[发明专利]一种掺杂荧光材料的背电极和光伏组件及其制备方法

说明书

本发明涉及一种掺杂荧光材料的背电极，背电极为碳电极，在制备碳电极的碳浆原料中掺杂有荧光材料，荧光材料占碳电极原料中含碳材料总量的0.05wt%~20wt%，荧光材料包括无机荧光材料或有机荧光材料，含碳材料包括炭黑粉、石墨粉或碳纳米管中至少一种。本发明还公开该背电极的制备方法以及使用该背电极的光伏组件及其制备方法。本发明将荧光材料与碳材料混合，制备得到含有荧光材料的碳浆料，经过低温退火工艺烧结后，得到含有荧光材料的背电极，利用荧光材料的光致发光性能，提高光伏组件吸光层的吸收率，进而提高了光伏组件的能量转化效率。

技术领域

本发明属于光伏组件制备技术领域，特别涉及一种掺杂荧光材料的背电极和光伏组件及其制备方法。

背景技术

自2009年至今，钙钛矿太阳能电池得到了快速发展，其光电转换效率已从3.8%提升至24%以上，显示出巨大商业价值。传统的钙钛矿电池是蒸镀金属做电极，其昂贵的成本以及蒸镀的工艺限制了钙钛矿电池的大规模、低成本、连续化生产，经济稳定的碳电极将是以后钙钛矿电池的发展趋势。

不含空穴传输层结构的钙钛矿电池近年来得到了广泛的关注，由于其不但使用了便宜稳定、制备工艺简单的碳电极，还去除了昂贵、合成工艺复杂、稳定性较差的空穴传输层，因此具有较大的潜力。但由于此类结构的碳电池能量转化效率较低，目前最高仅为14%左右，因此无法像含有金属电极的结构具有类似的效率，因此，如何提高此类结构的能量转化效率是目前的研究重点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种掺杂荧光材料的背电极和光伏组件及其制备方法，在背电极中掺杂荧光材料，解决常规使用碳电极作为背电极的光伏组件透射到电极处的太阳光没有被充分利用的问题。采用的荧光材料可将紫外或可见光短波部分转化为可见光，使组件的吸光层产生二次吸收，从而提高了光电流和能量转化效率。由于碳电极材料不会与荧光材料发生反应，因此两者可以在同一体系中存在。由于少量掺杂并不会影响碳电极的能级，因此其能级和其他功能层还是匹配的。

本发明是这样实现的，提供一种掺杂荧光材料的背电极，背电极为碳电极，在制备碳电极的碳浆原料中掺杂有荧光材料，荧光材料占碳电极原料中含碳材料总量的0.05wt%~20wt%，荧光材料包括无机荧光材料或有机荧光材料，含碳材料包括炭黑粉、石墨粉或碳纳米管中至少一种。

进一步地，所述无机荧光材料包括钙钛矿量子点材料或无机发光量子点，所述有机荧光材料包括恶二唑及其衍生物类、三唑及其衍生物类、罗丹明及其衍生物类、香豆素类衍生物、1,8-萘酰亚胺类衍生物、吡唑啉衍生物、三苯胺类衍生物、卟啉类化合物、咔唑、吡嗪、噻唑类衍生物、苝类衍生物中任意一种。

进一步地，所述荧光材料包括MAPbX₃、FAPbX₃、CsPbX₃、CsSnX₃、MA₃Bi₂X₉、Cs₃Sb₂X₉、Cs₂AgSbX₆、Cs₃Bi₂X₉、CdS、CdSe、Ag₂Se、CdTe、CdSeTe/ZnS、CdSe/ZnS、CdS/ZnS、CdSe/CsS、CdSe/ZnSe、CdS/CsS、CdS/ZnSe中任意一种，其中，X为Cl^-、Br^-或I^-。

本发明是这样实现的，还提供一种如前所述的掺杂荧光材料的背电极的制备方法，包括如下步骤：