[发明专利]一种透光图案定制化的钙钛矿电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种透光图案定制化的钙钛矿电池，包括透明基底层、第一TCO层、第一接触层、钙钛矿光吸收层、第二接触层、导电电极层和第二TCO层，所述第一TCO层沉积在所述透明基底层上形成透明导电基底，第一接触层沉积在第一TCO层上，钙钛矿光吸收层沉积在第一接触层上，第二接触层沉积在钙钛矿光吸收层上，第二接触层上设有导电电极层，第二TCO层沉积在导电电极层上；本发明率先采用分步沉积不同导电电极的方式，在降低导电基底制造成本低的同时提升其电导率，并通过定制掩膜图形的形式实现透光图案定制化的问题。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体为一种透光图案定制化的钙钛矿电池及其制备方法。

背景技术

随着光伏产业的快速发展，PERC电池的产业化效率也已经达到了23.5%，快要到24%的效率极限。而作为光伏行业的新进宠儿，钙钛矿电池历经13年的快速发展，光电转化效率已经从3.8%提升至25.7%，稳定性也得到了极大的提升。虽然小面积电池钙钛矿取得了惊人的突破，但其随着面积的增加，钙钛矿电池的效率下降的十分明显，这也就限制其在光伏电站领域与传统晶硅电池的竞争。近年来随着BIPV市场的不断扩大，钙钛矿独有的双面透光特点则为钙钛矿电池产业化初期的发展提供了一定的应用市场。

随着BIPV市场的不断拓展，应用端则提出了新的应用要求。目前BIPV市场中应用的电池器件主要是不透光的晶硅组件或CIGS组件，但暂无可以定制透光图案的BIPV组件，同时由于在钙钛矿电池制备过程中TCO成本占到了50%以上，因此如何降低TCO的成本也就成为了钙钛矿产业化降本的重要技术路线。为了解决上述钙钛矿BIPV的技术问题，本发明采用分步沉积两种导电电极的方式可以增加顶电极的电导率提升对于光生载流子的抽取速率，在降低钙钛矿电池制造成本的同时还可以实现定制化透光图案。

现有的技术方案中采用的是钙钛矿BIPV组件采用的都是半透明钙钛矿电池，且TCO方阻较高，制造成本较高且无法实现透光图案的定制化等问题，本发明采用的技术方案通过步沉积两种导电电极的方式可以增加顶电极的电导率提升对于光生载流子的抽取速率，在降低钙钛矿电池制造成本的同时还可以实现定制化透光图案。

发明内容

为了解决背景技术中提到的至少一个技术问题，本发明的目的在于提供一种透光图案定制化的钙钛矿电池及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种透光图案定制化的钙钛矿电池，包括依次层叠的透明基底层、第一TCO层、第一接触层、钙钛矿光吸收层、第二接触层、导电电极层和第二TCO层，所述第一TCO层沉积在所述透明基底层上形成透明导电基底，第一接触层沉积在第一TCO层上，钙钛矿光吸收层沉积在第一接触层上，第二接触层沉积在钙钛矿光吸收层上，第二接触层上设有导电电极层，导电电极层由若干个导电电极块组成，第二TCO层沉积在导电电极块和第二接触层上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种新的钙钛矿电池及其制备方法，改善现有技术中钙钛矿电池制造过程中TCO成本较高和透光图案定制化的问题。现有钙钛矿电池通过在TCO玻璃基底上沉积钙钛矿电池，TCO作为顶电极的方式实现半透明，双层的TCO占据了钙钛矿电池制造成本的50%以上，且该方案无法实现透光定制化。本发明率先采用分步沉积不同导电电极的方式，在降低导电基底制造成本低的同时提升其电导率，并通过定制掩膜图形的形式实现透光图案定制化的问题。

优选地，还包括沉积在所述第二接触层上的缓冲层，所述导电电极层沉积在所述缓冲层上。

优选地，所述透明基底层为玻璃，PET，PEN，PEI，PMMA中的一种或多种。

优选地，所述第一TCO层的材料为FTO氟掺氧化锡、ITO铟掺氧化锡、AZO铝掺氧化锌、ATO铝掺氧化锡、IGO铟掺氧化镓中的一种或多种。