[實用新型]一種鈣鈦礦太陽能電池模塊

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821027923.6
• 申請日: 2018-06-30
• 公開（公告）號: CN208352343U
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊松旺;邵君;趙慶寶;黃綿吉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L27/30;H01L51/48
• 代理公司: 上海瀚橋?qū)＠硎聞?wù)所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;姚佳雯

本實用新型涉及的一種鈣鈦礦太陽能電池模塊包括：多個單節(jié)鈣鈦礦太陽能電池單元和連接相鄰的單節(jié)鈣鈦礦太陽能電池單元的連接單元，其中，所述單節(jié)鈣鈦礦太陽能電池單元包括依次疊加設(shè)置的襯底、導(dǎo)電層、空穴阻擋層、介孔支架層、圖形化的鈣鈦礦活性層及碳電極，所述連接單元包括設(shè)于相鄰的單節(jié)鈣鈦礦太陽能電池單元的導(dǎo)電層之間的絕緣帶、連接相鄰的單節(jié)鈣鈦礦太陽能電池單元的碳電極；相鄰的所述單節(jié)鈣鈦礦太陽能電池單元的鈣鈦礦活性層不連續(xù)，所述連接單元不包括鈣鈦礦活性層。本實用新型能夠有效地提高鈣鈦礦太陽能電池模塊的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鈣鈦礦太陽能電池模塊。

背景技術(shù)

隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染的逐漸加劇，人類對可再生能源的需求越來越大。太陽能具有安全、無污染、不受地理條件限制等優(yōu)勢，是各種可再生能源中應(yīng)用最為廣泛、最有發(fā)展前途的一種。而在各種有效利用太陽能的技術(shù)中，光伏發(fā)電無疑是最具有前景的方向之一。在眾多新型太陽能電池里，鈣鈦礦太陽能電池(perovskite solar cells)具有優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換性能，所需的原材料儲量豐富，制備工藝簡單，是最具有應(yīng)用前景的太陽能電池之一。

盡管鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到20％以上，與硅基太陽能電池相近，但是其電池尺寸都很小，不到1cm²，因此，需要開發(fā)大尺寸的鈣鈦礦太陽能電池以推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化。直接將電池尺寸增大會顯著增加載流子復(fù)合幾率，從而引起光電流、光電壓及轉(zhuǎn)換效率的急劇降低。通過將多個單節(jié)鈣鈦礦太陽能電池串聯(lián)的方法制備鈣鈦礦太陽能電池模塊，能夠，能夠有效地避免能量損失。但是鈣鈦礦活性層的制備方法常用旋涂法，在相鄰單節(jié)電池的連接處殘留的鈣鈦礦薄膜會增大串聯(lián)電阻，也不利于器件的長期穩(wěn)定性，因此對鈣鈦礦的圖形化制備非常關(guān)鍵。

專利文獻(xiàn)1公開了一種大面積鈣鈦礦太陽能電池模塊，通過刻蝕工藝去除分隔區(qū)域的鈣鈦礦活性層，但是該技術(shù)方案增大了工藝的復(fù)雜性。Anish Priyadarshi等人(Energy Environ.Sci.,2016,9,3687--3692)和專利文獻(xiàn)2分別公開了一種基于煅燒碳電極的大面積鈣鈦礦太陽能電池模塊。該技術(shù)方案中鈣鈦礦需要后續(xù)填充滲透至電池結(jié)構(gòu)中，鈣鈦礦的均一性較難控制，也很難避免鈣鈦礦滲透至相鄰單節(jié)電池的分隔區(qū)域中。因此，在鈣鈦礦太陽能電池領(lǐng)域，仍然缺乏簡便易行且成本較低的模塊設(shè)計。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)：

專利文獻(xiàn)1：中國專利公開CN106910827A；

專利文獻(xiàn)2：中國專利公開CN105576135A。

實用新型內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種鈣鈦礦太陽能電池模塊及其制備方法，能夠有效地提高鈣鈦礦太陽能電池模塊的性能。

一方面，本實用新型的鈣鈦礦太陽能電池模塊，包括：多個單節(jié)鈣鈦礦太陽能電池單元和連接相鄰的單節(jié)鈣鈦礦太陽能電池單元的連接單元，其中，所述單節(jié)鈣鈦礦太陽能電池單元包括依次疊加設(shè)置的襯底、導(dǎo)電層、空穴阻擋層、介孔支架層、圖形化的鈣鈦礦活性層及碳電極，所述連接單元包括設(shè)于相鄰的單節(jié)鈣鈦礦太陽能電池單元的導(dǎo)電層之間的絕緣帶、連接相鄰的單節(jié)鈣鈦礦太陽能電池單元的碳電極；相鄰的所述單節(jié)鈣鈦礦太陽能電池單元的鈣鈦礦活性層不連續(xù)，所述連接單元不包括鈣鈦礦活性層。

根據(jù)本實用新型，該鈣鈦礦太陽能電池模塊基于圖形化的鈣鈦礦活性層。鈣鈦礦圖形化是指通過涂覆工藝直接實現(xiàn)條狀排列，相互之間分隔開的鈣鈦礦薄膜。在現(xiàn)有技術(shù)中，鈣鈦礦圖形化是通過制備好薄膜后，再刻蝕去部分鈣鈦礦薄膜形成的。本實用新型中直接通過涂覆工藝來獲得圖形化的鈣鈦礦薄膜，簡化了工藝，也可避免后續(xù)刻蝕對鈣鈦礦薄膜的破壞，以及避免刻蝕掉的鈣鈦礦的粉塵污染。通過鈣鈦礦活性層的圖形化避免在相鄰單節(jié)鈣鈦礦太陽能電池之間殘留鈣鈦礦，可有效降低電流在通過連接單元時的損耗。