一种柔性钙钛矿太阳能电池及其制备方法

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种柔性钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

背景技术

近年来，钙钛矿太阳能电池因其较高的光电转换效率、较低的制备成本受到了广泛关注。但是目前柔性钙钛矿太阳能电池制作过程中，不可避免的进行加热干燥，高温会使柔性基材发生卷曲变形，从而导致后续工序无法进行。

目前柔性钙钛矿电池的生产工艺基本都是卷对卷设备或是具有吸附功能的平板设备进行涂布，但前者实现难度较高；后者平板吸附无法保证涂布时基材的平整，难以涂布出理想的膜层。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种柔性钙钛矿太阳能电池及其制备方法，工艺窗口较宽，工艺可重复性和稳健性较好，有利于规模化生产。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种柔性钙钛矿太阳能电池制备方法，包括以下制备步骤：

S1将胶层均匀涂布于一载体表面上，将柔性导电膜贴合于胶层表面上；

S2去除载体与胶层之间的气泡，并且去除胶层和柔性导电膜之间的气泡，冷却得到载体、胶层和柔性导电膜的复合结构；

S3将载体、胶层和柔性导电膜的复合结构通过刚性电池的制备方法制备得到柔性钙钛矿电池。

本发明提供的一种柔性钙钛矿太阳能电池及其制备方法，工艺窗口较宽，工艺可重复性和稳健性较好，有利于规模化生产。

在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：

作为优选的方案，所述胶层的湿膜厚度小于100微米且大于0微米。

作为优选的方案，步骤S2中通过真空贴合机去除载体与胶层之间的气泡，并且通过真空贴合机去除胶层和柔性导电膜之间的气泡。

作为优选的方案，去除气泡的压力为-0.05至-0.1Mpa的真空度保持1到5min，再1到4个大气压的压强进行加压1到5min。

作为优选的方案，去除气泡的温度为70至150℃。

作为优选的方案，步骤S1中所述胶层包括以下制备步骤：

S101将胶水通过涂布方式均匀分散在一平整的载体表面，所述涂布方式为旋涂、刮涂或喷涂中的任一种或任几种；

S102将胶层进行干燥，干燥方式为自然干燥或热风干燥中的任一种或任两种。

作为优选的方案，所述热风干燥时风温控制在40℃至80℃之间，时间控制小于5min。

作为优选的方案，步骤S3中刚性电池的制备方法包括以下制备步骤：

S301表面处理，除去柔性ITO膜自带一层保护膜；

S302制备功能层，功能层包括电子传输层、钙钛矿吸光层和空穴层；

S303电极制作，将金属或非金属与步骤S302制备出的功能层结合，形成导电层；

S304封装测试，电池用阻水阻气的材料及密封胶，通过贴合机封装，用于防止水氧的进入。

作为优选的方案，将金属或非金属与步骤S302制备出的功能层通过丝网印刷、蒸镀以及气相沉积的方法结合，形成导电层。

本发明还公开了一种柔性钙钛矿太阳能电池，根据以上任一项所述的柔性钙钛矿太阳能电池制备方法制备得到。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种柔性钙钛矿太阳能电池的结构图；

其中：1.载体，2.胶层，3.柔性导电膜。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。

为了达到本发明的目的，如图1所示，本实施例中的一种柔性钙钛矿太阳能电池，包括：载体、胶层和柔性导电膜，在所述载体上从下到上依次设有胶层和柔性导电膜。

本发明还公开了一种柔性钙钛矿太阳能电池制备方法，包括以下制备步骤：

S1将胶层均匀涂布于一载体表面上，将柔性导电膜贴合于胶层表面上；

S2去除载体与胶层之间的气泡，并且去除胶层和柔性导电膜之间的气泡，冷却得到载体、胶层和柔性导电膜的复合结构；

S3将载体、胶层和柔性导电膜的复合结构通过刚性电池的制备方法制备得到柔性钙钛矿电池。

本发明提供的一种柔性钙钛矿太阳能电池及其制备方法，工艺窗口较宽，工艺可重复性和稳健性较好，有利于规模化生产。

在一些实施例中，所述胶层的湿膜厚度小于100微米且大于0微米。

在一些实施例中，步骤S2中通过真空贴合机去除载体与胶层之间的气泡，并且通过真空贴合机去除胶层和柔性导电膜之间的气泡。

在一些实施例中，去除气泡的压力为-0.05至-0.1Mpa的真空度保持1到5min，再1到4个大气压的压强进行加压1到5min。

在一些实施例中，去除气泡的温度为70至150℃。

在一些实施例中，步骤S1中所述胶层包括以下制备步骤：

S101将胶水通过涂布方式均匀分散在一平整的载体表面，所述涂布方式为旋涂、刮涂或喷涂中的任一种或任几种；

S102将胶层进行干燥，干燥方式为自然干燥或热风干燥中的任一种或任两种。

在一些实施例中，所述热风干燥时风温控制在40℃至80℃之间，时间控制小于5min。

在一些实施例中，步骤S3中刚性电池的制备方法包括以下制备步骤：

S301表面处理，除去柔性ITO膜自带一层保护膜；

S302制备功能层，功能层包括电子传输层、钙钛矿吸光层和空穴层；

S303电极制作，将金属或非金属与步骤S302制备出的功能层结合，形成导电层；

S304封装测试，电池用阻水阻气的材料及密封胶，通过贴合机封装，用于防止水氧的进入。

在一些实施例中，将金属或非金属与步骤S302制备出的功能层通过丝网印刷、蒸镀以及气相沉积的方法结合，形成导电层。

在一些实施例中，一种柔性钙钛矿太阳能电池，根据以上任一项所述的柔性钙钛矿太阳能电池制备方法制备得到。

实施例一

本实施例公开的一种柔性钙钛矿太阳能电池1，包括：载体、胶层和柔性导电膜，在所述载体上从下到上依次设有胶层和柔性导电膜。

本实施例公开的一种柔性钙钛矿太阳能电池1的制备方法，包括以下制备步骤：

S1将胶层均匀涂布于一载体表面上，将柔性导电膜贴合于胶层表面上；将胶水通过涂布方式均匀分散在一平整的载体表面，所述涂布方式为旋涂，将胶层进行干燥，干燥方式为自然干燥；

S2去除载体与胶层之间的气泡，并且去除胶层和柔性导电膜之间的气泡，去除气泡的压力为-0.05Mpa的真空度保持1min，再1个大气压的压强进行加压1min，冷却得到载体、胶层和柔性导电膜的复合结构，去除气泡的温度为70℃；

S3将载体、胶层和柔性导电膜的复合结构通过刚性电池的制备方法制备得到柔性钙钛矿电池，胶层的湿膜厚度为99微米；

进一步地，步骤S3中刚性电池的制备方法包括以下制备步骤：：

S301表面处理，除去柔性ITO膜自带一层保护膜；

S302制备功能层，功能层包括电子传输层、钙钛矿吸光层和空穴层；

S303电极制作，将金属或非金属与步骤S302制备出的功能层结合，形成导电层；

S304封装测试，电池用阻水阻气的材料及密封胶，通过贴合机封装，用于防止水氧的进入。

通过上述方法制备得到的柔性钙钛矿太阳能电池1，工艺窗口较宽，工艺可重复性和稳健性较好，有利于规模化生产。

实施例二

本实施例公开的一种柔性钙钛矿太阳能电池2，包括：载体、胶层和柔性导电膜，在所述载体上从下到上依次设有胶层和柔性导电膜。

本实施例公开的一种柔性钙钛矿太阳能电池2的制备方法，包括以下制备步骤：

S1将胶层均匀涂布于一载体表面上，将柔性导电膜贴合于胶层表面上；将胶水通过涂布方式均匀分散在一平整的载体表面，所述涂布方式为刮涂，将胶层进行干燥，干燥方式为热风干燥，热风干燥时风温控制在40℃，时间控制4min；

S2去除载体与胶层之间的气泡，并且去除胶层和柔性导电膜之间的气泡，去除气泡的压力为-0.1Mpa的真空度保持5min，再4个大气压的压强进行加压5min，冷却得到载体、胶层和柔性导电膜的复合结构，去除气泡的温度为150℃；

S3将载体、胶层和柔性导电膜的复合结构通过刚性电池的制备方法制备得到柔性钙钛矿电池，胶层的湿膜厚度为1微米；

进一步地，步骤S3中刚性电池的制备方法包括以下制备步骤：

S301表面处理，除去柔性ITO膜自带一层保护膜；

S302制备功能层，功能层包括电子传输层、钙钛矿吸光层和空穴层；

S303电极制作，将金属或非金属与步骤S302制备出的功能层结合，形成导电层；

S304封装测试，电池用阻水阻气的材料及密封胶，通过贴合机封装，用于防止水氧的进入。

通过上述方法制备得到的柔性钙钛矿太阳能电池2，工艺窗口较宽，工艺可重复性和稳健性较好，有利于规模化生产。

实施例三

本实施例公开的一种柔性钙钛矿太阳能电池3，包括：载体、胶层和柔性导电膜，在所述载体上从下到上依次设有胶层和柔性导电膜。

本实施例公开的一种柔性钙钛矿太阳能电池3的制备方法，包括以下制备步骤：

S1将胶层均匀涂布于一载体表面上，将柔性导电膜贴合于胶层表面上；将胶水通过涂布方式均匀分散在一平整的载体表面，所述涂布方式为喷涂，将胶层进行干燥，干燥方式为热风干燥，热风干燥时风温控制在80℃，时间控制为3min；

S2去除载体与胶层之间的气泡，并且去除胶层和柔性导电膜之间的气泡，去除气泡的压力为-0.08Mpa的真空度保持3min，再4个大气压的压强进行加压3min，冷却得到载体、胶层和柔性导电膜的复合结构，去除气泡的温度为110℃；

S3将载体、胶层和柔性导电膜的复合结构通过刚性电池的制备方法制备得到柔性钙钛矿电池，胶层的湿膜厚度为50微米；

进一步地，步骤S3中刚性电池的制备方法包括以下制备步骤：

S301表面处理，除去柔性ITO膜自带一层保护膜；

S302制备功能层，功能层包括电子传输层、钙钛矿吸光层和空穴层；

S303电极制作，将金属或非金属与步骤S302制备出的功能层结合，形成导电层；

S304封装测试，电池用阻水阻气的材料及密封胶，通过贴合机封装，用于防止水氧的进入。

通过上述方法制备得到的柔性钙钛矿太阳能电池3，工艺窗口较宽，工艺可重复性和稳健性较好，有利于规模化生产。

以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。