[发明专利]一种钙钛矿光电组件及其封装工艺

说明书

本发明涉及一种钙钛矿光电组件，其从下往上依次为基底、前导电层、前载流子传输层、钙钛矿吸光层、后载流子传输层、阻挡层、背电极层、保护层、胶膜层和上封装玻璃层，在前导电层上设置有n‑1条切割线槽P1，P1将前导电层划断，在阻挡层上设置有n‑1条切割线槽P2，P2分别位于对应的P1一侧，P2同时将阻挡层、后载流子传输层、钙钛矿吸光层和前载流子传输层划断，在背电极层上设置有n‑1条切割线槽P3，P3位于与对应的P2同侧，P3同时将背电极层、阻挡层、后载流子传输层、钙钛矿吸光层和前载流子传输层划断。本发明还公开该钙钛矿光电组件的封装工艺。本发明有效解决组件层压后容易发生的短路问题，提高了钙钛矿组件的热稳定性。

技术领域

本发明属于钙钛矿光电组件的制备技术领域，特别涉及一种钙钛矿光电组件及其封装工艺。

背景技术

现有工业上应用的钙钛矿器件一般是封装后的大面积钙钛矿组件，对钙钛矿光电组件封装时，常用的便捷方法是在钙钛矿光电组件上方放置胶膜和封装玻璃，再通过层压工艺将组件密封。通常需要用到层压工艺，但层压时对组件施加的压力可能会使电池顶部导电性好的物质（如金属电极、金属或金属氧化物阻挡层）通过激光切割后的沟槽直接接触到组件底部的导电基底，造成短路，加剧电池老化，降低电池稳定性。

对于上述问题常用的解决方法是在电极顶部沉积一层无机物（例如：氧化硅、氮化硅、氧化铝等）或聚合物（例如：聚甲基丙烯酸甲酯、含氟类聚合物等）做保护层。沉积无机物通常需要特殊的设备，比如沉积二氧化硅需要使用等离子体增强化学气相沉积设备，沉积氧化铝需要原子层沉积设备，这些设备工艺时间很长，价格昂贵，在高温、高能量的环境中，很容易造成钙钛矿电池的性能衰减，也就失去了其作为保护层的意义，因此这些方法很难用于规模化生产。沉积大分子聚合物通常会用到点胶涂覆等复杂工艺或昂贵设备，不利于工业化生产，且繁杂工艺可能增加电池暴露在不良环境中的风险，聚合物分子无法完全渗透至激光切割槽中，对电池组件激光切割槽的保护作用不明显，在层压后钙钛矿组件形成短路的概率依然较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种钙钛矿光电组件及其封装工艺，在钙钛矿光电组件结构中设置保护层，有效地保护了组件免受水气、氧气的侵蚀，并解决组件层压后容易发生的短路问题，并且提高了钙钛矿组件的热稳定性，使封装后的钙钛矿组件具有长期可靠的高能量转化效率。

本发明是这样实现的，提供一种钙钛矿光电组件，所述钙钛矿电池组件从下往上依次为基底、前导电层、前载流子传输层、钙钛矿吸光层、后载流子传输层、阻挡层、背电极层、保护层、胶膜层和上封装玻璃层，在所述前导电层上设置有n-1条切割线槽P1，所述切割线槽P1将前导电层划断，在所述切割线槽P1内填充满与前载流子传输层一样的材料并与前载流子传输层相连接，在所述阻挡层上设置有n-1条切割线槽P2，每条所述切割线槽P2分别位于对应的切割线槽P1一侧，所述切割线槽P2同时将阻挡层、后载流子传输层、钙钛矿吸光层和前载流子传输层划断，在所述切割线槽P2内填充满与背电极层一样的材料并与背电极层相连接，在所述背电极层上设置有n-1条切割线槽P3，每条所述切割线槽P3位于与对应的切割线槽P2同侧且靠近切割线槽P2，所述切割线槽P3同时将背电极层、阻挡层、后载流子传输层、钙钛矿吸光层和前载流子传输层划断，在所述切割线槽P3内填充满与保护层一样的材料并与保护层相连接，所述钙钛矿光电组件在n-1条切割线槽P1、切割线槽P2和切割线槽P3的共同作用下被分割成n个钙钛矿光电子组件。

本发明是这样实现的，还提供如前所述的一种钙钛矿光电组件的封装工艺，包括如下步骤：

步骤一、切割、清洗基底；

步骤二、在基底上沉积前导电层并切割，再依次沉积前载流子传输层、钙钛矿吸光层、后载流子传输层、阻挡层并切割；

步骤三、再沉积背电极层并切割；

步骤四、再沉积保护层；

步骤五、再贴装胶膜层和上封装玻璃，进行层压加工和封装，制成钙钛矿光电组件。

与现有技术相比，本发明的钙钛矿光电组件及其封装工艺具有以下特点：