[发明专利]钙钛矿太阳能电池及其制备方法、光伏系统

权利要求书

1.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括由下至上依次设置的玻璃基底、透明导电膜层、空穴传输层、钙钛矿光吸收层、电子传输层及金属电极；

所述钙钛矿太阳能电池还包括间隔设置的第一凹槽、第二凹槽及铁电绝缘层；

所述铁电绝缘层贯通所述空穴传输层、钙钛矿光吸收层、电子传输层及金属电极。

2.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，

所述铁电绝缘层由BaTiO₃、PbTiO₃、BiFeO₃、Pb(Z_r1-xTi_x)O₃中的任意一种材料制成。

3.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，

所述第一凹槽设于所述透明导电膜层上，嵌入所述空穴传输层，将所述透明导电膜层隔离成多个相互绝缘的子单元；

所述第二凹槽贯通所述空穴传输层、所述钙钛矿光吸收层及所述电子传输层，用于嵌入所述金属电极，以实现相邻两个钙钛矿子电池间的串联连接。

4.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，用于制作如权利要求1至3任一所述的钙钛矿太阳能电池，所述钙钛矿太阳能电池制备方法包括以下步骤：

在玻璃基底上沉积透明导电膜层；

采用激光在所述透明导电膜层上切割形成供所述空穴传输层嵌入的第一凹槽；

在所述透明导电膜层上沉积铁电绝缘层，其中，所述铁电绝缘层贯通所述空穴传输层、钙钛矿光吸收层、电子传输层及金属电极；

在所述透明导电膜层上沉积空穴传输层；

在所述空穴传输层上制备钙钛矿光吸收层；

在所述钙钛矿光吸收层上制备电子传输层；

采用激光在所述电子传输层上切割形成贯通所述空穴传输层、钙钛矿光吸收层及电子传输层的第二凹槽；

在所述电子传输层上及所述第二凹槽内沉积所述金属电极；

利用外接电源对所述钙钛矿太阳能电池施加正向铁电极化。

5.如权利要求4所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述利用外接电源对所述钙钛矿太阳能电池施加正向铁电极化还包括以下步骤：

利用恒流电压源施加从所述金属电极指向所述玻璃基底的垂直于所述钙钛矿太阳能电池表面的正向铁电极化；

其中，所述恒流电压源的电场大于铁电矫顽场。

6.如权利要求4所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述在所述透明导电膜层上沉积铁电绝缘层的步骤包括：

在所述透明导电膜层上放置金属掩模板；

采用磁控溅射的方法沉积所述铁电绝缘层。

7.如权利要求4所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述在所述透明导电膜层上沉积空穴传输层的步骤包括：

采用磁控溅射的方法在所述透明导电膜层上沉积所述空穴传输层，所述空穴传输层的厚度为80-100nm。

8.如权利要求4所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述在所述钙钛矿光吸收层上制备电子传输层的步骤包括：

将SnO₂纳米颗粒与去离子水以1:5的体积比溶解；

采用slot-die狭缝涂布方法将其涂布在所述钙钛矿光吸收层上；

采用退火工序制备厚度为50-80nm的电子传输层。

9.如权利要求4所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述在所述电子传输层上沉积金属电极的步骤包括：

采用热蒸镀的方法在所述电子传输层上以及所述第二凹槽内沉积所述金属电极，所述金属电极的厚度为50-70nm。

10.一种光伏系统，其特征在于，包括如权利要求1至3任一所述的钙钛矿太阳能电池、逆变器、蓄电池组及控制器。