一种制备封装一体化的双面全钙钛矿叠层太阳能电池的制作方法

1.本实用新型涉及叠层太阳能电池，特别是涉及一种制备封装一体化的双面全钙钛矿叠层太阳能电池。


背景技术：

2.钙钛矿电池是近几年发展起来的第三代太阳能电池，它具有原料丰富、成本低、制备工艺简单、对缺陷的容忍性好等优点。目前，实验室报导的单结钙钛矿电池光电转换效率已超过25%。接近它的理论光电转化效率极限30%。在物理法则下，单结钙钛矿电池的效率提升之路正变得越来越窄。为了实现更高的光电转换效率，越来越多的研究开始关注将不同带隙的钙钛矿太阳能电池组成全钙钛矿叠层太阳能电池，来获得更高的光电转换效率。叠层太阳能电池由一个宽带隙的子电池和一个低带隙的子电池组成。低带隙子电池拓宽了太阳光光子的利用率;高带隙子电池减少了半导体捕获高能光子后电子跃迁后驰豫过程的热能损失。因此叠层电池具有比单结电池更高的极限光电转化效率。然而，如今叠层器件的制备与封装都是分开进行的，而且底电极侧的封装需要使用大量的封装胶，将整个面完全覆盖；只能从顶部钙钛矿子电池一侧入光，而底部钙钛矿子电池的电极通常使用金属电极，不能利用从底部进来的反射光。


技术实现要素：

3.鉴于以上所述现有工艺的缺点，本实用新型的目的在于提供一种制备封装一体化的双面全钙钛矿叠层太阳能电池，用于解决现有叠层器件制备、封装工艺分离，同时实现双面器件的光电转换效率增益。
4.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种制备封装一体化的双面全钙钛矿叠层太阳能电池，包括：
5.顶部钙钛矿太阳能子电池，用于吸收短波长波段太阳光；
6.底部钙钛矿太阳能子电池，用于吸收从顶部钙钛矿子电池透过的太阳光，同时也可以吸收从底部透明电极进入的光；
7.透明电极，分别与顶部、底部两子电池两端相连，作为电极，收集两子电池产生的光电流，同时具有很高的透过率；
8.顶部透明导电玻璃，作为入光侧，同时也是制备顶部钙钛矿子电池的衬底；
9.底部透明导电玻璃，是制备底部钙钛矿子电池的衬底，也用于其他反射光从底部进入器件；
10.边缘封装区，用于隔绝环境中的水氧进入器件内部。
11.如上所述，本实用新型提供的一种制备封装一体化的双面全钙钛矿叠层太阳能电池，具有以下有益效果：
12.相比现有的叠层器件制备封装工艺，本实用新型采用制备封装一体化工艺，不仅极大的降低了制备封装成本，还同时实现了双面器件的光电转换效率增益。
附图说明
13.图1显示为本实用新型提供的一种制备封装一体化的双面全钙钛矿叠层太阳能电池示意图；
14.图2显示为本实用新型提供的一种制备封装一体化的双面全钙钛矿叠层太阳能电池封装效果俯视示意图。
15.附图标记说明：
[0016]1ꢀꢀꢀꢀꢀ
玻璃
[0017]2ꢀꢀꢀꢀꢀ
透明电极
[0018]3ꢀꢀꢀꢀꢀ
顶部钙钛矿子电池
[0019]4ꢀꢀꢀꢀꢀ
透明电极
[0020]5ꢀꢀꢀꢀꢀ
封装材料
[0021]6ꢀꢀꢀꢀꢀ
惰性气体
[0022]7ꢀꢀꢀꢀꢀ
透明电极
[0023]8ꢀꢀꢀꢀꢀ
底部钙钛矿子电池
[0024]9ꢀꢀꢀꢀꢀ
透明电极
[0025]
10
ꢀꢀꢀ
玻璃
[0026]
11
ꢀꢀꢀ
封装区域
[0027]
12
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电池有效面积区域
具体实施方式
[0028]
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
[0029]
请参阅图1至图2。须知，在说明书附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“顶部”、“底部”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
[0030]
请参阅图1，为本实用新型提供的一种制备封装一体化的双面全钙钛矿叠层太阳能电池示意图，包括：
[0031]
顶部宽带隙钙钛矿子电池3，用于吸收短波长波段的太阳光；
[0032]
其中，该顶部钙钛矿子电池还包括电子、空穴传输层，主要用于提取、传输其光照下产生的电子、空穴。
[0033]
该顶部钙钛矿子电池制备步骤，首先在透明导电玻璃上沉积空穴传输层（或电子传输层），透明导电玻璃包括玻璃1与透明电极2两部分，然后再沉积宽带隙的钙钛矿活性层以及电子传输层（或空穴传输层），最后沉积透明电极4。
[0034]
底部窄带隙钙钛矿子电池8，用于吸收从顶部钙钛矿子电池透过的太阳光，同时也可以吸收从底部透明电极进入的光；
[0035]
其中，该底部钙钛矿子电池还包括电子、空穴传输层，主要用于提取、传输其光照下产生的电子、空穴。
[0036]
该底部钙钛矿子电池制备步骤，首先在透明导电玻璃上沉积空穴传输层（或电子传输层），此处透明导电玻璃包括玻璃10与透明电极9两部分，然后再沉积窄带隙的钙钛矿活性层以及电子传输层（或空穴传输层），最后沉积透明电极7。
[0037]
封装材料5，用于将两个面积相同的完整的顶部、底部电池封装起来。
[0038]
其中两个子电池之间用惰性气体6隔开。
[0039]
在本实施例中，采用双面全钙钛矿叠层太阳能电池制备封装一体化工艺可以做到从叠层器件的制备到叠层器件的封装实现一体化解决方案。该叠层器件制备过程中可以分别单独制备，其封装的上下玻璃盖板就是其玻璃衬底，只需要封装器件四周即可，可以节省80%以上的封装材料。
[0040]
请参阅图2，为本实用新型提供的一种制备封装一体化的双面全钙钛矿叠层太阳能电池封装效果俯视示意图，详述如下：
[0041]
如图所示，器件封装区域11，为顶部、底部子电池的边缘，该处无电池涂层。电池有效面积区域12，如图2阴影区域所示，为该双面全钙钛矿叠层太阳能电池实际工作的有效面积。太阳光从顶部子电池入射进入器件，顶部子电池吸收短波长的光产生光伏效应，输出做功，透过顶部子电池长波长的太阳光然后被底部子电池吸收，对外输出做功。同时底部子电池的背面为透明电极，其他反射光可以经由背部透明电极进入器件被底部子电池吸收，产生额外的效率增益。
[0042]
综上所述，相比现有的叠层器件制备封装工艺，本实用新型采用制备封装一体化工艺，不仅极大的降低了制备封装成本，还同时实现了双面器件的光电转换效率增益。所以，本实用新型有效克服了现有叠层太阳能电池制备、封装分开的工艺缺点而具高度产业利用价值。
[0043]
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。