[发明专利]一种钙钛矿太阳能电池及光伏电池装置

说明书

本发明公开了一种钙钛矿太阳能电池及光伏电池装置，钙钛矿太阳能电池包括：衬底；透明电极，设置在衬底顶面上；第一载流子传输层，设置在透明电极顶面上；光伏层，设置在第一载流子传输层顶面上；第二载流子传输层，设置在光伏层顶面上；金属顶电极，设置在第二载流子传输层顶面上；上述至少一层结构或相邻两层结构之间设置有导热结构。本发明通过在钙钛矿太阳能电池中设置导热结构，可加快钙钛矿太阳能电池器件内部热量的传导，加速内部蒸汽的释放，避免因焦耳热聚集和气体蒸发引起的结构破坏，提高太阳能电池的稳定性和寿命。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种钙钛矿太阳能电池及光伏电池装置。

背景技术

21世纪以来，能源危机以及燃料使用过程中引起的环境污染问题日益严重，极大限制了社会进一步发展，因此寻求绿色环保、可再生的新型能源迫在眉睫。其中，太阳能是一种极具发展前景的可再生能源，具有分布广泛、取之不尽、清洁无污染等优点引起了人们的高度重视。其中最重要、最常见的手段是利用太阳能电池进行光-电转换，即光伏发电。

目前市场上应用最广泛的太阳能电池材料仍是硅基材料，包括单晶硅、多晶硅和非晶硅，但存在制备繁杂、制作成本昂贵且光电转换效率(PCE)提升空间有限等问题。为此，近十年研发出多元化合物半导体、有机化合物、有机-无机杂化钙钛矿等新型光伏材料。其中，有机-无机杂化钙钛矿材料(化学式为AMX₃，其中，A⁺＝Cs⁺、CH₃NH₃⁺、HC(NH₂)²⁺等，M²⁺＝Pb²⁺、Sn²⁺等，X^-＝Cl^-、Br^-、I^-等)具有带隙适中、激子束缚能低、吸光系数高、载流子扩散距离长等特点，其电池具有成本低、制备工艺简单、光电转换率高、易于实现大面积柔性器件应用等优点，是第三代新型太阳能电池中的一颗新星。

目前主流的平面型钙钛矿太阳能电池主要有n-i-p和p-i-n型两种，其基本结构包括：透明导电玻璃基底/第一载流子传输层/光伏层/第二载流子传输层/金属顶电极。上述结构中，对于n-i-p型，透明导电玻璃基底上的导电层作为阳极，第一载流子传输层为电子传输层，第二载流子传输层为空穴传输层，金属顶电极为阴极；对于p-i-n型结构，透明导电玻璃基底上的导电层作为阴极，第一载流子传输层为空穴传输层，第二载流子传输层为电子传输层，金属顶电极为阳极。钙钛矿太阳能电池存在不可避免的缺陷：在阳光的照射下，其机械性能和光电特性会随着时间的流逝而退化，影响器件的性能，例如有机材料的蒸发会引起钙钛矿层光电特性下降以及对电极形貌的破坏，而“热”是加速其性能退化的重要因素之一，因此研究钙钛矿太阳能电池的热稳定性是重要的研究方向。

发明内容

本发明实施例提供了一种钙钛矿太阳能电池及光伏电池装置，用以解决现有技术中钙钛矿太阳能电池容易因为热量聚集导致机械性能和光电特性下降的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种钙钛矿太阳能电池，包括：

衬底；

透明电极，设置在衬底顶面上；

第一载流子传输层，设置在透明电极顶面上；

光伏层，设置在第一载流子传输层顶面上；

第二载流子传输层，设置在光伏层顶面上；

金属顶电极，设置在第二载流子传输层顶面上；

上述至少一层结构或相邻两层结构之间设置有导热结构。

另一方面，本发明实施例提供了一种光伏电池装置，该光伏电池装置包括上述的一种钙钛矿太阳能电池。