[发明专利]一种钙钛矿太阳能电池组件及其制备方法

说明书

本发明涉及一种钙钛矿太阳能电池组件，包括若干相互分隔的钙钛矿太阳能电池单体以及将各个分隔的钙钛矿太阳能电池单体连接起来的结构化区域，钙钛矿太阳能电池单体包括第一电极2、钙钛矿层3以及第二电极4，钙钛矿层3设置在第一电极2与第二电极4之间。本发明还涉及一种钙钛矿太阳能电池组件的制备方法，包括：（1）第一电极2的制备；（2）制备形成钙钛矿层3所需的第一类钙钛矿前驱体材料BX₂的薄膜；（3）把形成钙钛矿层3所需的第二类钙钛矿前驱体材料AX沉积到步骤（2）形成的BX₂的薄膜的表面；（4）第二电极4的制备；（5）第二电极4制备后的局部刻蚀。本发明提供一种利用两步法制备钙钛矿太阳能电池组件的方法，实现大面积太阳能电池组件的制备。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，特别涉及一种钙钛矿太阳能电池组件及其制备方法。

背景技术

现有的制造钙钛矿太阳能电池的技术方案普遍地只适合于制备小面积的电池，用于科学研究而无法大规模生产。少数有关钙钛矿太阳能电池组件的专利则只针对钙钛矿一次涂布成型的成膜工艺。目前，钙钛矿太阳能电池的钙钛矿成膜主要有两种方法：一步法（一次成型）和两步法。一步法成型的工艺因为减少了一个步骤，相对更简单，但是与其相兼容的工艺方法有限，仅限于几种溶液涂布的方法，大面积涂布的薄膜的缺陷较多，同时由于该涂布过程不仅仅是溶剂挥发、溶质沉积的简单过程，还伴随着两种反应物在溶液里反应、结晶形成钙钛矿晶体的过程。因此，一步法的缺点是很难控制反应过程，容易在形成的钙钛矿晶体中产生缺陷。在两步法的方案中，结晶过程得到有效控制，成膜质量更佳。

此外，现有的钙钛矿太阳能电池组件，钙钛矿光伏活性层被夹在透明导电电极和金属电极之间，这样的组件技术方案使得光线只能从透明基底一侧入射。这样限制了基底的选择范围，更限制了对光能的有效利用。

因此，现有技术有待进一步改善。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种钙钛矿太阳能电池组件及其制备方法，首次提供了一种利用两步法制备钙钛矿太阳能电池组件的方法。同时通过调整透明导电电极的部署，可以实现光线从正反两个方向的入射，提高光能利用率，也可以允许在选择基底材料时选择不透明但隔水性更佳的基底材料，提高组件稳定性。

本发明是这样实现的，提供一种钙钛矿太阳能电池组件，包括若干相互分隔的钙钛矿太阳能电池单体以及将各个分隔的钙钛矿太阳能电池单体连接起来的结构化区域，所述钙钛矿太阳能电池单体包括第一电极、钙钛矿层以及第二电极，所述钙钛矿层设置在第一电极与第二电极之间；所述第一电极和第二电极分别可以是透明导电电极和普通金属电极，其中至少有一个是透明导电电极；所述钙钛矿层材料的分子结构为ABX₃，所述钙钛矿层由两类钙钛矿前驱体材料先后成膜并相互反应形成，所述的两类钙钛矿前驱体材料分别为BX₂和AX，其中，A为铯、铷、胺基、脒基或者碱族中的至少一种阳离子，B为铅、锡、钨、铜、锌、镓、锗、砷、硒、铑、钯、银、镉、铟、锑、锇、铱、铂、金、汞、铊、铋或者钋中的至少一种二价金属阳离子，X为碘、溴、氯、砹中的至少一种阴离子，并且BX₂中的X与AX中的X不一定相同。

本发明的一种钙钛矿太阳能电池组件通过调整透明导电电极的部署，可以实现光线从正反两个方向的入射，提高光能利用率，也可以允许在选择基底材料时选择不透明但隔水性更佳的基底材料，提高组件稳定性。

本发明是这样实现的，提供一种前述的钙钛矿太阳能电池组件的制备方法，包括以下步骤：

（1）所述第一电极的制备，和/或制备后的局部刻蚀；

（2）制备形成所述钙钛矿层所需的第一类钙钛矿前驱体材料BX₂的薄膜，和/或制备前的局部刻蚀；