[发明专利]一种矩阵式大面积钙钛矿电池及其制备方法

权利要求书

1.一种矩阵式大面积钙钛矿电池的制备方法，其特征在于，其具体制备步骤如下：

1)、刻蚀导电基底(4)：采用若干条横、纵向刻蚀条纹(5)将导电基底(4)的导电区域分割成若干个矩阵式方块区域，每个区域为一个一级模块(3)；继续在各纵向刻蚀条纹之间，沿纵向刻蚀导电基底，形成第一刻蚀线；每两条纵向刻蚀条纹之间有若干条第一刻蚀线；

2)、在导电基底上制备活性层，然后在各第一刻蚀线右侧刻蚀，去除相应位置的活性层，形成第二刻蚀线，第一刻蚀线与第二刻蚀线平行，刻蚀深度为全部活性层的厚度；

3)、在活性层表面制备导电电极，然后在各第二刻蚀线右侧刻蚀，去除相应位置的导电电极及活性层，形成第三刻蚀线，第三刻蚀线与第一刻蚀线和平行，相邻的第一刻蚀线、第二刻蚀线及第三刻蚀线构成一个刻蚀区(7)，刻蚀区(7)将每个一级模块(3)分割成若干个二级模块(2)，每个二级模块(2)之间相互串联；

4)、沿着步骤1)中的横、纵向刻蚀条纹(5)刻蚀导电电极，分别得到横、纵向刻蚀区域；其中，横向刻蚀区域与横向刻蚀条纹重合，去除相应位置的导电电极及活性层，即裸露横向刻蚀条纹；在沿着纵向刻蚀条纹刻蚀导电电极时，纵向刻蚀区域的宽度大于纵向刻蚀条纹的宽度，刻蚀时纵向刻蚀区域与纵向刻蚀条纹重合的同时向纵向刻蚀条纹右侧拓宽一定刻蚀宽度，去除相应位置的导电电极及活性层，使导电基底暴露，形成暴露区；其中步骤3)和步骤4)的顺序可以调换，即先进行步骤4)在进行步骤3)；

5)、制备负极叉指栅线(1)和正极叉指栅线(6)：每个叉指栅线包括若干条平行的纵向电极和一条横向电极，每条纵向电极与横向电极垂直链接；

负极叉指栅线(1)中的纵向电极在纵向刻蚀条纹(5)的右侧，与步骤4)中导电基底的暴露区的位置重合，横向电极在最上侧横向刻蚀条纹(5)的上方；

正极叉指栅线(6)中的纵向电极在纵向刻蚀条纹(5)的左侧，此时的纵向栅线会与步骤3)中位于纵向刻蚀条纹(5)左侧，且与刻蚀条纹(5)相邻的二级模块的导电电极重合，横向电极在最下侧横向刻蚀条纹(5)的下方；

6)、点胶，点胶位置与刻蚀条纹(5)完全相同，即将胶水涂在刻蚀条纹(5)上，扣上背板封装，胶线凝固后即得到分区域封装的矩阵式大面积钙钛矿电池。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中导电基底由透明薄膜和导电材料组成；透明薄膜包含但不局限于玻璃、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯萘树脂等；导电材料包含但不局限于掺杂氧化铟如铟锡氧化物(如铟锡氧化物)、掺杂氧化锡(如氟掺杂氧化锡)、掺杂氧化锌(如铝掺杂氧化锌)等中的一种或二种以上。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)-4)中刻蚀导电基底的方法包含但不局限于激光刻蚀、化学刻蚀等方法中的一种或二种以上。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中的活性层包括电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层中的一种或两种以上。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤3)和5)中的导电电极的材料是金、银、铜、镍、铝以及碳电极等中一种或二种以上。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤6)中背板为绝缘薄膜；绝缘薄膜包含但不局限于玻璃、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯萘树脂等。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：导电基底形状不局限于矩形，也可以是圆形，椭圆形，菱形等。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤3)和5)可以同时进行，此时步骤3)和4)中刻蚀导电电极时不切断负极叉指栅线(1)和正极叉指栅线(6)。

9.一种权利要求1-8任一项所述的制备方法制备的矩阵式大面积钙钛矿电池，其特征在于：电池器件内部所有模块呈矩阵式分布，二级模块组成一级模块，二级模块相互串联，一级模块相互并联；通过调整一级模块内二级模块的数量调整整片电池的输出电压和输出电流。

10.根据权利要求9所述的矩阵式大面积钙钛矿电池，其特征在于：电池器件内部通过胶线将每个一级模块分开封装，有效防止单个一级模块损坏后损坏区域扩散。