[发明专利]一种特定结构的钙钛矿太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明属于钙钛矿太阳能技术领域，具体涉及一种特定结构的的钙钛矿太阳能电池及其封装方法。所述钙钛矿太阳能电池由导电基体、电荷传输层1、钙钛矿层、电荷传输层2、电极层、阻隔/封装复合层和覆盖层组成，所述导电基体上依次生长有电荷传输层1、钙钛矿层、电荷传输层2、电极层，所述电极层上设有阻隔/封装复合层,将所述电荷传输层1、钙钛矿层、电荷传输层2和电极层覆盖在其下，所述阻隔/封装复合层上覆盖了覆盖层。本发明采用由阻隔层与封装层构成的复合层对电池进行封装，利用刚性阻隔层和塑性高分子封装层的有机复合，结合外覆盖层，实现了钙钛矿电池稳定性大幅提升，大大提高了钙钛矿电池效率。

技术领域

本发明属于钙钛矿电池技术领域，具体涉及一种特定结构的钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

背景技术

目前，研究和应用最广泛的太阳能电池主要是硅系太阳能电池，但由于其制备工艺复杂、能耗大，使得生产成本长期居高不下，并且生产过程中会对环境造成污染，因此其应用受到了很大的限制。近年来，钙钛矿太阳能电池发展迅速，其转换效率突破20％，并且制备条件简单(可通过溶液旋涂、印刷、3D打印技术制备)，可操作调控性广，易于实现大面积制备，因而是目前最有希望实现产业化的太阳能电池。但是由于钙钛矿材料本身的性质对水氧敏感，导致暴露在空气中的钙钛矿电池效率衰减很快，放置在空气中一段时间后效率大幅下降，这就限制了钙钛矿电池发展，为了克服这一问题急需一种钙钛矿电池封装工艺，能让电池稳定高效的工作。当前电池器件主要结构不具备良好的抗湿特性，另外普通结构的电池由于钙钛矿的低熔点特性，易受到封装过程的影响，显著降低效率。通过本发明使用的复合结构能显著提升器件对水氧稳定性及减少封装工艺对器件性能的影响。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种新结构的钙钛矿太阳能电池和封装方法，利用具有刚性特征的阻隔层，实现功能层和封装层的分离，同时达到阻隔特性和电池功能的保护。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种特定结构的钙钛矿太阳能电池，所述钙钛矿太阳能电池由导电基体、电荷传输层1、钙钛矿层、电荷传输层2、电极层、阻隔/封装复合层和覆盖层组成，所述导电基体上生长有电子传输层1，所述电荷传输层1上设有钙钛矿层，所述钙钛矿层上设有电荷传输层2，所述电荷传输层2上设有电极层，所述电极层上设有阻隔/封装复合层,将所述电荷传输层1、钙钛矿层、电荷传输层2和电极层覆盖在其下，所述阻隔/封装复合层上覆盖了覆盖层。

上述方案中，所述导电基体采用FTO导电玻璃或ITO导电玻璃或导电PET。

上述方案中，所述钙钛矿层为ABX₃(A＝HC(NH₂)₂⁺、CH₃NH₃⁺等，B＝Pb²⁺、Sn²⁺等，X＝F^-、Cl^-、Br-、I^-等)，所述钙钛矿层的厚度为600～800nm。

上述方案中，当所述电荷传输层1为电子传输层时，所述电荷传输层2为空穴传输层；当所述电荷传输层1为空穴传输层时，所述电荷传输层2为电子传输层。

上述方案中，所述电子传输层的厚度20～100nm，空穴传输层的厚度为70～150nm。

上述方案中，所述空穴传输层采用Spiro-OMeTAD或者PEDOT:PSS等

上述方案中，所述电极层为采用金或银的金属电极层。

上述方案中，所述阻隔/封装复合层由阻隔层和封装层复合而成，首先在电极层上覆盖阻隔层、随后覆盖封装层，经压制后形成阻隔/封装复合层，所述阻隔层和封装层的厚度之比为1:1～1:10。