[实用新型]一种管式钙钛矿太阳能电池及太阳能电池组件

说明书

为克服现有管状钙钛矿电池结构存在光电转换效率不高的问题，本实用新型提供了一种管式钙钛矿太阳能电池，包括由外至内依次设置的透明导电管、功能层和线状电极，所述功能层覆盖于所述透明导电管的内壁以形成管状结构，所述功能层包括可位置互换的电子传输层和钙钛矿吸收层，所述线状电极沿所述管式钙钛矿太阳能电池的轴向在所述功能层的内壁上延伸。本实用新型还提供了包括上述管式钙钛矿太阳能电池的太阳能电池组件。本实用新型提供的管式钙钛矿太阳能电池提升了对光的吸收效率，提高能量转换效率。

技术领域

本实用新型属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种管式钙钛矿太阳能电池及太阳能电池组件。

背景技术

钙钛矿太阳能电池由透明电极，电子传输层，钙钛矿吸收层，空穴传输层和金属电极组成，其中透明电极主要是以导电玻璃或者柔性材料作为基底，依次向上是致密层，多孔支架层，钙钛矿吸收层，空穴传输层以及背电极，目前钙钛矿太阳能电池从外视上可分为平面结构和管状结构，从内部结构上可以分为顺式(p-i-n型)和反式(n-i-p型)，其中顺式和反式的平面结构钙钛矿电池在市面上均已有报道，两者性能各有优势，而管状的钙钛矿结构却较少，尤其是反式的管状钙钛矿结构，这是因为在顺式结构中致密层和介孔层需要高温退火，而后续的空穴传输层大多为有机物，不耐高温，因此常规的方法是在导电材料上先制备致密层和介孔层，高温退火后再制备吸光层，空穴传输层，最后在表面蒸镀或者溅射金属电极导电，但是由于表层金属电极不透光，由该法制备的管式钙钛矿无法从外部光照，光线只能由管内传输，受光面积十分有限，极大的限制了管式钙钛矿电池在组件端发电的应用。

现有的管状钙钛矿电池结构的中心电极通常为金属材料，为了避免对光的遮挡，致密层，多孔支架层和空穴传输层通常选用透光性高的材料，由于钙钛矿吸收层对光的吸收不完全，则进入管状钙钛矿电池结构的光线会被中心的电极进行部分遮挡，影响光电转换效率。

实用新型内容

针对现有管状钙钛矿电池结构存在光电转换效率不高的问题，本实用新型提供了一种管式钙钛矿太阳能电池及太阳能电池组件。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一方面，本实用新型提供了一种管式钙钛矿太阳能电池，包括由外至内依次设置的透明导电管、功能层和线状电极，所述功能层覆盖于所述透明导电管的内壁以形成管状结构，所述功能层包括可位置互换的电子传输层和钙钛矿吸收层，所述线状电极沿所述管式钙钛矿太阳能电池的轴向在所述功能层的内壁上延伸。

可选的，所述线状电极为包括银、钛、金中的一种或多种的金属丝，所述线状电极部分熔融与所述功能层的内壁电连接。

可选的，所述透明导电管包括透明管以及设置于所述透明管表面的透明导电层。

可选的，所述透明导电层为掺氟氧化锡层或掺铟氧化锡层。

可选的，所述线状电极的数量为2个，2个所述线状电极分别设置于所述功能层相对的两侧内壁上，所述线状电极的线宽为1～200μm。

可选的，所述功能层还包括有空穴传输层，所述空穴传输层、所述钙钛矿吸收层和所述电子传输层由外至内依次排布。

可选的，所述功能层还包括有空穴传输层，所述电子传输层、所述钙钛矿吸收层和所述空穴传输层由外至内依次排布。

可选的，所述空穴传输层厚度为50～300nm，所述空穴传输层为无机材料层或有机材料层，所述无机材料层选自金属氧化物层，所述有机材料层选自PEDOT:PSS层、Spiro-OMeTAD层、酞菁铜层或PTAA层。

可选的，所述电子传输层包括介孔层和致密层，所述介孔层的厚度为10～100nm，所述致密层的厚度为20～50nm，所述介孔层位于所述致密层的内侧，所述钙钛矿吸收层位于所述介孔层的内侧。

可选的，所述钙钛矿吸收层的厚度为200～400nm。