[发明专利]一种钙钛矿太阳电池的封装方法

权利要求书

1.一种钙钛矿太阳电池的封装方法，其特征在于其封装电池结构自下到上包括：1)衬底；2)电极；3)边缘封装材料；4)电子传输层；5)钙钛矿吸收层；6)空穴传输层；7)薄膜封装材料；8)盖板。该方法利用加热设备使边缘封装材料与薄膜封装材料熔融从而将衬底与盖板产生胶连隔绝钙钛矿太阳电池与外界环境，该封装方法可以完全避免钙钛矿太阳电池暴露于水、氧等工作环境中所发生的降解，提高钙钛矿太阳电池稳定性。

2.根据专利要求1所述的钙钛矿太阳电池的封装方法，其特征在于所用衬底与盖板可以但不局限于玻璃、金属、聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、及其衍生物等柔性或刚性，衬底厚度为0.7mm-3mm，盖板厚度为0.5mm-4mm。

3.根据专利要求1所述的钙钛矿太阳电池的封装方法，其特征在于如果衬底具有绝缘性，需要在衬底上制备透明导电氧化物薄膜，透明导电氧化物薄膜可以但不局限于氧化铟锡(ITO)、掺铝的氧化锌(AZO)、掺铟的氧化锌(IZO)、掺氟的氧化锡(FTO)、氧化铟钨(IWO)、氧化铟铈(ICO)、Ag纳米线的一种或多种，厚度一般为100nm-400nm，且透明导电氧化物薄膜通过激光刻蚀或者绝缘材料填充等方式进行相互隔断。如果衬底导电，则无需制备透明导电氧化物薄膜。

4.根据专利要求1所述的钙钛矿太阳电池的封装方法，其特征在于钙钛矿太阳电池边缘通过在60-150℃温度下融化的环氧树脂、聚异丁烯(PIB)、有机硅胶等低水蒸气渗透率的绝缘密封材料中的一种或多种以隔绝外界环境。

5.根据专利要求1所述的钙钛矿太阳电池的封装方法，其特征在于所述钙钛矿材料为多晶态或者单晶态的有机-无机杂化ABX₃，其中A位为MA⁺、FA⁺、Cs⁺、Rb⁺等有机无机阳离子，B位为Pb²⁺、Sn²⁺等金属阳离子，C位为Cl^-、Br^-、I^-等卤素阴离子。

6.根据专利要求1所述的钙钛矿太阳电池的封装方法，其特征在于在钙钛矿太阳电池表面覆盖对钙钛矿惰性的薄膜封装材料，该薄膜封装材料可以但不局限于共聚酯(PES)、醋酸丙烯酸共聚物(EAA)、聚氨酯(PU)、聚烯烃(PO)和聚酰胺(PA)等热熔胶中的一种或多种。

7.根据专利要求1所述的钙钛矿太阳电池的封装方法，其特征在于封装过程中所使用的边缘封装材料和薄膜封装材料应当在60-150℃温度下5-30分钟内得到流体熔胶。

8.根据专利要求1所述的钙钛矿太阳电池的封装方法，其特征在于封装过程中所使用的加热设备可以但不局限于压烫机、复合机、高周波、层压机、加热台中的一种或多种，其可以达到的最高加热温度应当不小于150℃。

9.根据专利要求1所述的钙钛矿太阳电池的封装方法，其特征在于对于绝缘衬底其制备顺序依次为：1)清洗衬底；2)制备良好导电性的薄膜；3)形成相互隔断的导电薄膜；4)在导电薄膜上制备电子传输层；5)在电子传输层上制备钙钛矿吸收层；6)在钙钛矿吸收层上制备空穴传输层；7)在导电薄膜边缘和空穴传输层上制备金属电极；8)在电池表面覆盖薄膜封装材料；9)在电池边缘覆盖边缘密封材料；10)在薄膜封装材料上覆盖盖板；11)在专利要求8所述的加热设备中加热使封装材料充分熔融。对于导电衬底其制备顺序依次为：1)清洗衬底；4)在衬底上制备电子传输层；5)在电子传输层上制备钙钛矿吸收层；6)在钙钛矿吸收层上制备空穴传输层；7)在衬底和空穴传输层上制备金属电极；8)在电池表面覆盖薄膜封装材料；9)在电池边缘覆盖边缘密封材料；10)在薄膜封装材料上覆盖盖板；11)在专利要求8所述的加热设备中加热使封装材料充分熔融。对于反式钙钛矿太阳电池的封装顺序可以对调上述过程中的4)和6)。

10.根据专利要求1所述的钙钛矿太阳电池的封装方法，其特征在于将钙钛矿太阳电池封装后进行固化处理，固化时间为1-15天。