具阻绝结构的、串接式钙钛矿光电元件及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种具阻绝结构的钙钛矿光电元件、串接式钙钛矿光电元件以及串接式钙钛矿光电元件的制造方法，尤指可避免钙钛矿主动层与导电层接触，而导致材料变质以及元件失效的钙钛矿光电元件、串接式钙钛矿光电元件以及串接式钙钛矿光电元件的制造方法。

背景技术

钙钛矿光电材料近年发展迅速，因其具有良好的光学性质与电性，可被用来制作具低成本且高功能性的光电元件，包括太阳能电池、发光二极管或光感测器等。

然而，制作钙钛矿光电元件所使用的导电层，常见的为金属材料如Au、Ag、Cu、Al、Ca等，会与钙钛矿光电模块的主动层之间有物质与离子扩散现象，导致材料变质，进而造成元件失效。尤其在放大制成模块元件时，导电层于主动层的边缘处会有更大面积的接触，不仅更严重地导致元件失效，也会造成上导电层因变质而改变外观，这使光电元件的效能与外观造成不良的影响。

是以，要如何有效防止导电层与钙钛矿主动层直接接触，避免钙钛矿主动层与导电层的变质，即为相关业者所亟欲改善的课题所在。

发明内容

本发明的主要目的乃在于，利用光电模块的上载子传输层所延伸的遮蔽部，来覆盖光电模块的下载子传输层与钙钛矿主动层侧方，避免导电层与电极层电性连接时，导电层与钙钛矿主动层产生接触，进而可防止钙钛矿主动层与导电层的变质，如此改善钙钛矿光电元件的效能与使用寿命，以及保持美观。

本发明的次要目的在于，除了凭借遮蔽部防止导电层与钙钛矿主动层产生接触，进一步利用阻绝层更加确保导电层与钙钛矿主动层不会产生接触。

为达上述目的，本发明的钙钛矿光电元件是在基板上设置有电极层、光电模块以及导电层，基板是以透光且绝缘的材质所制成，具有入光面以及出光面；电极层具有第一电极与第二电极间隔设置于基板的出光面表面；光电模块由下载子传输层、上载子传输层，以及位于下载子传输层与上载子传输层之间的钙钛矿主动层所构成，且下载子传输层覆盖于前述电极层的第一电极表面，而上载子传输层于靠近第二电极侧方延伸有遮蔽部，遮蔽部朝向电极层延伸，并覆盖于下载子传输层与钙钛矿主动层侧方；导电层覆盖于前述光电模块的上载子传输层表面，导电层于靠近第二电极侧方延伸有导通部，并与电极层的第二电极形成电性连接，且导通部覆盖于光电模块的遮蔽部表面。

前述具阻绝结构的钙钛矿光电元件，其中该光电模块的上载子传输层与导电层之间进一步设置有阻绝层，阻绝层位于上载子传输层靠近遮蔽部的侧方，且阻绝层一侧延伸有阻绝部，阻绝部位于导通部与遮蔽部之间。

本发明再一具体实施方式的串接式钙钛矿光电元件是在基板上设置有电极层、复数个光电模块以及复数个导电层，基板是以透光且绝缘的材质所制成，具有入光面以及出光面；电极层具有第一电极与第二电极间隔设置于基板的出光面表面；光电模块由下载子传输层、上载子传输层，以及位于下载子传输层与上载子传输层之间的钙钛矿主动层所构成，各光电模块的下载子传输层分别位于前述电极层的第一电极与第二电极表面，使两相邻的光电模块之间形成有导通空间，并使第二电极一端延伸有位于导通空间内的导通部，而各光电模块的上载子传输层于靠近导通空间的侧方延伸有遮蔽部，遮蔽部朝向电极层延伸，并覆盖于下载子传输层与钙钛矿主动层侧方；导电层分别覆盖于前述光电模块的上载子传输层表面，且位于电极层的第一电极上方的导电层侧方延伸有导通部，导通部位于导通空间内，并与第二电极形成电性连接，且导通部覆盖于第一电极上方的光电模块所设置的遮蔽部表面。

前述具阻绝结构的串接式钙钛矿光电元件，其中该电极层的第一电极上方的光电模块，其上载子传输层与导电层之间进一步设置有阻绝层，阻绝层位于上载子传输层靠近遮蔽部的侧方，且阻绝层一侧延伸有阻绝部，阻绝部位于导通部与遮蔽部之间。

前述具阻绝结构的串接式钙钛矿光电元件，其中该电极层的第二电极上方的光电模块，其遮蔽部与导通部之间形成有间距。

本发明串接式钙钛矿光电元件的制造方法，依照下列步骤进行制造：

(A)取一以透光且绝缘的材质所制成的基板，于该基板的出光面上设置出电极层，并将电极层图形化，使其形成有间隔的第一电极与第二电极；

(B)于电极层表面，依序设置出下载子传输层与钙钛矿主动层；

(C)对下载子传输层与钙钛矿主动层进行图形化，进而形成有提供第二电极露出下载子传输层与钙钛矿主动层的导通空间；

(D)于钙钛矿主动层表面设置出上载子传输层，且上载子传输层于靠近导通空间的侧方延伸有遮蔽部，遮蔽部位于导通空间内，并覆盖于下载子传输层与钙钛矿主动层侧方；

(D)于上载子传输层表面设置导电层，且导电层侧方延伸有导通部，导通部位于导通空间内并与第二电极形成电性连接；

(E)将位于第二电极上方的导电层图形化，使其形成有断路空间，让第一电极上方的导电层与第二电极电性连接形成串接状。

前述具阻绝结构的串接式钙钛矿光电元件的制造方法，其中该钙钛矿主动层表面设置出上载子传输层以及遮蔽部后，先于上载子传输层靠近遮蔽部的侧方设置阻绝层，以及阻绝层一侧延伸且覆盖遮蔽部的阻绝部，再进行导电层的设置，使导电层覆盖于上载子传输层与阻绝层表面，以及导通部覆盖于阻绝部表面。

与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：导电层与第二电极形成电性连接时，能够避免导电层与钙钛矿主动层产生接触，进而可防止钙钛矿主动层与导电层的变质，改善钙钛矿光电元件的效能与使用寿命，以及保持美观。

附图说明

图1是本发明钙钛矿光电元件的示意图。

图2是本发明钙钛矿光电元件又一具体实施方式的示意图。

图3是本发明串接式钙钛矿光电元件的示意图。

图4是本发明制作串接式钙钛矿光电元件的流程示意图(一)。

图5是本发明制作串接式钙钛矿光电元件的流程示意图(二)。

图6是本发明制作串接式钙钛矿光电元件的流程示意图(三)。

图7是本发明制作串接式钙钛矿光电元件的流程示意图(四)。

图8是本发明制作串接式钙钛矿光电元件的流程示意图(五)。

图9是本发明制作串接式钙钛矿光电元件的流程示意图(六)。

图10是本发明制作串接式钙钛矿光电元件的流程示意图(七)。

图11是本发明制作串接式钙钛矿光电元件的流程示意图(八)。

附图标记说明：1-基板；11-入光面；12-出光面；2-电极层；21-第一电极；22-第二电极；3-光电模块；31-下载子传输层；32-上载子传输层；321-遮蔽部；33-钙钛矿主动层；4-导电层；41-导通部；5-阻绝层；51-阻绝部；6-导通空间；7-断路空间。

具体实施方式

请参阅图1所示，由图中可清楚看出，本发明的钙钛矿光电元件是在基板1上设置有电极层2、光电模块3以及导电层4，其中：

该基板1是以透光且绝缘的材质所制成，具有入光面11以及出光面12。

该电极层2具有第一电极21与第二电极22间隔设置于基板1的出光面12表面。

该光电模块3由下载子传输层31、上载子传输层32，以及位于下载子传输层31与上载子传输层32之间的钙钛矿主动层33所构成，且下载子传输层31覆盖于前述电极层2的第一电极21表面，而上载子传输层32于靠近第二电极22侧方延伸有遮蔽部321，遮蔽部321朝向电极层2延伸，并覆盖于下载子传输层31与钙钛矿主动层33侧方。

该导电层4覆盖于前述光电模块3的上载子传输层32表面，导电层4于靠近第二电极22侧方延伸有导通部41，并与电极层2的第二电极22形成电性连接，且导通部41覆盖于光电模块3的遮蔽部321表面。

凭借上，由于光电模块3为了提高自身的结构稳定性以及避免离子脱离分解，其载子传输层31、32都会使用能够阻隔离子迁移的电子空穴传输材料，而本发明将上载子传输层32延伸出遮蔽部321覆盖于钙钛矿主动层33侧方，有效的避免钙钛矿主动层33与导电层4的导通部41接触，进而可防止钙钛矿主动层33与导通部41的变质，且可让电极层2的第一电极21与第二电极22形成回路，方便使用。

请参阅图2所示，由图中可清楚看出，本发明钙钛矿光电元件又一具体实施方式与前述钙钛矿光电元件的差异在于，该光电模块3的上载子传输层32与导电层4之间进一步设置有阻绝层5，阻绝层5位于上载子传输层32靠近遮蔽部321的侧方，且阻绝层5一侧延伸有阻绝部51，阻绝部51位于导通部41与遮蔽部321之间，凭借阻绝部51的设置，让导通部41同时受到遮蔽部321与阻绝部51的隔绝，更加不易产生接触，确保产品的稳定性。

请参阅图3所示，由图中可清楚看出，本发明的串接式钙钛矿光电元件是在基板1上设置有电极层2、复数个光电模块3以及复数个导电层4，其中：

该基板1是以透光且绝缘的材质所制成，具有入光面11以及出光面12。

该电极层2具有第一电极21与第二电极22间隔设置于基板1的出光面12表面。

该光电模块3由下载子传输层31、上载子传输层32，以及位于下载子传输层31与上载子传输层32之间的钙钛矿主动层33所构成，各光电模块3的下载子传输层31分别位于前述电极层2的第一电极21与第二电极22表面，使两相邻的光电模块3之间形成有导通空间6，并使第二电极22一端延伸有位于导通空间6内的导通部41，而各光电模块3的上载子传输层32于靠近导通空间6的侧方延伸有遮蔽部321，遮蔽部321朝向电极层2延伸，并覆盖于下载子传输层31与钙钛矿主动层33侧方。

该导电层4分别覆盖于前述光电模块3的上载子传输层32表面，且位于电极层2的第一电极21上方的导电层4侧方延伸有导通部41，导通部41位于导通空间6内，并与第二电极22形成电性连接，且导通部41覆盖于第一电极21上方的光电模块3所设置的遮蔽部321表面。

再者，该电极层2的第一电极21上方的光电模块3，其上载子传输层32与导电层4之间进一步设置有阻绝层5，阻绝层5位于上载子传输层32靠近遮蔽部321的侧方，且阻绝层5一侧延伸有阻绝部51，阻绝部51位于导通部41与遮蔽部321之间，且电极层2的第二电极22上方的光电模块3，其遮蔽部321与导通部41之间形成有间距。

凭借上，利用第一电极21上方的导电层4与第二电极22形成电性连接，进而将复数个光电模块3串接，并利用遮蔽部321、阻绝部51以及遮蔽部321与导通部41之间所形成的间距，有效的避免钙钛矿主动层33与导电层4的导通部41接触，进而可防止钙钛矿主动层33与导通部41的变质。

请参阅图4至图11所示，由图中可清楚看出，本发明串接式钙钛矿光电元件于制作时，依据下列步骤进行：

(A)制作电极层2：请参阅图4与图5所示，取一以透光且绝缘的材质所制成的基板1，于该基板1的出光面12上设置出电极层2，并将电极层2图形化，使其形成有间隔的第一电极21与第二电极22。

(B)制作下载子传输层31与钙钛矿主动层33：请参阅图6所示，是在电极层2表面，依序设置出下载子传输层31与钙钛矿主动层33，且载子传输层31会填充于第一电极21与第二电极22之间。

(C)第一次图形化：请参阅图7所示，对下载子传输层31与钙钛矿主动层33进行图形化，使下载子传输层31与钙钛矿主动层33形成有导通空间6，让第二电极22一侧露出下载子传输层31与钙钛矿主动层33。

(D)形成光电模块3：请参阅图8所示，于钙钛矿主动层33表面设置出上载子传输层32，且上载子传输层32于靠近导通空间6的侧方延伸有遮蔽部321，遮蔽部321位于导通空间6内，并覆盖于下载子传输层31与钙钛矿主动层33侧方，使第一电极21与第二电极22上方分别形成由下载子传输层31、上载子传输层32以及钙钛矿主动层33所构成的光电模块3。

(E)设置阻绝层5：请参阅图9所示，是在各光电模块3的上载子传输层32靠近遮蔽部321侧方设置阻绝层5，以及阻绝层5一侧延伸且覆盖遮蔽部321的阻绝部51。

(F)设置导电层4：请参阅图10所示，于上载子传输层32表面设置导电层4，且导电层4侧方延伸有导通部41，导通部41位于导通空间6内并与第二电极22形成电性连接，且导通部41覆盖于阻绝部51表面。

(G)设置断路空间7：将位于第二电极22上方的导电层4图形化，使其形成有断路空间7，让第一电极21上方的导电层4与第二电极22电性连接形成串接状，即完成本发明串接式钙钛矿光电元件的制作。