[发明专利]一种大面积钙钛矿太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种大面积钙钛矿太阳能电池，其特征在于，该电池由若干个间隔一定距离的电池单元并联而成，每一个电池单元由两个钙钛矿太阳能电池串联而成，所有钙钛矿太阳能电池共用一个透明基板；同一个电池单元其中一个钙钛矿太阳能电池依次包括透明基板、ITO导电层、电子传输层、钙钛矿活性层、空穴传输层以及金属电极，另一个钙钛矿太阳能电池依次包括透明基板、ITO导电层、空穴传输层、钙钛矿活性层、电子传输层以及金属电极，同一个电池单元中的两个钙钛矿太阳能电池通过ITO导电层相连形成串联关系，不同电池单元极性相同的金属电极相连形成并联关系；或者同一个电池单元其中一个钙钛矿太阳能电池依次包括透明基板、金属电极、空穴传输层、钙钛矿活性层、电子传输层以及ITO导电层，另一个钙钛矿太阳能电池依次包括透明基板、金属电极、电子传输层、钙钛矿活性层、空穴传输层以及ITO导电层，同一个电池单元中的两个钙钛矿太阳能电池通过金属电极相连形成串联关系，不同电池单元极性相同的ITO导电层相连形成并联关系。

2.如权利要求1所述的一种大面积钙钛矿太阳能电池，其特征在于：所述透明基板为玻璃，所述电子传输层为富勒烯，所述钙钛矿活性层由卤素铯盐、铅盐与甲脒胺盐反应而成，所述金属电极为金，同一电池单元中的两个钙钛矿太阳能电池的空穴传输层分别为酞菁铜和spiro。

3.如权利要求2所述的一种大面积钙钛矿太阳能电池，其特征在于：ITO导电层的厚度为280-320nm，酞菁铜空穴传输层的厚度为3-3.6nm，spiro空穴传输层的厚度为190-210nm，富勒烯电子传输层的厚度为19-21nm，钙钛矿活性层的厚度为190-210nm，金属电极的厚度为55-65nm。

4.一种大面积钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)清洗透明导电基板并在上面刻蚀划线，形成相互独立的电池单元格；

(b)在每一个电池单元的同侧区域上蒸镀形成空穴传输层(3)；

(c)在每一个电池单元的另一侧区域上蒸镀形成电子传输层(4)，相邻的空穴传输层(3)与电子传输层(4)之间间隔一定距离；

(d)在每一个电池单元的空穴传输层(3)和电子传输层(4)上面制备钙钛矿活性层(5)；

(e)在每一个电池单元的钙钛矿活性层(5)上面、空穴传输层(3)对应位置处蒸镀形成电子传输层(6)；

(f)在每一个电池单元的钙钛矿活性层(5)上面余下区域刮涂形成空穴传输层(7)，电子传输层(6)与空穴传输层(7)之间间隔一定距离；

(g)在基板的电子传输层(4)、电子传输层(6)、钙钛矿活性层(5)和空穴传输层(3)、空穴传输层(7)上激光刻蚀线槽(9)，形成太阳能电池预制体，在太阳能电池预制体的表面沉积一层金属电极8，通过金属电极将不同电池单元并联起来；

(h)封装。

5.如权利要求4所述的一种大面积钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述透明导电基板为ITO玻璃，所述电子传输层(4)和电子传输层(6)为富勒烯，所述钙钛矿活性层(5)由卤素铯盐、铅盐与甲脒胺盐反应而成，所述金属电极(8)为金，空穴传输层(3)和空穴传输层(7)分别为酞菁铜和spiro。

6.如权利要求4所述的一种大面积钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤(a)中依次用洗洁精水溶液、去离子水和乙醇超声清洗透明导电基板各15-20min，然后用氮气流将其吹干后在等离子体清洗机中再次清洗9-11min，步骤(c)和(e)中蒸镀电子传输层(4)和电子传输层(6)时真空室的压力为(3.9-4.0)×10^-4Pa。

7.如权利要求4所述的一种大面积钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤(d)中首先在每一个电池单元的空穴传输层(3)和电子传输层(4)上热蒸发一层卤素铯盐，然后在卤素铯盐上蒸镀一层铅盐，最后在铅盐上热蒸发一层甲脒胺盐并进行加热处理，反应生成钙钛矿活性层(5)，其中加热处理温度为155-165℃，反应时间为5-6min，卤素铯盐厚度为25-35nm，铅盐厚度为160-170nm。

8.如权利要求4所述的一种大面积钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤(g)中制备金属电极(8)时的真空度为10^-5-10^-4Pa，金属蒸发速率为0.8-1.2A/s。