本发明属于钛矿太阳电池技术领域，具体涉及一种柔性大面积钙钛矿太阳电池组件及其制备方法。
背景技术：
随着全球生态环境和能源短缺问题的日益严峻，清洁可再生的太阳能光伏发电受到各国的普遍重视。钙钛矿太阳电池自2009年首次被报道以来，便吸引了大量科研工作者的兴趣。经过短短几年的发展，其器件效率便从3.8％提升到22％。钙钛矿太阳电池受到全世界光伏领域高度关注的原因，除了它在短时间内达到第一代晶体硅电池的高效率水平，更重要的是其低成本的制备方法，这为低迷中的光伏行业带来了曙光。
依据衬底的类型不同，钙钛矿太阳电池可分为刚性衬底钙钛矿太阳电池和柔性衬底钙钛矿太阳电池。相比于刚性衬底结构，柔性衬底钙钛矿太阳电池更轻，质量比功率更小，并且可卷曲，因此可广泛应用于屋顶电站、光伏建筑一体化、可移动电源等。在产业化生产中，柔性衬底太阳电池可采用卷对卷制造工艺，大幅降低制备成本。
目前柔性衬底钙钛矿太阳电池通常采用以下结构：在柔性透明导电衬底上顺序沉积电子传输层(或空穴传输层)、钙钛矿吸收层、空穴传输层(或电子传输层)，最后沉积金属背电极。柔性透明导电衬底由高透过的PET或PEN塑料薄膜和沉积其上的ITO膜构成。由于光是从柔性透明导电衬底方向入射，因此称这种结构为上衬底结构。柔性钙钛矿太阳电池目前主要处于小面积实验研究阶段，如何实现大面积组件、降低成本并最终实现产业化是其必然的发展趋势。
然而，在推进产业化的过程当中，采用上衬底结构的大面积柔性钙钛矿太阳电池组件会存在下述问题：(1)在高透过的PET或PEN塑料衬底上制备高电导的透明导电层技术难度较大，成品率低，因此基于PET或PEN的柔性透明导电衬底价格非常高(1平方米成本超过1万元)，由此会导致产业化生产的大面积组件成本居高不下；(2)制备大面积钙钛矿太阳电池组件时，需要将大面积电池划分成小电池进行串联，以提升电池的开路电压和功率。由于钙钛矿吸收层不能耐受高温，因此不能采用激光划线，只能采用机械划线。如果采用上述柔性透明导电衬底结构，那么在机械划割钙钛矿吸收层时很容易导致预先沉积于柔性基底上的ITO导电层断裂，从而导致电池失效。因此，无论从成本角度还是从技术角度考虑，上述结构柔性衬底钙钛矿太阳电池难以实现产业化。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决上述的技术问题而提供一种柔性大面积钙钛矿太阳电池组件及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种柔性大面积钙钛矿太阳电池组件，包括依次层叠于柔性衬底之上的金属背反射层、电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层、透明导电前电极、透明封装胶、柔性透明塑料盖板，光由柔性透明塑料盖板方向入射；所述金属背反射层、电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层、透明导电前电极被预设的划槽隔开而形成多个相串联的子电池；
所述金属背反射层及电子传输层被N个间隔的P1划槽切断且该P1划槽中由钙钛矿吸收层完全填充；所述钙钛矿吸收层、空穴传输层、电子传输层被N个间隔的P2划槽切断，所述透明导电前电极通过该P2划槽与相邻子电池的金属背反射层相接；所述透明封装胶填充于该P2划槽中并与透明导电前电极将该P2划槽完全填充；所述P1划槽与P2划槽共用一个边邻接设置；
所述柔性衬底为绝缘衬底或是预先沉积一层用于金属背反射层沉积的绝缘层的金属衬底。
所述P1划槽采用激光刻划方法制备，宽度为30-300μm。
所述P2划槽采用机械刻划方法制备，宽度为P1划槽的2-4倍。
所述金属背反射层为Au、Ag或Al中的一种或者两种间的合金。
所述金属衬底是不透明的柔性不锈钢衬底或钛金属衬底；所述绝缘衬底是聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚丙烯酸酯薄膜、聚醚砜薄膜、聚砜薄膜或聚酰亚胺PI塑料薄膜衬底，或是PET或PEN塑料薄膜衬底。
所述透明封装胶由A胶和B胶混合，低温交联固化形成。
所述金属背反射层、电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层和透明导电前电极采用全固态真空工艺沉积。
所述金属背反射层采用直流磁控溅射或热蒸发方法制备；所述电子传输层采用热蒸发、电子束蒸发或磁控溅射的方法制备；所述钙钛矿吸收层采用热蒸发方法制备；所述空穴传输层采用热蒸发、电子束蒸发或射频磁控溅射方法制备；所述透明导电前电极采用热蒸发或电子束蒸发或射频磁控溅射的方法制备。
本发明的目的还在于提供一种柔性大面积钙钛矿太阳电池组件制备方法，包括如下步骤：
提供柔性衬底，制备依次层叠于所述柔性衬底上的金属背反射层、电子传输层，而后制备将金属背反射层、电子传输层切断的P1划槽；
制备依次层叠于所述电子传输层上的钙钛矿吸收层和空穴传输层，而后相邻所述P1划槽制备将钙钛矿吸收层、空穴传输层、电子传输层切断的P2划槽；
制备层叠于所述空穴传输层上的透明导电前电极，使透明导电前电极在所述P2划槽内与相邻子电池的金属背反射层相接并使所述P2划槽内预留透明封装胶填充区域，该透明封装胶填充区域通过P2划槽内的透明导电前电极与P1划槽隔开；
在所述透明导电前电极表面涂覆透明封装胶，并使透明封装胶填充于所述P2划槽内预留透明封装胶填充区域中；
在所述封装胶表面覆盖柔性透明塑料盖板，而后进行低温交联固化，得到柔性大面积钙钛矿太阳电池组件。
所述封装胶由A胶和B胶混合而成，比例为1:1；混合均匀后，在低真空、常温状态下抽气，排出胶内混入的空气；排气完毕后，再将混合后的封装胶均匀地涂覆在透明导电前电极表面；涂覆完成后将柔性透明塑料盖板平铺于封装胶上，而后进行低温交联固化。
本发明所述柔性大面积钙钛矿太阳电池组件采用下衬底结构，光不从衬底方向入射，因此可以采用廉价的柔性衬底，无需采用昂贵的柔性透明导电衬底，显著降低成本；
且本发明的柔性大面积钙钛矿太阳电池组件的制备方法工艺简单，成品率高，易于实现规模化生产，并且在不影响钙钛矿太阳电池性能的基础上，可避免水汽、化学腐蚀、外应力等外界因素对钙钛矿太阳电池的不利影响，提高电池的可靠性。
所采取的二步刻划工艺可以实现子电池的串联，提升电池的开路电压，并且具有死区面积小、不会损伤膜层的优点。
由于透明导电前电极(ITO透明导电膜)最后沉积，因此前期的P1槽和P2槽刻划并不会导透明导电前电极的膜断裂，提升成品率。
采用A、B胶涂覆封装的方法，工艺简单，设备要求低，不会引入气泡，并且可以实现低温交联固化，避免固化工艺温度导致钙钛矿吸收层分解。
附图说明
图1出示了本发明的柔性大面积钙钛矿太阳电池组件的结构示意图；
图中：1-柔性衬底；2-金属背反射层；3-电子传输层；4-钙钛矿吸收层；5-空穴传输层；6-透明导电前电极；7-透明封装胶；8-柔性透明塑料盖板。
具体实施方式
下面，结合实例对本发明的实质性特点和优势作进一步的说明，但本发明并不局限于所列的实施例。
实施例1：
请参阅图1所示，一种柔性大面积钙钛矿太阳电池组件，包括依次层叠于聚酰亚胺(PI)柔性衬底之上的金属背反射层Ag、电子传输层掺铝氧化锌(AZO)、钙钛矿吸收层CH3NH3PbI3、空穴传输层CuI、透明导电前电极ITO、透明封装胶、柔性透明塑料盖板，光由柔性透明塑料盖板方向入射。
通过二步刻划工序，该大面积组件被划分成一个个子电池。相邻子电池的金属背反射层Ag被P1划槽隔断，通过P2划槽，前一个子电池的透明导电前电极ITO与下一个子电池的金属背反射层Ag相连，从而将各子电池内联形成串联结构。
实施例2：
一种柔性大面积钙钛矿太阳电池组件的制备方法，包括如下步骤：
聚酰亚胺(PI)柔性塑料衬底清洗。
采用脉冲直流磁控溅射的方法在基底上沉积金属背反射层Ag：基底温度25-100℃，溅射气压0.1-10Pa，溅射功率50-300W，Ag膜厚度50-300nm。
采用射频磁控溅射的方法在Ag膜上沉积电子传输层AZO：沉积温度为25-100℃，溅射气压0.1-10Pa，溅射功率50-300W，AZO膜厚度30-100nm；
采用激光划线的方法制备P1划槽，宽度为50-300μm。所述P1划槽划断AZO和Ag电极，触及PI衬底。
采用两步顺序低真空沉积的方法在电子传输层上沉积CH3NH3PbI3吸收层：首先在低真空环境下热蒸发PbI2粉末，而后热蒸发CH3NH3I粉末，取出后在加热板上进行退火形成钙钛矿吸收层，热蒸发真空度为0.01-10Pa，退火温度为50-200℃，膜厚为100-500nm。
采用热蒸发的方法在钙钛矿吸收层上沉积空穴传输层CuI：电流为20-60A，膜层厚度为20-100nm。
采用机械划线方法制备P2划槽，宽度为P1划槽的2-3倍，P2划槽划断空穴传输层CuI、钙钛矿吸收层和电子传输层AZO，触及金属背反射层Ag。
采用热蒸发铟锡合金的方法在空穴传输层上沉积ITO：温度100-400℃，氧气压0.1-10Pa，膜层厚度50-300nm。
引出正负电极；
在透明导电前电极和P2划槽表面涂覆封装胶。所述封装胶由A胶和B胶混合而成，比例为1:1；混合均匀后，在低真空、常温状态下抽气，排出胶内混入的空气，真空度为1-102帕，时间为100-200min；排气完毕后，再将混合后的封装胶进行涂覆，厚度为1-5mm；
将高透过的柔性透明塑料衬底平铺于封装胶表面，在低真空低温下层压固化，层压温度为120℃。
完成柔性大面积钙钛矿太阳电池组件制备。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。