[实用新型]一种钙钛矿太阳能电池模块

说明书

本实用新型涉及的一种钙钛矿太阳能电池模块包括：多个单节钙钛矿太阳能电池单元和连接相邻的单节钙钛矿太阳能电池单元的连接单元，其中，所述单节钙钛矿太阳能电池单元包括依次叠加设置的衬底、导电层、空穴阻挡层、介孔支架层、图形化的钙钛矿活性层及碳电极，所述连接单元包括设于相邻的单节钙钛矿太阳能电池单元的导电层之间的绝缘带、连接相邻的单节钙钛矿太阳能电池单元的碳电极；相邻的所述单节钙钛矿太阳能电池单元的钙钛矿活性层不连续，所述连接单元不包括钙钛矿活性层。本实用新型能够有效地提高钙钛矿太阳能电池模块的性能。

技术领域

本实用新型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模块。

背景技术

随着能源危机和环境污染的逐渐加剧，人类对可再生能源的需求越来越大。太阳能具有安全、无污染、不受地理条件限制等优势，是各种可再生能源中应用最为广泛、最有发展前途的一种。而在各种有效利用太阳能的技术中，光伏发电无疑是最具有前景的方向之一。在众多新型太阳能电池里，钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells)具有优异的光电转换性能，所需的原材料储量丰富，制备工艺简单，是最具有应用前景的太阳能电池之一。

尽管钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已经达到20％以上，与硅基太阳能电池相近，但是其电池尺寸都很小，不到1cm²，因此，需要开发大尺寸的钙钛矿太阳能电池以推进产业化。直接将电池尺寸增大会显著增加载流子复合几率，从而引起光电流、光电压及转换效率的急剧降低。通过将多个单节钙钛矿太阳能电池串联的方法制备钙钛矿太阳能电池模块，能够，能够有效地避免能量损失。但是钙钛矿活性层的制备方法常用旋涂法，在相邻单节电池的连接处残留的钙钛矿薄膜会增大串联电阻，也不利于器件的长期稳定性，因此对钙钛矿的图形化制备非常关键。

专利文献1公开了一种大面积钙钛矿太阳能电池模块，通过刻蚀工艺去除分隔区域的钙钛矿活性层，但是该技术方案增大了工艺的复杂性。Anish Priyadarshi等人(Energy Environ.Sci.,2016,9,3687--3692)和专利文献2分别公开了一种基于煅烧碳电极的大面积钙钛矿太阳能电池模块。该技术方案中钙钛矿需要后续填充渗透至电池结构中，钙钛矿的均一性较难控制，也很难避免钙钛矿渗透至相邻单节电池的分隔区域中。因此，在钙钛矿太阳能电池领域，仍然缺乏简便易行且成本较低的模块设计。

现有技术文献：

专利文献1：中国专利公开CN106910827A；

专利文献2：中国专利公开CN105576135A。

实用新型内容

鉴于现有技术中存在的上述问题，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种钙钛矿太阳能电池模块及其制备方法，能够有效地提高钙钛矿太阳能电池模块的性能。

一方面，本实用新型的钙钛矿太阳能电池模块，包括：多个单节钙钛矿太阳能电池单元和连接相邻的单节钙钛矿太阳能电池单元的连接单元，其中，所述单节钙钛矿太阳能电池单元包括依次叠加设置的衬底、导电层、空穴阻挡层、介孔支架层、图形化的钙钛矿活性层及碳电极，所述连接单元包括设于相邻的单节钙钛矿太阳能电池单元的导电层之间的绝缘带、连接相邻的单节钙钛矿太阳能电池单元的碳电极；相邻的所述单节钙钛矿太阳能电池单元的钙钛矿活性层不连续，所述连接单元不包括钙钛矿活性层。

根据本实用新型，该钙钛矿太阳能电池模块基于图形化的钙钛矿活性层。钙钛矿图形化是指通过涂覆工艺直接实现条状排列，相互之间分隔开的钙钛矿薄膜。在现有技术中，钙钛矿图形化是通过制备好薄膜后，再刻蚀去部分钙钛矿薄膜形成的。本实用新型中直接通过涂覆工艺来获得图形化的钙钛矿薄膜，简化了工艺，也可避免后续刻蚀对钙钛矿薄膜的破坏，以及避免刻蚀掉的钙钛矿的粉尘污染。通过钙钛矿活性层的图形化避免在相邻单节钙钛矿太阳能电池之间残留钙钛矿，可有效降低电流在通过连接单元时的损耗。