[发明专利]一种用于柔性太阳电池稳定性精确测量的电极结构及其制备方法

说明书

本发明提供一种用于柔性太阳电池稳定性精确测量的电极结构及制备方法。该电极结构包括衬底和测量掩膜，衬底上设置有透明导电氧化物层、空穴传输层、钙钛矿吸收层、电子传输层、绝缘阻隔层、第一金属电极层、第一电极引线、第二金属电极层、第二电极引线；测量掩膜贴合在柔性太阳电池的入光面；包括包覆电极结构的包覆材料层，第一电极引线和第二电极引线布置在包覆材料层外部。本发明的技术方案有效隔绝了柔性钙钛矿太阳电池中空穴传输层、钙钛矿吸收层、电子传输层与外界环境中水、氧的接触，有效减少了因膜层制备误差产生的电池有效面积偏差，有效避免了因电池重复测试而造成电池结构损伤，从而显著提升了电池稳定性测量的准确性。

技术领域

本发明涉及柔性太阳电池研发技术领域，具体而言，尤其涉及一种用于柔性太阳电池稳定性精确测量的电极结构及其制备方法。

背景技术

近年来，钙钛矿太阳电池凭借其优异的性能表现，在受到学术界青睐的同时，也越来越受到商业上的关注，而柔性钙钛矿太阳电池作为一种可以应用于商业上的太阳电池类型，其发电效率的稳定性是一个重要的课题。而如何在太阳电池稳定性测试中得到准确的测试结果，这也是一个趋待解决的问题，这其中包括：

(1)隔绝水、氧接触，柔性衬底自身包含微小孔洞连通两面导致外界空气进入，目前并无报道说明如何解决此问题；

(2)电池有效面积精确标定，采用外接电极测试方法不同于直接在电池上的单点测试方法，制备电极时极易造成电池短路使电池损坏，同时多次使用沉积掩膜制备膜层会导致掩膜公差放大，从而使最终的电池有效面积产生较大偏差。

(3)重复测试影响电池整体结构，稳定性测试需要长时间的多次测试，即使采用外接电极的方式，在柔性衬底上也十分容易损坏。

目前并没有一个能够完全解决上述问题并适合柔性衬底太阳电池使用的方法。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种用于柔性太阳电池稳定性精确测量的电极结构及其制备方法，以满足柔性钙钛矿太阳电池的稳定性精确测试需求。

本发明采用的技术手段如下：

一种用于柔性太阳电池稳定性精确测量的电极结构，包括：衬底和测量掩膜，所述衬底上设置有透明导电氧化物层、空穴传输层、钙钛矿吸收层、电子传输层、绝缘阻隔层、第一金属电极层、第一电极引线、第二金属电极层、第二电极引线；所述测量掩膜贴合在柔性太阳电池的入光面；还包括包覆所述电极结构的包覆材料层。

进一步地，所述衬底为柔性透明材料，包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚酰亚胺。

进一步地，所述测量掩膜包括遮光区域和透光区域；

所述透光区域的面积与所述第二金属电极层在电子传输层上的面积相同；

所述遮光区域为去除所述透光区域面积的部分。

进一步地，所述透明导电氧化物层完全覆盖在所述衬底的上表面，其为ITO薄膜或AZO薄膜。

进一步地，所述空穴传输层设置在所述透明导电氧化物层的上表面，且不完全覆盖所述透明导电氧化物层，其包括NiO_x、PEDOT:PSS、P3HT以及PTAA的一种或几种的结合。

进一步地，所述钙钛矿吸收层完全覆盖在所述空穴传输层的上表面，其为ABX₃型钙钛矿材料。

进一步地，所述电子传输层完全覆盖在所述钙钛矿吸收层的上表面，其包括TiO₂、SnO₂、Nb₂O₅、ZnO、富勒烯及其衍生物的一种或几种的结合。