[发明专利]一种导电电极和复合盖板玻璃的制备方法及其应用有效
申请号: | 202210095804.9 | 申请日: | 2022-01-26 |
公开(公告)号: | CN114400290B | 公开(公告)日: | 2023-04-18 |
发明(设计)人: | 李梦洁;赵志国;赵东明;秦校军;丁坤;刘家梁;熊继光 | 申请(专利权)人: | 华能新能源股份有限公司;中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 |
主分类号: | H10K30/88 | 分类号: | H10K30/88;H10K30/82;H10K30/10;H10K30/60;H10K71/00 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 导电 电极 复合 盖板 玻璃 制备 方法 及其 应用 | ||
本发明提供了一种复合盖板玻璃,包括盖板玻璃以及复合于所述盖板玻璃外侧的防水层;所述防水层包括防水基材层以及在所述防水基材层表面形成的荷叶叶脉状纹理层;所述防水层选自MgF2、LiF、氟化钍(ThF4)、Na3AlF6(冰晶石)、ZrF4中的一种或多种。本发明通过特定种类的防水材料并将其制备为具有荷叶叶脉状结构的纹理层,可以实现高效防水,提高组件电池的稳定性,延长使用寿命。
技术领域
本发明属于导电薄膜技术领域,具体涉及一种导电电极和复合盖板玻璃的制备方法及其应用。
背景技术
有机无机杂化钙钛矿材料晶体结构中,有机组分和无机组分通过氢键作用相连,这种弱键键合方式从根源上决定了其具有差的本征稳定性。对于主流的器件结构,环境中水分能通过扩散作用渗透到钙钛矿活性层中,引起器件性能不可逆的破坏。目前,美国可再生能源实验室认证的钙钛矿太阳能电池的光电转换效率依然被标识为不稳定的效率。尽管钙钛矿材料分解的起因已经得到了广泛的研究,钙钛矿光伏器件缺乏长期稳定性依然是限制其未来商业化应用最大的短板。
如何在不损失器件性能的前提下提升钙钛矿太阳能电池的长期稳定性,是目前的研究热点之一。
目前钙钛矿太阳能电池大多采用金属电极,例如:Au、Ag、Cu等不透明电极,然而金属电极的钙钛矿电池不能应用在叠层电池中,因而限制了其应用领域。透明导电膜在光伏电池中主要用作电池的透明电极,不同透明导电膜的电学、光学以及结构对太阳能电池的光电特性和输出特性(如电池的内外量子效率、短路电流、开路电压、填充因子等)会产生不同的影响。作为透明电极,其需要满足以下几个基本条件:(1)具有高透过,以使入射太阳光能被钙钛矿电池有效吸收利用;(2)高电导率,以实现载流子的有效收集;(3)低损低温制备技术,以减少对钙钛矿电池性能的影响。目前研究较多的透明电极包括透明导电氧化物、银纳米线、超薄金属、石墨烯等体系。溅射的透明导电氧化物薄膜是研究最为广泛的透明电极体系,主要以ITO薄膜为主。但是ITO透明导电薄膜低反射率波段很窄,不能增加高透波段的带宽;表面粗糙度较大,降低了钙钛矿对光的吸收;弯折后电导率容易降低,不能满足柔性电子器件的要求;另外,由于铟资源有限,ITO的成本和可持续性都存在隐忧。因此,研究者开始寻找高电导、高透过的透明导电氧化物薄膜体系。
目前钙钛矿电池主要由导电玻璃层(1)、电子传输层(2)、钙钛矿吸收层(3)、空穴传输层(4)、过渡层(5)、透明导电层(6)和盖板玻璃(7)组成。其中过渡层是防止制备透明导电层时对空穴传输层(4)和钙钛矿吸收层(3)造成损伤。制备过渡层会增加工艺流程,增加成本。
发明内容
有鉴于此,本发明要解决的技术问题在于提供一种导电电极和盖板玻璃的制备方法及其应用,本发明提供的复合盖板玻璃可以实现高效防水,提高组件电池的稳定性,延长使用寿命;同时提供一种透明导电电极层,使其可以在叠层电池上应用,扩大应用领域;将此发明的盖板玻璃与钙钛矿底层玻璃制备的功能层进行层压制备,无需过渡层,减少工艺流程,节约成本。
本发明提供了一种复合盖板玻璃,包括盖板玻璃以及复合于所述盖板玻璃外侧的防水层;
所述防水层包括防水基材层以及在所述防水基材层表面形成的荷叶叶脉状纹理层;
所述防水层选自MgF2、LiF、氟化钍(ThF4)、Na3AlF6(冰晶石)、ZrF4中的一种或多种。
优选的,所述盖板玻璃(Glass)的厚度为2~3μm,防水层的厚度为2~30nm,所述荷叶叶脉状纹理为纳米网络结构。
本发明还提供了一种上述复合盖板玻璃的制备方法,包括以下步骤:
A)设计具有荷叶叶脉纹理结构的掩膜版;
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