[发明专利]一种钙钛矿太阳能电池模块及其制备方法

说明书

本发明提出了一种钙钛矿太阳能电池模块，包括透明基底以及位于透明基底上多个并排设置的子电池，子电池包括自下而上依次层叠的导电层、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层、背电极层和背电极层隔断，任意相邻两个子电池的导电层之间均设有导电层隔断并且任意一个子电池的导电层上设置有金属栅极。本发明钙钛矿太阳能电池模在透明基底上间隔设置导电层隔断，以形成多个串联的子电池，并在子电池的导电层上设置金属栅极，使得单个子电池内部形成并联结构，从而形成由多个并联的子电池形成串联结构的钙钛矿太阳能电池模块，可根据电流、电压输出需要灵活设计模块结构，同时本发明制备工艺简单、容易实现。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种钙钛矿太阳能电池模块及其制备方法。

背景技术

钙钛矿太阳电池是一种制备工艺简单、光电转化效率高的太阳能发电器件，目前研究较多的钙钛矿太阳电池结构主要为nip型结构，该结构钙钛矿太阳电池包括导电层、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层及背电极层，钙钛矿吸光层吸收光子能量促使电子-空穴分离，电子通过电子传输层被导电层收集，空穴通过空穴传输层被背电极层收集，从而实现光到电的转换过程。

在大面积电池模块中通常要考虑导电层的电阻影响，首先要解决电池模块内部结构问题，目前钙钛矿太阳电池全部采用内部串联的电池模块，即在相隔5mm到30mm间距依次设置导电层隔断结构形成Z型串联模块，该模块可获得较高电压，然而该模块电流较低，由于采用多个条形子电池串联，电池组件内部电阻较大，同时部分遮荫对电池性能影响较大，并且该模块制备工艺复杂，需要对模块中每一层薄膜进行相应的隔断操作且不能相互干扰。

发明内容

基于背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种钙钛矿太阳能电池模块及其制备方法。

本发明提出的一种钙钛矿太阳能电池模块，包括透明基底以及位于透明基底上多个并排设置的子电池，子电池包括自下而上依次层叠的导电层、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层、背电极层和背电极层隔断，任意相邻两个子电池的导电层之间均设有导电层隔断并且任意一个子电池的导电层上设置有金属栅极。

优选的，金属栅极的宽度为0.1-0.5mm，金属栅极的厚度为0.5-10μm。

优选的，金属栅极与导电层隔断垂直设置。

优选的，任意相邻两个子电池的背电极层之间均设有背电极层隔断，任意一个子电池的背电极层与其金属栅极隔断并且该子电池的背电极层与其相邻的一个子电池的金属栅极连接。

本发明提出的一种钙钛矿太阳能电池模块的制备方法，包括以下步骤：

S1、导电层制备：提供一透明基底，在透明基底上间隔形成N个条形的导电层隔断隔断，以形成N+1个子电池导电层，其中N为大于1的正整数；

S2、金属栅极制备：通过丝网印刷的方式在透明基底的任意相邻两个导电层隔断之间印刷金属栅极；

S3、电子传输层制备：在透明基底上采用喷雾热解技术制备电子传输层；

S4、钙钛矿吸光层制备：采用旋涂、喷墨打印或蒸发技术在电子传输层表面上制备钙钛矿吸光层；

S5、空穴传输层制备：采用旋涂、喷墨打印或蒸发技术在钙钛矿吸光层表面上制备空穴传输层；

S6、背电极层制备：采用真空蒸发镀膜技术或丝网印刷技术在空穴传输层表面上制备背电极层，并在背电极层上间隔形成N个条形的背电极层隔断。

优选的，在S1中，采用激光刻蚀或锌粉化学腐蚀方法在透明基底上形成导电层隔断。

优选的，在S3中，将带有金属栅极的透明基底加热至420℃-480℃后，保温18-25min，在氧气保护下在透明基底上均匀喷射二氧化钛前驱体溶液，保温28-35min，形成致密的二氧化钛电子传输层。