钙钛矿太阳能电池组件的制作方法

本技术属于太阳能电池，特别涉及一种钙钛矿太阳能电池组件。

背景技术：

1、伴随全球能源供应日益紧张，利用太阳能发电成为目前减少环境污染、取代传统能源的一项有效安全的途径。其中，钙钛矿太阳能电池以其低成本、高光电转化效率、易制备、寿命长且可制备柔性透明电池等优异的特性被誉为“光伏领域的新希望”，目前的钙钛矿太阳能电池已经获得了超过25.5％的光电转换效率，应用前景十分广阔。

2、传统的钙钛矿电池结构通常包括：导电基底、电子传输材料、钙钛矿材料吸光层、空穴传输材料和金属电极，这种传统的器件结构在大面积电池模块中首先要解决的就是电池模块内部结构的问题。目前钙钛矿太阳能电池组件实现大面积化通常是采用将电池内部子电池串、并联起来的方式，例如在相隔5μm到30μm间距依次设置导电层隔断结构形成内部串联模块，这种串联方式可获得较高电压，但由于子电池之间间隔串联，导致电池组件内部电阻增大，并且一般是通过激光刻蚀划线和机械切割实现，这极大提高了加工成本，其次，激光和机械还会损伤切割处的截面，进而诱发钙钛矿分解氧化，引起电池性能下降和器件不稳定。

3、另一方面，导电栅极的设置结构也在一定程度上影响了钙钛矿太阳电池的性能。比如，专利cn109830601 a公开了一种单节钙钛矿太阳能电池，该单节钙钛矿太阳能电池包括基础衬底层、透明导电基板层、钙钛矿材料层、电荷传输层、对电极，其中，所述透明导电基板层上设置有导电栅极。

4、上述专利中通过在导电性较差的透明导电基板层中设置导电栅极，一方面提高了透明导电基板表面的平整度，进而解决后续成膜工艺的均匀性问题；另一方面使得光生电子通过导电栅极并传导至电池两端的电极。

5、但是，这种栅极设置方式对栅极厚度要求极高，栅极过厚或过薄反而增加了透明导电基板层的不平整，影响后续成膜质量及器件稳定性，另外，虽然该专利控制导电栅极的覆盖面积为透明导电基板层面积的0.05％-50％，但为了保证电子收集效率，导电栅极的覆盖面积不宜过小，因此，导电栅极遮荫对电池性能影响的缺陷始终难以避免。

6、综上所述，如何提供一种光生电子收集效率高，性能受导电栅极遮荫影响小的钙钛矿太阳能电池组件是当前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供了一种钙钛矿太阳能电池组件，通过导电栅极将任意两个子电池的底电极层与顶电极层之间实现连接，能够提高光生电子收集效率的同时，还能缓解导电栅极对电池有效面积的遮荫问题。

2、本实用新型提供了一种钙钛矿太阳能电池组件，所述钙钛矿太阳能电池组件包括基底层，所述基底层上间隔并排设置有若干子电池；所述子电池从下往上依次包括底电极层、功能层和顶电极层；所述基底层包括导电部分和位于端部的非导电部分，并且任意相邻两个子电池的非导电部分交替首尾排列，任意所述两个相邻子电池的底电极层与顶电极层之间通过导电栅极连接。

3、进一步，所述功能层包括防短路区，所述防短路区部分覆盖前述非导电部。

4、进一步，任意所述子电池的底电极远离非导电部的一端，与相邻子电池的非导电部之间设置有导电栅极。

5、进一步，所述顶电极层覆盖前述导电栅极设于非导电部分上的一端。

6、进一步，所述底电极层上设置有n个条形的导电层间隙，所述导电层间隙共同形成n+1个子电池导电层，n为大于1的正整数。

7、进一步，所述导电层间隙宽度为10μm~1000μm。

8、进一步，所述子电池导电层的宽度为8~15mm。

9、进一步，所述功能层从下往上依次包括第一载流子传输层、钙钛矿层和第二载流子传输层。

10、进一步，所述顶电极层上设置有n个条形的顶电极间隙，所述顶电极间隙共同形成n+1个子电池顶电极层，n为大于1的正整数。

11、进一步，所述顶电极间隙宽度为10μm~1000μm；所述子电池顶电极层的宽度为8~15mm。

12、本实用新型由于采用以上技术方案，与现有技术相比，作为举例，具有以下的优点和积极效果：

13、通过导电栅极将任意两个子电池的底电极层与顶电极层之间实现连接作用，相较于在基底中间位置上设置导电栅极，造成部分遮荫对电池性能影响较大，本实用新型能够使子电池的有效透光面积更大，提高光生电子收集效率的同时，还能缓解导电栅极对电池有效面积的遮荫问题，有效提升电池性能和器件稳定性。

技术特征：

1.一种钙钛矿太阳能电池组件，包括基底层，所述基底层上间隔并排设置有若干子电池；所述子电池从下往上依次包括底电极层、功能层和顶电极层；所述基底层包括导电部分和位于端部的非导电部分，并且任意相邻两个子电池的非导电部分交替首尾排列，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池组件，其特征在于：所述功能层包括防短路区，所述防短路区部分覆盖前述非导电部。

3.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池组件，其特征在于：任意所述子电池的底电极远离非导电部的一端，与相邻子电池的非导电部分之间设置有导电栅极。

4.根据权利要求3所述的钙钛矿太阳能电池组件，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池组件，其特征在于：所述底电极层上设置有n个条形的导电层间隙，所述导电层间隙共同形成n+1个子电池导电层，n为大于1的正整数。

6.根据权利要求5所述的钙钛矿太阳能电池组件，其特征在于：所述导电层间隙宽度为10μm~1000μm。

7.根据权利要求5所述的钙钛矿太阳能电池组件，其特征在于：所述子电池导电层的宽度为8~15mm。

8.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池组件，其特征在于：所述功能层从下往上依次包括第一载流子传输层、钙钛矿层和第二载流子传输层。

9.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池组件，其特征在于：所述顶电极层上设置有n个条形的顶电极间隙，所述顶电极间隙共同形成n+1个子电池顶电极层，n为大于1的正整数。

10.根据权利要求9所述的钙钛矿太阳能电池组件，其特征在于：所述顶电极间隙宽度为10μm~1000μm；所述子电池顶电极层的宽度为8~15mm。

技术总结
本技术提供了一种钙钛矿太阳能电池组件，涉及太阳能电池技术领域。包括基底层，所述基底层上间隔并排设置有若干子电池；所述子电池从下往上依次包括底电极层、功能层和顶电极层；所述基底层包括导电部分和位于端部的非导电部分，并且任意相邻两个子电池的非导电部分交替首尾排列，任意所述两个相邻子电池的底电极层与顶电极层之间通过导电栅极连接。本技术能够提高光生电子收集效率的同时，还能缓解导电栅极对电池有效面积的遮荫问题。

技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：华碧新能源技术研究（苏州）有限公司
技术研发日：20221107
技术公布日：2024/1/11