[實(shí)用新型]一種鈣鈦礦太陽能電池模塊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821027961.1
• 申請(qǐng)日: 2018-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN208352344U
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊松旺;李嘉慶;邵君;趙慶寶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號(hào): H01L51/42
• 分類號(hào): H01L51/42;H01L51/44;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(shí)用新型涉及的一種鈣鈦礦太陽能電池模塊包括：多個(gè)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、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輔助電極及碳電極。本實(shí)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(shí)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(duì)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?xiàng)l件限制等優(yōu)勢(shì)，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(chǔ)量豐富，制備工藝簡(jiǎn)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。與貴金屬電極相比，基于碳電極的鈣鈦礦太陽能電池其制備工藝更為簡(jiǎn)便，并具有更優(yōu)異的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。Anish Priyadarshi等人(Energy Environ.Sci.,2016,9,3687--3692)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，該電池模塊有效吸光面積達(dá)到70cm²，光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到10.46％。專利文獻(xiàn)1則公開了一種大面積全固態(tài)鈣鈦礦介觀太陽能電池的制備方法，該技術(shù)方案同樣基于煅燒碳電極，通過改善鈣鈦礦的填充工藝，獲得了10％以上的光電轉(zhuǎn)換效率。

上述兩種工藝通過煅燒提高碳電極的導(dǎo)電性，但是煅燒工藝一方面使得制備工藝更為復(fù)雜，并限制了其在柔性基底上的應(yīng)用；另一方面，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，也難以實(shí)現(xiàn)對(duì)鈣鈦礦結(jié)晶性和形貌的調(diào)控。因此，在鈣鈦礦太陽能電池領(lǐng)域，仍然缺乏簡(jiǎn)便易行且成本較低的模塊設(shè)計(jì)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)：

專利文獻(xiàn)1：中國(guó)專利公開CN105576135A。

實(shí)用新型內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本實(shí)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(shí)用新型的鈣鈦礦太陽能電池模塊，包括：多個(gè)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、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輔助電極及碳電極。

根據(jù)本實(shí)用新型，通過設(shè)置輔助電極，能夠極大地提高電荷收集能力，有效降低串聯(lián)電阻，從而有效降低了能量損耗，由此有效提高了器件光電轉(zhuǎn)換效率。且本實(shí)用新型的鈣鈦礦太陽能電池模塊易于制備。

本實(shí)用新型中的鈣鈦礦活性層是在基片上涂覆一整面薄膜制備而成。傳統(tǒng)工藝中，鈣鈦礦薄膜制備好后，再刻蝕去部分鈣鈦礦薄膜，以避免子電池單元之間的間隔區(qū)域殘留的鈣鈦礦增大串聯(lián)電阻，影響電流收集。然而該工藝的缺點(diǎn)在于工藝復(fù)雜，刻蝕難免對(duì)鈣鈦礦薄膜有一定破壞性，且刻蝕造成的粉塵污染對(duì)環(huán)境有害。因此，本實(shí)用新型提出輔助電極來提高電流收集，該輔助電極位置例如可形成為，將第一個(gè)子電池單元的碳電極、鈣鈦礦活性層與相鄰的第二個(gè)子電池單元的負(fù)極連接，提高了電流流經(jīng)相鄰單元的收集能力，避免了能量損失，從而不需要對(duì)鈣鈦礦薄膜進(jìn)行刻蝕處理。

又，本實(shí)用新型中，所述輔助電極為銀線，寬度為0.01-2mm，厚度為0.1-20μm。