一种四端叠层钙钛矿太阳能电池及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114335216A(43)申请公布日2022.04.12(21)申请号202210046762.X(22)申请日2022.01.17(71)申请人北京大学长三角光电科学研究院地址226000江苏省南通市崇川区崇州大道60号紫琅科技城15号楼(72)发明人朱瑞吴疆李纯盛龚旗煌(74)专利代理机构北京万象新悦知识产权代理有限公司11360代理人王岩(51)Int.Cl.H01L31/043(2014.01)H01L51/42(2006.01)H01L51/44(2006.01)H01L51/46(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种四端叠层钙钛矿太阳能电池及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种四端叠层钙钛矿太阳能电池及其制备方法。本发明将第一太阳能电池单元叠设在第二太阳能电池单元上，第一太阳能电池单元从下至上依次包括柔性透明衬底、第一透明导电电极层、第一载流子传输层、钙钛矿活性层、第二载流子传输层和第二透明导电电极层；第一透明导电电极层采用金属网格或透明导电氧化物；本发明具有超轻超薄易覆盖的优点，每平方米重量不到10g，能够简单地覆盖在任意底层电池之上，能够彻底解决四端叠层太阳能电池重量过重以及上下层之间装配复杂等问题；采用聚酰亚胺PI薄膜作为柔性基底，在保留其稳定的物化性质，简易的制备方法外，还能很好地回避PI薄膜对波长500nm以蓝的光不透明的缺陷。CN114335216ACN114335216A权利要求书1/2页1.一种四端叠层钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述四端叠层钙钛矿太阳能电池包括：第一太阳能电池单元和第二太阳能电池单元；第一太阳能电池单元叠设在第二太阳能电池单元上；其中，第一太阳能电池单元从下至上依次包括柔性透明衬底、第一透明导电电极层、第一载流子传输层、钙钛矿活性层、第二载流子传输层和第二透明导电电极层；第一透明导电电极层采用金属网格或透明导电氧化物；在第一透明导电电极层上依次形成第一载流子传输层、钙钛矿活性层、第二载流子传输层和第二透明导电电极层，从而形成具有超轻超薄的钙钛矿上层的第一太阳能电池单元，能够与下层的任意窄带隙的第二太阳能电池单元相互匹配。2.如权利要求1所述的四端叠层钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述柔性透明衬底的材料采用厚度3微米以下的聚酰亚胺PI薄膜或者帕利灵Parylene薄膜。3.如权利要求1所述的四端叠层钙钛矿太阳能电池，其特征在于，对叠设在第二太阳能电池单元上的第一太阳能电池单元采用封装材料进行封装，封装材料采用帕利灵Parylene薄膜，具有两种封装方式：封装材料仅覆盖第一太阳能电池单元，或者封装材料覆盖第一和第二太阳能电池单元的整体。4.如权利要求1所述的四端叠层钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述第二导电电极层采用氧化铟锡ITO。5.如权利要求1所述的四端叠层钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述第一太阳能电池单元为正式结构或反式结构的柔性钙钛矿太阳能电池；对于正式结构的柔性钙钛矿太阳能电池，第一载流子传输层为电子传输层，第二载流子传输层为空穴传输层；对于反式结构的柔性钙钛矿太阳能电池，第一载流子传输层为空穴传输层，第二载流子传输层为电子传输层。6.如权利要求5所述的四端叠层钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述电子传输层采用二氧化锡SnO2、二氧化钛TiO2、氧化锌ZnO或富勒烯衍生物PCBM；空穴传输层采用2,2',7,7'‑四[N,N‑二(4‑甲氧基苯基)氨基]‑9,9'‑螺二芴Spiro‑OMeTAD、三苯胺聚合物PTAA或3，4‑乙撑二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸盐PEDOT:PSS。7.如权利要求1所述的四端叠层钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述第二太阳能电池单元采用晶硅太阳能电池、铜铟镓硒CIGS太阳能电池、砷化镓GaAs太阳能电池和钙钛矿太阳能电池中的一种。8.一种如权利要求1所述的四端叠层钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：1)制备第一太阳能电池单元：在柔性透明衬底上形成第一透明导电电极层，第一透明导电电极层采用金属网格或透明导电氧化物；在第一透明导电电极层上依次形成第一载流子传输层、钙钛矿活性层、第二载流子传输层和第二透明导电电极层，从而形成具有超轻超薄的钙钛矿上层的第一太阳能电池单元，能够与下层的任意窄带隙的第二太阳能电池单元相互匹配；2)提供第二太阳能电池单元，在第二太阳能电池单元上叠设第一太阳能电池单元；3)采用封装材料进行保护封装，完成四端叠层钙钛矿太阳能电池的制备；封装材料采用Parylene薄膜，具有两种封装方式：封装材料仅覆盖第一太阳能电池单元，或者封装材料覆盖第一和第二太阳能电池单元的整体。2CN114335216A权利