一种提升钙钛矿太阳能电池稳定性的方法与流程

1.本发明涉及钙钛矿电池技术领域，具体为一种提升钙钛矿太阳能电池稳定性的方法。


背景技术：

2.清洁能源取代化石能源成为大势所趋，太阳能电池作为清洁能源的代表也正在加速推广，影响太阳能电池大力推广的一大重要原因是其价格相对传统化石能源偏高，钙钛矿太阳能电池因其所需的原材料储量丰富，制备工艺简单且可以采用低温和低成本的工艺实现高品质的薄膜而拥有诱人的前景，该技术也成为取代传统化石能源的最有潜力方案之一。
3.钙钛矿太阳能电池虽然有诸多优点，但在实际使用中也存在一定的缺陷，因为钙钛矿电池材料对潮湿环境非常敏感，将其暴露在潮湿空气会快速分解，因此必须对其进行防水封装，按业界标准，太阳能电池板质保期为二十五年，大致相当于在太阳光下工作五万四千个小时，因此，找到一种能够长时间稳定阻隔水汽的方法十分重要。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种提升钙钛矿太阳能电池稳定性的方法，具备阻隔外界水汽，防止水汽进入钙钛矿电池内部的优点，解决了现有钙钛矿电池封装的防水能力较弱，外界水汽易进入电池内部，从而影响电池正常使用的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种提升钙钛矿太阳能电池稳定性的方法，包括蒸发室、裂解室、镀膜腔室、真空系统、真空计、专用治具和钙钛矿电池，所述蒸发室通过管道与裂解室连接，所述裂解室通过管道与镀膜腔室连接，所述镀膜腔室通过管道与真空系统连接，所述真空计安装在镀膜腔室的侧表面。
8.所述提升钙钛矿太阳能电池稳定性的方法包括以下步骤：
9.第一步：将钙钛矿电池置于专用治具上，专用治具可通过正面栅极或背面电极将钙钛矿电池托起。
10.第二步：将专用治具连同钙钛矿电池一同放入镀膜腔室内。
11.第三步：将镀层原材料放入蒸发室中，关闭蒸发室，使用真空系统将镀膜腔室抽真空至80mtorr以下。
12.第四步：通过程序控制蒸发室逐步升温，最高温度小于160℃。
13.第五步：在蒸发室开始升温的同时将裂解室温度逐渐升至600℃至680℃之间，之后，镀层经过升华和裂解会逐渐沉积在钙钛矿电池表面，形成水氧阻隔膜。
14.优选的，所述水氧阻隔膜g由派瑞林膜组成、派瑞林膜与alo
x
膜组成、派瑞林膜与zro
x
膜组成或由派瑞林膜、alo
x
膜和zro
x
膜共同组成。
15.优选的，所述钙钛矿电池由基板、导电透明电极、多孔层、mali材料层、空穴传输层和背电极膜层组成，所述基板的底部设置有正面栅极，所述背电极膜层的顶部设置有背面电极。
16.与现有技术相比，本发明提供了一种提升钙钛矿太阳能电池稳定性的方法，具备以下有益效果：
17.在镀膜材料经过升华和裂变后，镀膜材料会沉积在钙钛矿电池表面，从而形成水氧阻隔膜，这层水氧阻隔膜不仅可以防止外界水汽进入电池内部，而且还具有良好的透光率，从而达到了阻隔外界水汽，防止水汽进入钙钛矿电池内部的效果，解决了现有钙钛矿电池封装的防水能力较弱，外界水汽易进入电池内部，从而影响电池正常使用的问题。
附图说明
18.图1为本发明结构示意图；
19.图2为本发明全包覆封装水氧阻隔膜结构示意图；
20.图3为本发明半包覆封装水氧阻隔膜结构示意图。
21.其中：1、蒸发室；2、裂解室；3、镀膜腔室；4、真空系统；5、真空计； a、基板；b、导电透明电极；c、多孔层；d、mali材料层；e、空穴传输层； f、背电极膜层；g、水氧阻隔膜；h、正面栅极；i、背面电极。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.请参阅图1-3，一种提升钙钛矿太阳能电池稳定性的方法，包括蒸发室1、裂解室2、镀膜腔室3、真空系统4、真空计5、专用治具和钙钛矿电池，钙钛矿电池由基板a、导电透明电极b、多孔层c、mali材料层d、空穴传输层 e和背电极膜层f组成，基板a的底部设置有正面栅极h，正面栅极h位于导电透明层b的左侧，背电极膜层f的顶部设置有背面电极i，背面电极i位于空穴传输层e的右侧，上述组成部分为钙钛矿电池的常见基本机构，而并非为唯一结构，基板a的材质为玻璃或聚合物，导电透明电极b覆盖在基板下侧，材质为ito或fto，多孔层c位于导电透明电极b的下侧，其材质为二氧化钛或氧化铝，mali材料层d位于多孔层c的下侧，背电极膜层f的材质为金或银，蒸发室1通过管道与裂解室2连接，裂解室2通过管道与镀膜腔室3 连接，镀膜腔室3通过管道与真空系统4连接，真空计5安装在镀膜腔室3 的侧表面，镀膜腔室3的内部与真空计5的内部连通。
24.提升钙钛矿太阳能电池稳定性的方法包括以下步骤：
25.第一步：将钙钛矿电池置于专用治具上，专用治具可通过正面栅极或背面电极将钙钛矿电池托起。
26.第二步：将专用治具连同钙钛矿电池一同放入镀膜腔室3内。
27.第三步：将镀层原材料放入蒸发室1中，关闭蒸发室1，使用真空系统4 将镀膜腔室3抽真空至80mtorr以下。
28.第四步：通过程序控制蒸发室1逐步升温，最高温度小于160℃。
29.第五步：在蒸发室1开始升温的同时将裂解室2温度逐渐升至600℃至 680℃之间，之后，镀层经过升华和裂解会逐渐沉积在钙钛矿电池表面，形成水氧阻隔膜g，而水氧阻隔膜g由派瑞林膜组成、派瑞林膜与alo
x
膜组成、派瑞林膜与zro
x
膜组成或由派瑞林膜、alo
x
膜和zro
x
膜共同组成，该派瑞林膜含派瑞林c/d/n/f/ht中的一种或多种，膜层厚度为0.1至50um，派瑞林膜层外部还可以通过低温原子层沉积技术形成alo
x
膜或zro
x
膜水汽阻隔层，膜层厚度10至1000nm之间，该水氧阻隔膜g可以是一层派瑞林膜加一层alo
x
膜或zro
x
膜，也可以是多层叠加，即派瑞林膜层与alo
x
膜或zro
x
膜反复交错叠加，形成多层复合膜结构。
30.钙钛矿电池表面沉积的水氧阻隔膜可分为两种形式，分别是全包覆式和半包覆式，全包覆式水氧阻隔膜g如图2所示，可以将钙钛矿电池表面除正面栅极和背面电极外的其余部分全部包覆，而半包覆式水氧阻隔膜g如图3 所示，不会将钙钛矿电池表层的基板a包覆，如采用全包覆式水氧阻隔膜g，膜层的透光率将大于百分之八十。
31.以下是派瑞林膜层包覆后水汽渗透率：
[0032][0033]
在经过派瑞林膜加alo
x
膜或zro
x
膜包覆后，水氧阻隔膜g的水汽渗透率将进一步降低，最高可达到10-5
g/m2/d。
[0034]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。