一种封装的钙钛矿太阳能电池及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种封装的钙钛矿太阳能电池，包括：导电基体、致密二氧化钛层、钙钛矿层、空穴导电层、金属电极、封装层、覆盖层，所述导电基体前端顶面生长有致密二氧化钛层，所述致密二氧化钛层顶面涂抹有钙钛矿层，所述钙钛矿层顶面设置有空穴导电层，所述空穴导电层顶面设置有金属电极，所述金属电极顶面后端以及致密二氧化钛层、钙钛矿层、空穴导电层、金属电极的末端均设置有封装层，所述封装层顶面设置有覆盖层。本发明提供的一种封装的钙钛矿太阳能电池，最大程度的保证了密封性，覆盖层采用耐腐蚀材料，最大程度保证的电池的耐老化性。
【专利说明】
一种封装的钙钛矿太阳能电池及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种封装的钙钛矿太阳能电池及其制备方法，属于封装的太阳能电池技术领域。
【背景技术】
[0002]2013年6月以来，一种基于有机/无机复合钙钛矿材料(013冊3?匕乂3，其中X=Cl、1、Br)的全新太阳能电池引起人们的极大关注，相关工作被期刊Science评为2013年度国际十大科技进展之一。这类新型的太阳能电池就是I丐钛矿太阳能电池(Perovskite SolarCelIs，简称PSC)。
[0003]目前钙钛矿太阳能电池目前效率已经突破21%，具有很光明的发展前途，但是由于钙钛矿材料本身的性质对水氧敏感，导致暴露在空气中的钙钛矿电池效率衰减很快，放置在空气中一段时间后效率大幅下降，这就限制了钙钛矿电池发展，为了克服这一问题急需一种钙钛矿电池封装工艺，能让电池稳定高效的工作。
[0004]为解决现有技术的不足，本发明的目的在于解决电池封装问题，整个封装的钙钛矿太阳能电池是一种三明治结构。钙钛矿电池采用刻蚀预留电极方式，封装层采用热封装，最大程度的保证了密封性，覆盖层采用耐腐蚀材料，最大程度保证的电池的耐老化性。
【发明内容】
[0005]目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种封装的钙钛矿太阳能电池及其制备方法。
[0006]技术方案:为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
一种封装的钙钛矿太阳能电池，包括:导电基体、致密二氧化钛层、钙钛矿层、空穴导电层、金属电极、封装层、覆盖层，所述导电基体前端顶面生长有致密二氧化钛层，所述致密二氧化钛层顶面涂抹有钙钛矿层，所述钙钛矿层顶面设置有空穴导电层，所述空穴导电层顶面设置有金属电极，所述金属电极顶面后端以及致密二氧化钛层、钙钛矿层、空穴导电层、金属电极的末端均设置有封装层，所述封装层顶面设置有覆盖层。
[0007]还包括导电条，所述导电基体后端顶面设置有导电条，所述导电条采用金或银的材质，用于加强导电基体的导电效果。
[0008]作为优选方案，所述导电基体采用FTO导电玻璃或ITO导电玻璃或导电PET。
[0009]作为优选方案，所述钙钛矿层采用CH3NH3PbI3或CH3NH3PbClxI3-X或CH3NH3PbBr3t5
[0010]作为优选方案，所述致密二氧化钛层厚度为20-100nm。
[0011 ]作为优选方案，所述空穴导电层采用Spiro-OMeTAD或N1x，空穴导电层厚度设置70_150nm。
[0012I作为优选方案，所述金属电极采用金或银，金属电极的厚度为70-100nm。
[0013]作为优选方案，所述封装层采用UV胶或沙林膜，封装层的厚度为100-1000nm。
[0014]作为优选方案，所述覆盖层采用普通玻璃或者柔性薄膜材料，覆盖层厚度0.2mm-5mm ο
[0015]—种封装的钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括如下步骤:
步骤一:1丐钛矿电池制备，通过一步法或者两步法制备；
步骤二:经过步骤一后，在电池金属电极面涂覆一层封装层；
步骤三:经过步骤二后，在封装层表面覆盖一层覆盖层。
[0016]所述步骤一包括如下步骤:
Ia:在导电基体上制备致密二氧化钛层；
Ib:在上述致密二氧化钛层上制备钙钛矿层； lc:在上述钙钛层上制备空穴导电层；
Id:在上述空穴导电层和导电基体上分别制备一层金属电极层和导电条。
[0017]有益效果:本发明提供的一种封装的钙钛矿太阳能电池及其制备方法，采用三明治结构的封装电池，钙钛矿太阳能电池包含导电基体，致密二氧化钛层，钙钛矿层，空穴导电层，金属电极;封装层铺满于金属电极之上，避免了金属电极与空气的接触，有效的保护金属电极;覆盖层采用普通玻璃，具有耐腐蚀作用，进一步保证电池的稳定性。
【附图说明】
[0018]图1为本发明的剖面示意图；
图2为本发明的俯视示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0020]如图1或2所示，一种封装的钙钛矿太阳能电池，包括:导电基体1、致密二氧化钛层
2、钙钛矿层3、空穴导电层4、金属电极5、封装层6、覆盖层7，所述导电基体I前端顶面生长有致密二氧化钛层2，所述致密二氧化钛层2顶面涂抹有钙钛矿层4，所述钙钛矿层4顶面设置有空穴导电层4，所述空穴导电层4顶面设置有金属电极5，所述金属电极5顶面后端以及致密二氧化钛层2、钙钛矿层3、空穴导电层4、金属电极5的末端均设置有封装层6，所述封装层6顶面设置有覆盖层7。
[0021]还包括导电条8，所述导电基体I后端顶面设置有导电条8，所述导电条8采用金或银的材质，用于加强导电基体I的导电效果。
[0022]—种封装的钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括如下步骤:
步骤一:1丐钛矿电池制备，通过一步法或者两步法制备；
步骤二:经过步骤一后，在电池金属电极面涂覆一层封装层；
步骤三:经过步骤二后，在封装层表面覆盖一层覆盖层。
[0023]所述步骤一包括如下步骤:
Ia:在导电基体上制备致密二氧化钛层；
Ib:在上述致密二氧化钛层上制备钙钛矿层； lc:在上述钙钛层上制备空穴导电层；
Id:在上述空穴导电层和导电基体上分别制备一层金属电极层和导电条。
[0024]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种封装的钙钛矿太阳能电池，包括:导电基体、金属电极、致密二氧化钛层、钙钛矿层、空穴导电层、封装层、覆盖层，所述导电基体前端顶面生长有致密二氧化钛层，所述致密二氧化钛层顶面涂抹有钙钛矿层，所述钙钛矿层顶面设置有空穴导电层，所述空穴导电层顶面设置有金属电极，其特征在于:所述金属电极顶面后端以及致密二氧化钛层、钙钛矿层、空穴导电层、金属电极的末端均设置有封装层，所述封装层顶面设置有覆盖层。2.根据权利要求1所述的一种封装的钙钛矿太阳能电池，其特征在于:还包括导电条，所述导电基体后端顶面设置有导电条，所述导电条采用金或银的材质。3.根据权利要求1所述的一种封装的钙钛矿太阳能电池，其特征在于:所述导电基体采用FTO导电玻璃。4.根据权利要求1所述的一种封装的钙钛矿太阳能电池，其特征在于:所述钙钛矿层采用 CH3NH3PbI3。5.根据权利要求1所述的一种封装的钙钛矿太阳能电池，其特征在于:所述封装层采用UV胶或沙林膜。6.根据权利要求1所述的一种封装的钙钛矿太阳能电池，其特征在于:所述覆盖层采用普通玻璃或者柔性薄膜材料。7.根据权利要求1所述的一种封装的钙钛矿太阳能电池，其特征在于:所述覆盖层厚度0.5mm-5mm08.根据权利要求1-7任意一项所述的一种封装的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于:包括如下步骤: 步骤一:1丐钛矿电池制备，通过一步法或者两步法制备； 步骤二:经过步骤一后，在电池金属电极面涂覆一层封装层； 步骤三:经过步骤二后，在封装层表面覆盖一层覆盖层。9.根据权利要求8所述的一种封装的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于:所述步骤一包括如下步骤: la:在导电基体上制备致密二氧化钛层； Ib:在上述致密二氧化钛层上制备钙钛矿层； lc:在上述钙钛层上制备空穴导电层； Id:在上述空穴导电层和导电基体上分别制备一层金属电极层和导电条。
【文档编号】H01L51/44GK105957969SQ201610390294
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】王镜喆, 文贵华, 王爽, 张继远, 刘建国, 吴聪萍, 邹志刚
【申请人】南京大学昆山创新研究院