[发明专利]一种钙钛矿/硅异质结叠层太阳电池的封装方法

说明书

本发明提供一种钙钛矿/硅异质结叠层太阳电池的封装方法，涉及太阳电池领域。该方法是在钙钛矿/硅异质结叠层太阳电池正表面，利用特殊设计的掩膜板来制备便于封装的透明电极与金电极，再使用平均透过率在89％以上的超薄玻璃或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜以及透明AB胶来对钙钛矿/硅异质结叠层太阳电池进行封装，最大程度地保证了密封性，使得钙钛矿/硅异质结叠层太阳电池的稳定性得到明显的提升，且方法简单，易于实施。

技术领域

本发明属于太阳电池技术领域，尤其涉及一种钙钛矿/硅异质结叠层太阳电池的封装方法。

背景技术

太阳能光伏发电由于具有安全可靠、受地域限制因素较少、可方便与建筑物相结合等优势而得到快速发展。为使其能够大规模应用，降低生产成本和提高太阳电池的光电转换效率是两大关键。太阳光光谱的能量分布很宽，而半导体材料都只能吸收其中能量比其禁带宽度值高的光子，因此拓宽电池对太阳光的吸收范围，增强对太阳光的吸收利用率是提升太阳电池光电转换效率的有效途径。在众多光伏产品中，硅异质结太阳电池和钙钛矿太阳电池因其具有较高的光电转换效率(分别为26.6％和22.7％)，制备过程低耗能，生产成本较为廉价等优点受到广泛关注。

其中，硅异质结太阳电池具有较宽的吸收光谱，但是对高能量的光谱吸收较少，而且最为重要的是该电池的开路电压不高，最高也就0.75V左右。而钙钛矿太阳电池具有较窄的光谱响应范围，通过控制钙钛矿材料中卤族元素的比例，其光吸收范围可进一步向短波方向移动。由钙钛矿和硅异质结构建的叠层太阳电池可以在更好的实现对太阳光的充分利用基础上，明显提升器件的开路电压。

但是由于钙钛矿材料本身对水氧较为敏感，导致其暴露在空气中效率会大幅度衰减，这限制了钙钛矿/硅异质结叠层太阳电池的商业化进程，为了克服这一问题，急需解决钙钛矿/硅异质结叠层太阳电池的封装工艺，才能让电池稳定高效地工作。

发明内容

本发明提供了一种有效的钙钛矿/硅异质结叠层太阳电池的封装方法，该方法通过特定的掩膜板来制备透明电极与金电极，利用平均透过率在89％以上的超薄玻璃或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜和封装AB胶来对电池进行封装，实现了正常大气环境下电池器件效率的稳定。本发明主要利用特殊设计的掩膜板制备透明电极和金电极，使得蒸发的金电极可以方便的引出。通过轻薄且光学透过性较好的超薄玻璃或者PET膜搭配AB胶来有效封装电池，实现电池中的钙钛矿材料与外界水氧的有效阻隔，从而有效增强了电池的稳定性。

本发明的技术方案：

一种钙钛矿/硅异质结叠层太阳电池的封装方法，该方法步骤包括：

在长有隧穿复合层的硅异质结底电池上依次沉积透明导电ITO薄膜、钙钛矿太阳电池的电子传输层SnO₂、钙钛矿光吸收层和空穴传输层Spiro-OMeTAD；

在空穴传输层上利用掩膜板依次蒸发制备MoO₃薄膜、溅射制备透明导电ITO薄膜，该双层膜结构作为透明电极；

在透明导电ITO薄膜上利用掩膜板蒸发制备MoO₃薄膜，作为绝缘层；

在MoO₃薄膜上利用掩膜板蒸发制备金电极；

在钙钛矿/硅异质结叠层太阳电池正表面有效面积区域覆盖超薄透明玻璃或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜；

用透明的AB胶将超薄透明玻璃或者PET膜四周紧密封上，得到封装好的电池；

进一步的，所述的钙钛矿光吸收层材料为多种卤素元素混合的钙钛矿材料。

进一步的，所述的硅异质结底电池为平面型硅电池或单面制绒的硅太阳电池，其隧穿复合层为N型硅薄膜。

进一步的，所用的封装材料为平均透过率在89％以上的超薄玻璃或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜。