[发明专利]一种背接触钙钛矿太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明提出了一种背接触钙钛矿太阳能电池及其制备方法，所述太阳能电池包括衬底，衬底的上侧交替间隔设置有正电极和负电极，正电极的上侧设置有空穴传输层，负电极的上侧设置有电子传输层，空穴传输层和电子传输层的上侧设置有钙钛矿层，钙钛矿层的上侧设置有封装胶层，封装胶层的上侧设置有透明盖板。本发明由于电池入光面没有电极结构阻挡，能够增大太阳能电池吸收光的面积响，增大电池短路电流，进而有效提高太阳能电池的光电转换效率。同时，由于电极部分与钙钛矿层分布于在器件的两侧，有利于对电池的二次修复和回收利用，大幅度降低电池的维护和使用成本。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是指一种背接触钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

背景技术

近年来，钙钛矿太阳能电池取得了阶段性的显著进展，光电转换效率已经提高到20％以上。更重要的是，制备钙钛矿材料所需的元素储量丰富、价格低廉，且钙钛矿材料可以用溶液法加工，这些非常有利于降低太阳能电池的价格，有望真正实现低于传统能源的发电成本。但是由于钙钛矿材料本身的稳定性较差，钙钛矿太阳能电池在制备和使用过程中，需要严格控制钙钛矿材料与水汽的接触。相关的隔离措施，无疑增加了电池的制备和运营成本。另外，现有垂直“三明治”结构的钙钛矿太阳能电池，钙钛矿层通常夹在电子传输层和空穴传输层之间，一旦在使用过程中发生钙钛矿层损坏，很难进行修复和回收利用，增加了污染环境的可能性，也大幅度增大了电池使用过程中的维护成本。因此，现有钙钛矿太阳能电池的结构和制备过程急需改进。

发明内容

本发明提出一种背接触钙钛矿太阳能电池及其制备方法，由于电池入光面没有电极结构阻挡，能够增大太阳能电池吸收光的面积响，增大电池短路电流，进而有效提高太阳能电池的光电转换效率。同时，由于电极部分与钙钛矿层分布于在器件的两侧，有利于对电池的二次修复和回收利用，大幅度降低电池的维护和使用成本。

本发明的技术方案是这样实现的：一种背接触钙钛矿太阳能电池，包括衬底，衬底的上侧交替间隔设置有正电极和负电极，正电极的上侧设置有空穴传输层，负电极的上侧设置有电子传输层，空穴传输层和电子传输层的上侧设置有钙钛矿层，钙钛矿层的上侧设置有封装胶层，封装胶层的上侧设置有透明盖板。

进一步地，正电极和负电极的厚度均为50-800nm，相邻正电极和负电极的间隔为20-100nm。

进一步地，正电极和负电极的厚度均为100-300nm，相邻正电极和负电极的间隔为30-50nm。

进一步地，空穴传输层的厚度为10-100nm，电子传输层的厚度为10-100nm。

进一步地，空穴传输层的厚度为20-50nm，电子传输层的厚度为20-80nm。

进一步地，钙钛矿层的厚度为100-1000nm。

进一步地，钙钛矿层的厚度为200-500nm。

进一步地，正电极或负电极为Ag、Al、Au、Ni、Ti、Cu中的一种或者多种复合。

进一步地，空穴传输层为NiO_x、NiMgO、MoO_x、Spiro-OMeTAD、P3HT、PTAA、PCPDTBT中的一种或者多种复合。

进一步地，电子传输层为ZnO、TiO₂、PCBM中的一种或者多种复合。

进一步地，钙钛矿层为CsPbI₃、FAPbI₃、MAPbI₃中的一种或者多种复合。

进一步地，衬底为玻璃、塑料、金属、陶瓷中的一种或者多种复合。

一种背接触钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

S1)在衬底的上侧制备第一金属电极膜；