[发明专利]一种钙钛矿太阳能电池组件及其制备方法

说明书

本发明为一种钙钛矿太阳能电池组件及其制备方法。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。本发明通过机械切割或激光切割制备第一、第二、第三和第四沟道，从而制备本发明所述的钙钛矿太阳能电池组件。

技术领域

本发明涉及一种钙钛矿太阳能电池组件及其制备方法，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及其制备方法。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明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。

本发明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。本发明的钙钛矿太阳能电池结构包括正式(nip)结构和反式(pin)结构。