹槽至所述P3凹槽之间的距离为200μm-500μm。

7.根据权利要求1或2所述的电池,其特征在于,所述P1凹槽的所述绝缘材料延伸至所述P1凹槽的两侧的所述背电极层上,所述P1凹槽单侧的所述背电极层上的所述绝缘材料的宽度不大于300μm。

8.根据权利要求1或2所述的电池,其特征在于,所述P3凹槽的所述绝缘材料延伸至所述P3凹槽的两侧的所述背电极层上,所述P3凹槽单侧的所述背电极层上的所述绝缘材料的宽度不大于300μm。

9.根据权利要求1或2所述的电池,其特征在于,远离所述P2凹槽的所述P1凹槽开口一侧的所述背电极层表面上的所述导电材料的宽度不小于1mm。

...

【技术特征摘要】

1.一种钙钛矿太阳能电池,其特征在于,包括基底、透明电极层、第一电荷传输层、钙钛矿层、第二电荷传输层和背电极层,贯穿所述背电极层至所述透明电极层形成有p1凹槽,所述p1凹槽底端露出基底,贯穿所述背电极层至所述第一电荷传输层形成有p2凹槽,所述p2凹槽底端露出所述透明电极层,至少贯穿所述背电极层至所述钙钛矿层形成有p3凹槽,所述p3凹槽的底端露出所述第一电荷传输层,所述p1凹槽和所述p3凹槽填充有绝缘材料,所述p2凹槽填充有导电材料,所述导电材料覆盖所述p1凹槽上端开口的绝缘材料,且所述导电材料延伸至远离所述p2凹槽的所述p1凹槽开口一侧的所述背电极层的表面上。

2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,贯穿所述背电极层至所述第一电荷传输层形成有所述p3凹槽,所述p3凹槽底端露出所述透明电极层。

3.根据权利要求1或2所述的电池,其特征在于,所述p1凹槽的宽度为20μm-50μm。

4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨建王雪戈
申请(专利权)人:极电光能有限公司
类型:新型
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1