钙钛矿太阳能电池和钙钛矿太阳能电池的制备方法与流程

本申请属于太阳能，尤其涉及一种钙钛矿太阳能电池和钙钛矿太阳能电池的制备方法。

背景技术：

1、钙钛矿型太阳能电池(perovskite solar cells)，是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池，属于第三代太阳能电池，被视为最具有应用潜力的新型高效率太阳能电池之一，其光电转换效率已与晶硅薄膜电池相媲美，但其电池长期稳定性较低。

2、钙钛矿电池工艺流程包括薄膜制备、激光刻蚀、封装等步骤，其中，激光刻蚀是指通过激光划线分割子电池，实现子电池的串并联。制备过程中，激光划线的热影响会对钙钛矿吸光层薄膜造成破坏和分解，激光划线刻蚀的边缘会存在大量缺陷，影响电池的光电转换效率以及长期稳定性，且激光划线位置表面梯度大，后续膜层的沉积易断裂。

技术实现思路

1、本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种钙钛矿太阳能电池和钙钛矿太阳能电池的制备方法，可以减少激光划线带来的热影响，提高电池的光电转换效率及长期稳定性，沉积膜层平滑、不易断裂。

2、第一方面，本申请提供了一种钙钛矿太阳能电池，包括：

3、基底以及所述基底上层叠设置的第一电极、第一电荷传输层、钙钛矿层、第二电荷传输层和第二电极，所述基底上包括至少两个子电池；

4、相邻且相互连接的两个所述子电池具有连接处，所述连接处设有沿平行于所述基底的第一方向设置的第一线槽区域、第二线槽区域和第三线槽区域，所述基底在所述第一线槽区域与所述第一电荷传输层接触，所述第一电极在所述第二线槽区域与所述第二电极接触，所述第三线槽区域无所述第二电极；

5、所述子电池靠近所述连接处的位置设有缓冲区域，所述第一电极在所述缓冲区域的厚度小于在所述子电池的光电转换区域的厚度。

6、根据本申请的钙钛矿太阳能电池，通过在子电池的连接处两侧设置缓冲区域，缓冲区域的第一电极厚度小于光电转换区域的第一电极厚度，缓冲区域可以减少激光划线带来的热影响，有效避免激光划线的火伤口缺陷，同时也可以减少外界与钙钛矿吸光活性层的接触，提高电池的光电转换效率和稳定性，同时膜层表面平缓，有利于沉积顶部的电极，可以有效避免膜层的断裂。

7、根据本申请的一个实施例，所述第三线槽区域与靠近所述第二线槽区域的所述缓冲区域沿所述第一方向重叠。

8、根据本申请的一个实施例，所述第三线槽区域与靠近所述第二线槽区域的所述缓冲区域沿所述第一方向部分重叠，且与所述第二线槽区域沿所述第一方向部分重叠。

9、根据本申请的一个实施例，所述子电池从所述连接处至所述光电转换区域的目标厚度是递增的，所述目标厚度为除所述第二电极外的层级结构厚度之和。

10、根据本申请的一个实施例，所述缓冲区域中所述第一电极形成至少一个缓冲台阶。

11、根据本申请的一个实施例，所述缓冲台阶的厚度基于所述第一电极在所述光电转换区域的厚度及所述缓冲区域中所述缓冲台阶的数目确定。

12、根据本申请的一个实施例，所述缓冲区域中所述第一电极形成缓冲斜面。

13、第二方面，本申请提供了一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，该方法包括：

14、对基底上的第一电极进行第一激光划线，在相邻两个子电池对应的连接处形成第一线槽区域以及位于所述第一线槽区域两侧的两个缓冲区域，所述第一线槽区域与其中一个所述缓冲区域之间具有未被所述第一激光划线刻蚀的第二线槽位置，所述第一电极在所述缓冲区域的厚度小于在所述子电池的光电转换区域的厚度；

15、在所述第一电极及所述第一线槽区域上制备第一电荷传输层、钙钛矿层和第二电荷传输层，所述基底在所述第一线槽区域与所述第一电荷传输层接触；

16、在所述第二线槽位置，对所述第一电荷传输层、所述钙钛矿层和所述第二电荷传输层进行第二激光划线，得到第二线槽区域；

17、在所述第二电荷传输层以及所述第二线槽区域上制备第二电极，所述第二电极在所述第二线槽区域中与所述第一电极接触；

18、在所述第二电极对应的第三线槽位置进行第三激光划线，得到第三线槽区域，形成所述连接处相邻且相互连接的两个所述子电池，所述第三线槽区域无所述第二电极，所述第一线槽区域、所述第二线槽区域和所述第三线槽区域沿平行于所述基底的第一方向设置。

19、根据本申请的钙钛矿太阳能电池的制备方法，通过第一激光划线制备第一线槽区域的同时，在子电池的连接处两侧设置缓冲区域，缓冲区域的第一电极厚度小于光电转换区域的第一电极厚度，通过缓冲区域减少激光划线带来的热影响，有效避免激光划线的火伤口缺陷，同时也可以减少外界与钙钛矿吸光活性层的接触，提高电池的光电转换效率和稳定性，同时膜层表面平缓，有利于沉积顶部的电极，可以有效避免膜层的断裂。

20、根据本申请的一个实施例，所述在所述第二电极对应的第三线槽位置进行第三激光划线，得到第三线槽区域，包括：

21、在靠近所述第二线槽区域的所述缓冲区域对应的位置，对所述第二电极进行所述第三激光划线，得到所述第三线槽区域，所述第三线槽区域与靠近所述第二线槽区域的所述缓冲区域沿所述第一方向重叠。

22、根据本申请的一个实施例，所述在所述第二电极对应的第三线槽位置进行第三激光划线，得到第三线槽区域，包括：

23、在所述第二线槽区域和所述缓冲区域的邻接位置，对所述第二电极进行所述第三激光划线，得到所述第三线槽区域，所述第三线槽区域与靠近所述第二线槽区域的所述缓冲区域沿所述第一方向部分重叠且与所述第二线槽区域沿所述第一方向部分重叠。

24、第三方面，本申请提供了一种光伏发电设备，包括：

25、至少一个电池组件，所述电池组件为上述第一方面所述的钙钛矿太阳能电池，或者，所述电池组件是通过上述第二方面所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法制得的。

26、本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述第三线槽区域与靠近所述第二线槽区域的所述缓冲区域沿所述第一方向重叠。

3.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述第三线槽区域与靠近所述第二线槽区域的所述缓冲区域沿所述第一方向部分重叠，且与所述第二线槽区域沿所述第一方向部分重叠。

4.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池，所述子电池从所述连接处至所述光电转换区域的目标厚度是递增的，所述目标厚度为除所述第二电极外的层级结构厚度之和。

5.根据权利要求1-4任一项所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述缓冲区域中所述第一电极形成至少一个缓冲台阶。

6.根据权利要求5所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述缓冲台阶的厚度基于所述第一电极在所述光电转换区域的厚度及所述缓冲区域中所述缓冲台阶的数目确定。

7.根据权利要求1-4任一项所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述缓冲区域中所述第一电极形成缓冲斜面。

8.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述在所述第二电极对应的第三线槽位置进行第三激光划线，得到第三线槽区域，包括：

10.根据权利要求8所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述在所述第二电极对应的第三线槽位置进行第三激光划线，得到第三线槽区域，包括：

11.一种光伏发电设备，其特征在于，包括：

技术总结本申请公开了一种钙钛矿太阳能电池和钙钛矿太阳能电池的制备方法，属于太阳能技术领域。钙钛矿太阳能电池包括：基底以及基底上层叠设置的第一电极、第一电荷传输层、钙钛矿层、第二电荷传输层和第二电极，相邻且相互连接的两个子电池具有连接处，连接处设有沿平行于基底的第一方向设置的第一线槽区域、第二线槽区域和第三线槽区域；子电池靠近连接处的位置设有缓冲区域，第一电极在缓冲区域的厚度小于在子电池的光电转换区域的厚度。该钙钛矿太阳能电池通过在子电池的连接处两侧设置具有一定厚度第一电极的缓冲区域，减少激光划线带来的热影响及火伤口缺陷，减少外界与钙钛矿层的接触，提高电池的光电转换效率和稳定性。技术研发人员：杨蒙蒙,卢晨星,张学玲,冯志强受保护的技术使用者：天合光能股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25