[实用新型]一种单节钙钛矿太阳能电池及其钙钛矿太阳能电池模块

说明书

技术领域

本实用新型属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种单节钙钛矿太阳能电池及其钙钛矿太阳能电池模块。

背景技术

太阳能光伏发电是解决目前日益严重的能源与环境问题的一种有效手段。经过数十年的发展，电池的种类从传统的单晶硅电池发展到各类新型太阳能电池，包括无机半导体薄膜电池、有机半导体薄膜电池、染料敏化电池以及钙钛矿薄膜电池等。在染料敏化太阳能电池基础上发展起来的钙钛矿太阳能电池，在短短几年内实现了光电转换效率的飙升，被Science评为“2013年十大科学突破”之一。钙钛矿太阳电池光电转换效率在短短几年的研究效率如此迅速的提升，这在太阳能电池研究领域是没有先例的，已经引起了国内外学术界和工业界广泛关注和兴趣。

这种新型太阳能电池包括透明导电基底(透明基底上沉积导电层)，在该导电基底上形成的光生电单元(例如，由电子传输层、钙钛矿光电转换层和空穴传输层形成的光生电单元)，以及对电极层。钙钛矿太阳能电池可以分为正式和反式两种，正式太阳能电池基本结构是FTO/电子传输层(如二氧化钛)/钙钛矿/空穴传输层(如Spiro-MeTAD)/金属电极(如Au)；反型钙钛矿电池基本结构是ITO或FTO/空穴传输层(如PEDOT:PSS)/钙钛矿/电子传输层(如PCBM)/金属电极(如Ag)。

相比于其他太阳能电池，作为光电转换层的有机-无机杂化钙钛矿具有大的光吸收系数、高的载流子迁移率和价带低等特征，是一种非常良好的光吸收材料。2006年，日本Miyasaka课题组首次报道将CH₃NH₃PbX₃型钙钛矿用于太阳能电池，光电转换效率仅为3％。2011年，韩国Park等报道出此类电池效率提升为6.5％。2013年，英国Snaith等将钙钛矿太阳能电池提高到9％，这时钙钛矿电池的研究引起了太阳能研究领域的高度关注。2014年，韩国Seok课题组通过改善钙钛矿形貌与调节钙钛矿组成成分，大幅度提高了效率，获得了超过20％的认证效。2015年，韩礼元等通过优化界面层，大幅度提高了界面层的导电性，进而可以制备大面积的电池，并采用了无机界面层同时提高了器件的稳定性。这是首次认证的大于1cm²的钙钛矿太阳能电池器件，获得了15％的光电转换效率。

钙钛矿太阳能电池在电池效率、器件结构和制备方法上有了迅速进步和发展。但是现在报道的钙钛矿电池的有效面积相对比较小(0.2cm²以下)、并且器件稳定性差，因此这类太阳能电池产业化任重而道远。目前，作为一种仍较为新颖的太阳能电池，研究人员对于器件稳定性方面的研究主要集中在改进材料层的性能方面，但是，这种对材料性能的改进往往伴随着工艺复杂化，以及成本大幅增加的问题。因此，在钙钛矿太阳能电池领域，仍缺乏简便易行且成本较低的可提高器件稳定性方面的工艺设计。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种单节钙钛矿太阳能电池。该电池采用了特殊的结构设计，使得器件稳定性得到改善。

本实用新型的另一目的是提供一种包括上述单节钙钛矿太阳能电池的钙钛矿太阳能电池模块。

本实用新型的又一目的是提供一种用于断开钙钛矿太阳能电池中设于基底上的连续导电层的隔断沟道。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种单节钙钛矿太阳能电池，该单节钙钛矿太阳能电池导电层的至少一个断开端具有第一斜坡结构，所述第一斜坡结构具有与基底成110-170°的第一坡面。