[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、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辅助电极及碳电极。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。与贵金属电极相比，基于碳电极的钙钛矿太阳能电池其制备工艺更为简便，并具有更优异的长期稳定性。Anish Priyadarshi等人(Energy Environ.Sci.,2016,9,3687--3692)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，该电池模块有效吸光面积达到70cm²，光电转换效率达到10.46％。专利文献1则公开了一种大面积全固态钙钛矿介观太阳能电池的制备方法，该技术方案同样基于煅烧碳电极，通过改善钙钛矿的填充工艺，获得了10％以上的光电转换效率。

上述两种工艺通过煅烧提高碳电极的导电性，但是煅烧工艺一方面使得制备工艺更为复杂，并限制了其在柔性基底上的应用；另一方面，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，也难以实现对钙钛矿结晶性和形貌的调控。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、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辅助电极及碳电极。

根据本实用新型，通过设置辅助电极，能够极大地提高电荷收集能力，有效降低串联电阻，从而有效降低了能量损耗，由此有效提高了器件光电转换效率。且本实用新型的钙钛矿太阳能电池模块易于制备。

本实用新型中的钙钛矿活性层是在基片上涂覆一整面薄膜制备而成。传统工艺中，钙钛矿薄膜制备好后，再刻蚀去部分钙钛矿薄膜，以避免子电池单元之间的间隔区域残留的钙钛矿增大串联电阻，影响电流收集。然而该工艺的缺点在于工艺复杂，刻蚀难免对钙钛矿薄膜有一定破坏性，且刻蚀造成的粉尘污染对环境有害。因此，本实用新型提出辅助电极来提高电流收集，该辅助电极位置例如可形成为，将第一个子电池单元的碳电极、钙钛矿活性层与相邻的第二个子电池单元的负极连接，提高了电流流经相邻单元的收集能力，避免了能量损失，从而不需要对钙钛矿薄膜进行刻蚀处理。

又，本实用新型中，所述辅助电极为银线，宽度为0.01-2mm，厚度为0.1-20μm。