一种柔性钙钛矿太阳电池组件及其制作方法与流程

本发明属于光伏电池，特别是涉及一种柔性钙钛矿太阳电池组件及其制作方法。

背景技术：

1、目前，随着全球生态环境和能源短缺问题的日益严峻，太阳能光伏发电受到各国普遍关注。近年来，一种称之为“钙钛矿太阳电池”的新型电池技术引起了科研人员的广泛关注，其电池转换效率在短短的数年时间内迅速提升。钙钛矿是一种具有与矿物钙钛氧化物(catio3)相同的晶体结构的材料，钙钛矿电池是以有机-无机复合型钙钛矿材料作为吸光材料，配合电子和空穴传输的新型太阳能电池。作为第三代太阳能电池技术，钙钛矿电池具有转化效率高、生产成本低、柔性好、清洁廉价等优势，在光伏、新能源、消费电子等领域应用前景可期。

2、目前，在众多实验室研究基础上，玻璃基板上大面积钙钛矿组件已成功面世，柔性组件的大面积生产工艺尚不成熟。因此，提供一种新的柔性钙钛矿太阳电池组件及其制作方法是本领域技术人员需要解决的课题。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种柔性钙钛矿太阳电池组件及其制作方法，用于解决现有技术中单体太阳电池的形状以及组件的面积难于根据具体应用场合来改变的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种柔性钙钛矿太阳电池组件的制作方法，所述制作方法至少包括：

3、1)提供表面贴覆有铝膜的透明柔性衬底，通过卷对卷的蚀刻工艺将所述铝膜刻蚀形成多个单元的底电极线路，每个单元的所述底电极线路包括细栅线和与所述细栅线电气连接的接触电极；

4、2)在所述透明柔性衬底表面依次沉积覆盖所述细栅线的多层结构层，所述多层结构层包括依次形成的第一透明氧化物导电层、第一电子传输层、第一钙钛矿光吸收层及第一空穴传输层，或者包括依次形成的第二空穴传输层、第二钙钛矿光吸收层、第二电子传输层及第二透明氧化物导电层；

5、3)在所述多层结构层表面印刷顶电极栅线，每个单元中的所述顶电极栅线与下一个相邻单元中的所述接触电极电气连接，从而形成串联的所述柔性钙钛矿太阳电池组件。

6、可选地，所述透明柔性衬底为聚酰亚胺衬底或者聚萘二甲酸乙二醇酯衬底。

7、可选地，所述第一透明氧化物导电层为ito、fto、iwo、izo中的一种，采用掩膜溅射方式制备；所述第二透明氧化物导电层为ito、fto、iwo、izo中的一种，采用掩膜溅射方式制备。

8、可选地，所述第一电子传输层为氧化钛、氧化锡、富勒烯衍生物、金属酞菁中的一种，厚度为100～500nm，采用浆料涂覆或掩膜蒸镀的方式制备；所述第二电子传输层为氧化钛、氧化锡、富勒烯衍生物、金属酞菁中的一种，厚度为100～500nm，采用浆料涂覆或掩膜蒸镀的方式制备。

9、可选地，所述第一钙钛矿光吸收层厚度为100nm～1000nm，为abx3结构化合物，其中a为ch3nh3+、nh2-ch＝nh2+、c4h9nh3+、cs+、k+或na+中的一种或组合，b为pb2+、sn2+、ge2+、mn2+、cu2+中的一种或组合，x为cl-、br-、i-中的一种或组合，所述第一钙钛矿光吸收层采用狭缝涂覆法形成；所述第二钙钛矿光吸收层厚度为100nm～1000nm，为abx3结构化合物，其中a为ch3nh3+、nh2-ch＝nh2+、c4h9nh3+、cs+、k+或na+中的一种或组合，b为pb2+、sn2+、ge2+、mn2+、cu2+中的一种或组合，x为cl-、br-、i-中的一种或组合，所述第二钙钛矿光吸收层采用狭缝涂覆法形成。

10、可选地，所述第一空穴传输层包括nixo、v2o5、cui、moo3、cuxo中一种，采用掩膜溅射方式制备。

11、可选地，所述第二空穴传输层为pedot:pss、spiro-ometad、tpd、ptaa、p3ht、pcpdtbt中的一种，采用涂敷或掩膜蒸镀的方式形成。

12、可选地，所述顶电极栅线为丝网印刷低温固化浆料的方式形成，所述低温固化导电浆料为导电银浆、导电铜浆、导电镍浆、导电银包铜浆、导电银包镍浆、导电金浆料中的一种。

13、本发明还提供一种利用上述任意一项所述的柔性钙钛矿太阳电池组件的制作方法所制柔性钙钛矿太阳电池组件。

14、如上所述，本发明的一种柔性钙钛矿太阳电池组件及其制作方法，具有以下有益效果：

15、1)本发明的整体组件利用卷对卷的工艺方式形成，卷对卷技术可以连续生产，极大地提升电池的生产效率，降低生产成本。

16、2)本发明的衬底为透明柔性衬底，可以直接利用电气连接区域形成串联的柔性组件，方便剪裁成合适的大小形状，组件可双面受光，面积形状的设计灵活性高，适用于各种场合的应用。

技术特征：

1.一种柔性钙钛矿太阳电池组件的制作方法，其特征在于，所述制作方法至少包括：

2.根据权利要求1所述的柔性钙钛矿太阳电池组件的制作方法，其特征在于：所述透明柔性衬底为聚酰亚胺衬底或者聚萘二甲酸乙二醇酯衬底。

3.根据权利要求1所述的柔性钙钛矿太阳电池组件的制作方法，其特征在于：所述第一透明氧化物导电层为ito、fto、iwo、izo中的一种，采用掩膜溅射方式制备；所述第二透明氧化物导电层为ito、fto、iwo、izo中的一种，采用掩膜溅射方式制备。

4.根据权利要求1所述的柔性钙钛矿太阳电池组件的制作方法，其特征在于：所述第一电子传输层为氧化钛、氧化锡、富勒烯衍生物、金属酞菁中的一种，厚度为100～500nm，采用浆料涂覆或掩膜蒸镀的方式制备；所述第二电子传输层为氧化钛、氧化锡、富勒烯衍生物、金属酞菁中的一种，厚度为100～500nm，采用浆料涂覆或掩膜蒸镀的方式制备。

5.根据权利要求1所述的柔性钙钛矿太阳电池组件的制作方法，其特征在于：所述第一钙钛矿光吸收层厚度为100nm～1000nm，为abx3结构化合物，其中a为ch3nh3+、nh2-ch＝nh2+、c4h9nh3+、cs+、k+或na+中的一种或组合，b为pb2+、sn2+、ge2+、mn2+、cu2+中的一种或组合，x为cl-、br-、i-中的一种或组合，所述第一钙钛矿光吸收层采用狭缝涂覆法形成；所述第二钙钛矿光吸收层厚度为100nm～1000nm，为abx3结构化合物，其中a为ch3nh3+、nh2-ch＝nh2+、c4h9nh3+、cs+、k+或na+中的一种或组合，b为pb2+、sn2+、ge2+、mn2+、cu2+中的一种或组合，x为cl-、br-、i-中的一种或组合，所述第二钙钛矿光吸收层采用狭缝涂覆法形成。

6.根据权利要求1所述的柔性钙钛矿太阳电池组件的制作方法，其特征在于：所述第一空穴传输层包括nixo、v2o5、cui、moo3、cuxo中一种，采用掩膜溅射方式制备。

7.根据权利要求1所述的柔性钙钛矿太阳电池组件的制作方法，其特征在于：所述第二空穴传输层为pedot:pss、spiro-ometad、tpd、ptaa、p3ht、pcpdtbt中的一种，采用涂敷或掩膜蒸镀的方式形成。

8.根据权利要求1所述的柔性钙钛矿太阳电池组件的制作方法，其特征在于：所述顶电极栅线为丝网印刷低温固化浆料的方式形成，所述低温固化导电浆料为导电银浆、导电铜浆、导电镍浆、导电银包铜浆、导电银包镍浆、导电金浆料中的一种。

9.一种利用权利要求1～8任意一项所述的柔性钙钛矿太阳电池组件的制作方法所制柔性钙钛矿太阳电池组件。

技术总结
本发明提供一种柔性钙钛矿太阳电池组件极其制作方法，包括：1)提供表面贴覆有铝膜的透明柔性衬底，通过卷对卷的蚀刻工艺将铝膜刻蚀形成多个单元的底电极线路，每个单元的底电极线路包括细栅线和与细栅线电气连接的接触电极；2)在透明柔性衬底表面依次沉积覆盖细栅线的多层结构层；3)印刷顶电极栅线，每个单元中的顶电极栅线与下一个相邻单元中的接触电极电气连接，从而形成串联的所述柔性钙钛矿太阳电池组件。本发明的整体组件生产过程适合卷对卷的方式连续生产，直接形成串联组件，并方便剪裁成合适大小形状，组件面积形状的设计灵活性高。

技术研发人员：彭寿,马立云,汪元元,顾娜,殷新建,吴一民,陈瑛,盖琳琳,储静远
受保护的技术使用者：中国建材国际工程集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12