[发明专利]钙钛矿太阳能电池、电池模块及制备方法

说明书

本发明公开了一种钙钛矿太阳能电池、电池模块及制备方法。本发明的钙钛矿太阳能电池包括：第一多孔碳电极层和第二多孔碳电极层，所述第二多孔碳电极层覆盖在所述第一多孔碳电极层的上表面；所述第一多孔碳电极层由含有石墨的第一多孔碳电极层浆料形成，所述第一多孔碳电极层浆料中石墨的粒径为0.2～30μm；所述第二多孔碳电极层由含有石墨的第二多孔碳电极层浆料形成，所述第二多孔碳电极层浆料中石墨的粒径为0.1～10μm；且所述第二多孔碳电极层浆料中石墨的粒径小于第一多孔碳电极层浆料中石墨的粒径。本发明钙钛矿太阳能电池能够有效地解决多孔碳电极层起翘的问题。

技术领域

本发明涉及一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法，还涉及一种钙钛矿太阳能电池模块及其制备方法。

背景技术

近几年，钙钛矿太阳能电池研究风靡全球，目前经权威机构认证的最高电池效率已经突破25％，该效率超过传统薄膜太阳能电池的效率。与其它类型的太阳能电池相比，钙钛矿太阳能电池具有材料来源广泛、制作工艺简单以及成本低廉等优点。

在各类钙钛矿太阳能电池技术中，可印刷介观钙钛矿太阳能电池以其独特的器件结构以及基于丝网印刷工艺的特点，具备稳定性好、成本低、大面积化生产容易的优点。多孔碳电极层是可印刷介观钙钛矿太阳能电池的关键组成部分。但常用的碳电极附着力较弱，在滴涂钙钛矿前驱液的时候，碳层容易起翘，接触效果变弱，影响了背电极处电荷的提取与传输。

发明内容

有鉴于此，一方面，本发明提供一种钙钛矿太阳能电池，该钙钛矿太阳能电池有效地解决了多孔碳电极层起翘的问题。进一步地，本发明降低了钙钛矿太阳能电池的内阻，提高了钙钛矿太阳能电池的填充因子和光电转化效率。另一方面，本发明提供了一种钙钛矿太阳能电池模块。再一方面，本发明提供了一种钙钛矿太阳能电池的制备方法。又一方面，本发明提供了一种钙钛矿太阳能电池模块的制备方法。

一方面，本发明提供一种钙钛矿太阳能电池，具体为一种可印刷介观钙钛矿太阳能电池。本发明的钙钛矿太阳能电池包括第一多孔碳电极层和第二多孔碳电极层，所述第二多孔碳电极层覆盖在所述第一多孔碳电极层的上表面；

所述第一多孔碳电极层由含有石墨的第一多孔碳电极层浆料形成，所述第一多孔碳电极层浆料中石墨的粒径为0.2～30μm；所述第二多孔碳电极层由含有石墨的第二多孔碳电极层浆料形成，所述第二多孔碳电极层浆料中石墨的粒径为0.1～10μm；且所述第二多孔碳电极层浆料中石墨的粒径小于第一多孔碳电极层浆料中石墨的粒径。

根据本发明的一个实施方式，第二多孔碳电极层上表面的形状与第一多孔碳电极层上表面的形状相同。

本发明在第一多孔碳电极层的上表面覆盖了石墨粒径更小的第二多孔碳电极层。第二多孔碳电极层的孔隙更为致密，相互之间的作用力增强，提高了膜层之间的粘附力，在滴涂钙钛矿前驱液的过程中消除了多孔碳电极层因粘附力较弱被溶液浸润而产生起翘的现象。此外，第二多孔电极层具有更低的内阻，提高了钙钛矿太阳能电池的填充因子，提高了钙钛矿太阳能电池的效率。

在本发明中，第一多孔碳电极层浆料中石墨的粒径优选为1～20μm；更优选为5～15μm。

在本发明中，第二多孔碳电极层浆料中石墨的粒径优选为0.3～5μm；更优选为0.5～3μm。这样有助于提高多孔石墨电极层的粘附力，降低多孔石墨电极层的内阻。

根据本发明的钙钛矿太阳能电池，优选地，所述第一多孔碳电极层浆料由包含石墨、炭黑和二氧化锆的原料形成，所述第二多孔碳电极层浆料由包含石墨、炭黑和二氧化锆的原料形成。

本发明的第一多孔碳电极层浆料中石墨、炭黑和二氧化锆的质量比可以为(1～6):1:(0.1～1)，优选为(2～4):1:(0.3～0.7)。

本发明的第二多孔碳电极层浆料中石墨、炭黑和二氧化锆的质量比可以为(1～6):1:(0.1～1)，优选为(2～4):1:(0.3～0.7)。