CN116056473A - 六边形钙钛矿电池组件、电池模组及制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种六边形钙钛矿电池组件、电池模组及制备方法。包括：衬底、第一导电层、电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层、第二导电层；第一导电层、电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层、第二导电层层叠设置，且第一导电层设置在衬底上，第一导电层包括多个第一层六边形子单元，且相邻两个第一层六边形子单元之间具有第一分割槽，第一分割槽中具有第一可导电结构；电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层沿目标方向间隔设置有多个第二分割槽。本申请的设计，一方面使钙钛矿电池组件减小热应力和伸缩应变，提高运行效率，延长使用寿命；另一方面，可以使得电池失效面积更小，填充因子更高，发电性能得以提升。

Description

六边形钙钛矿电池组件、电池模组及制备方法

技术领域

本申请涉及钙钛矿电池技术领域，具体涉及一种六边形钙钛矿电池组件、电池模组及制备方法。

背景技术

随着科技的发展，钙钛矿电池的应用越来越广泛。通常，通过钙钛矿电池可以进行发电，即当阳光照射在钙钛矿电池上之后，钙钛矿电池便可以将光能转换为电能。相关技术中，钙钛矿电池包括衬底、盖板，衬底和盖板之间设置有层叠结构的空穴传输层、金属导电层等。但相关技术中的钙钛矿电池六边形钙钛矿电池在外界温度变化时，应力分布较为集中，导致钙钛矿电池的运行效率较低，使用寿命较短。

发明内容

本申请实施例提供了一种六边形钙钛矿电池组件，以解决相关技术中钙钛矿电池六边形钙钛矿电池在外界温度变化时，应力分布较为集中，导致钙钛矿电池的运行效率较低，使用寿命较短的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种六边形钙钛矿电池组件，所述六边形钙钛矿电池组件包括：衬底、第一导电层、电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层以及第二导电层；

所述第一导电层、所述电子传输层、所述钙钛矿吸收层、所述空穴传输层以及所述第二导电层层叠设置，且所述第一导电层设置在所述衬底上，所述第一导电层包括多个第一层六边形子单元，且相邻两个所述第一层六边形子单元之间具有第一分割槽，所述第一分割槽中具有第一可导电结构；

所述电子传输层、所述钙钛矿吸收层以及所述空穴传输层沿目标方向间隔设置有多个第二分割槽，所述第二分割槽沿所述空穴传输层至所述衬底的方向贯穿所述空穴传输层、所述钙钛矿吸收层以及所述电子传输层，所述第二分割槽中具有第二可导电结构，所述目标方向为与所述第一层六边形子单元的一个侧边垂直的方向，所述第二分割槽与所述第一分割槽错位；

所述第二导电层包括多个第二层六边形子单元，且相邻两个第二层六边形子单元之间具有第三分割子槽，在所述第二导电层至所述衬底的方向上，所述电子传输层、所述钙钛矿吸收层以及所述空穴传输层上设置有第四分割子槽，所述第四分割子槽贯穿所述空穴传输层、所述钙钛矿吸收层以及所述电子传输层，所述第四分割子槽与所述第三分割子槽位置相对，所述第三分割子槽以及所述第四分割子槽中设置有绝缘件，所述第三分割子槽与所述第二分割槽错位。

可选地，所述第一层六边形子单元在所述衬底上的投影为第一投影、所述第二层六边形子单元在所述衬底上的投影为第二投影，所述第一投影与所述第二投影至少部分的重合。

可选地，在所述目标方向上，所述第二投影相对的两个侧边与所述第一投影线相对的两个侧边错位；

所述第二投影的其余侧边与所述第一投影的其余侧边重合。

可选地，所述六边形钙钛矿电池组件还包括正极电极和负极电极；

所述第一层六边形子单元、所述第二层六边形子单元以及位于所述第一层六边形子单元和第二层六边形子单元之间的所述电子传输层、所述钙钛矿吸收层、所述空穴传输层形成六边形电池单元；

在所述目标方向上，至少一个所述六边形电池单元分别连接所述正极电极和所述负极电极。

可选地，所述六边形钙钛矿电池组件还包括盖板，所述盖板设置在所述第二导电层上。

可选地，所述第一导电层为透明导电层或金属导电层中任一种，所述第二导电层为所述透明导电层或所述金属导电层中任一种。

可选地，所述第一层六边形子单元在所述衬底上的投影的面积与所述第二层六边形子单元在所述衬底上的面积相等。

第二方面，本申请实施例提供了一种六边形钙钛矿电池模组，所述六边形钙钛矿电池模组包括多个上述第一方面中任一项所述的六边形钙钛矿电池组件；

多个所述的六边形钙钛矿电池组件之间串联和/或并联。

第三方面，本申请实施例提供了一种六边形钙钛矿电池组件的制备方法，用于制备权利要求上述第一方面中任一项所述的六边形钙钛矿电池组件，所述制备方法包括：

在衬底上形成第一导电层；

在所述第一导电层上进行第一刻槽，将所述第一导电层分割为多个第一层六边形子单元，所述第一刻槽形成相邻两个所述第一层六边形子单元之间的第一分割槽；

在所述第一导电层上依次形成电子传输层、钙钛矿吸收层以及空穴传输层，所述电子传输层填充所述第一分割槽，位于所述第一分割槽中的所述电子传输层形成第一可导电结构；

在所述空穴传输层上沿目标方向进行第二刻槽，所述第二刻槽沿所述空穴传输层至所述衬底的方向贯穿所述空穴传输层、所述钙钛矿吸收层以及所述电子传输层，所述第二刻槽形成第二分割槽，所述目标方向为与所述第一层六边形子单元的一个侧边垂直的方向；

在所述空穴传输层上形成第二导电层，所述第二导电层填充所述第二分割槽，位于所述第二分割槽中的所述第二导电层形成第二可导电结构；

在所述第二导电层上进行第三刻槽，所述第三刻槽贯穿所述第二导电层、所述空穴传输层、所述钙钛矿吸收层以及所述电子传输层，所述第三刻槽将第二导电层分割为多个第二层六边形子单元，位于所述第二导电层上的部分第三刻槽形成第三分割子槽，位于所述空穴传输层、所述钙钛矿吸收层以及所述电子传输层上的部分第三刻槽形成第四分割子槽；

在所述第三刻槽中填充绝缘件。

可选地，所述制备方法还包括：

所述第一层六边形子单元、所述第二层六边形子单元以及位于所述第一层六边形子单元和第二层六边形子单元之间的所述电子传输层、所述钙钛矿吸收层、所述空穴传输层形成六边形电池单元，在所述六边形电池单元上连接正极电极和负极电极，且在所述第二导电层上设置盖板。

在本申请实施例中，通过使得第一导电层包括多个第一层六边形子单元，相邻两个第一六边形单元之间的第一分割槽设置第一可导电结构，在目标方向上，设置贯穿电子传输层、钙钛矿吸收层以及空穴传输层上置有第四分割子槽，第二分割槽中设置第二可导电结构，第二导电层包括多个第二层六边形子单元，相邻两个第二层六边形子单元之间的第三分割子槽与第四分割子槽位置相对，第三分割子槽以及第四分割子槽中设置有绝缘件，从而第一层六边形子单元、第二层六边形子单元以及位于第一层六边形子单元和第二层六边形子单元之间的电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层形成六边形电池单元，相当于使得六边形钙钛矿电池组件包括多个六边形电池单元，且在目标方向上，相邻两个六边形电池单元之间串联，而六边形电池单元具有更加稳定的结构，且可以改变钙钛矿电池组件在运行器件的应力分布状态，减小最大应力和伸缩应变，提高钙钛矿电池组件的运行效率，延长使用寿命。

附图说明

图1表示本申请实施例提供的一种六边形钙钛矿电池组件的示意图；

图2表示本申请实施例提供的一种六边形钙钛矿电池组件的俯视图之一；

图3表示图2中A-A的截面图；

图4表示本申请实施例提供的一种六边形钙钛矿电池组件的俯视图之二；

图5表示图4中B-B的截面图；

图6表示本申请实施例提供的一种六边形钙钛矿电池组件的俯视图之三；

图7表示图6中C-C的截面图；

图8表示本申请实施例提供的一种六边形钙钛矿电池组件中沿目标方向六边形电池单元串联的串联方向示意图；

图9表示本申请实施例提供的一种六边形钙钛矿电池模组的示意图之一；

图10表示本申请实施例提供的一种六边形钙钛矿电池模组的示意图之二；

图11表示本申请实施例提供的一种六边形钙钛矿电池模组的示意图之三；

图12表示本申请实施例提供的一种六边形钙钛矿电池组件的制备方法的流程图。

图13表示本申请实施例提供的一种六边形钙钛矿电池组件的俯视图之四。

附图标记：

1：衬底；21：第一导电层；22：电子传输层；23：钙钛矿吸收层；24：空穴传输层；25：第二导电层；3：绝缘件；4：盖板；51：正极电极；52：负极电极；201：第一分割槽；202：第一可导电结构；301：第二分割槽；302：第二可导电结构；401：第三分割子槽；402：第四分割子槽。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

如图1至图8所示，该六边形钙钛矿电池组件包括：该六边形钙钛矿电池组件包括：衬底1、第一导电层21、电子传输层22、钙钛矿吸收层23、空穴传输层24以及第二导电层25。

第一导电层21、电子传输层22、钙钛矿吸收层23、空穴传输层24以及第二导电层25层叠设置，且第一导电层21设置在衬底1上，第一导电层21包括多个第一层六边形子单元，且相邻两个第一层六边形子单元之间具有第一分割槽201，第一分割槽201中具有第一可导电结构202。电子传输层22、钙钛矿吸收层23以及空穴传输层24沿目标方向间隔设置有多个第二分割槽301，第二分割槽301沿空穴传输层24至衬底1的方向贯穿空穴传输层24、钙钛矿吸收层23以及电子传输层22，第二分割槽301中具有第二可导电结构302，目标方向为在第一导电层21所在的平面上与第一层六边形子单元的一个侧边垂直的方向，第二分割槽301与第一分割槽201错位。第二导电层25包括多个第二层六边形子单元，且相邻两个第二层六边形子单元之间具有第三分割子槽401，在第二导电层25至衬底1的方向上，电子传输层22、钙钛矿吸收层23以及空穴传输层24上设置有第四分割子槽402，第四分割子槽402贯穿空穴传输层24、钙钛矿吸收层23以及电子传输层22，第四分割子槽402与第三分割子槽401位置相对，第三分割子槽401以及第四分割子槽402中设置有绝缘件3，第三分割子槽401与第二分割槽301错位。

在本申请实施例中，第一导电层21包括多个第一层六边形子单元，且相邻两个第一层六边形子单元之间具有第一分割槽201，第一分割槽201中设置有第一可导电结构202，因此，相邻两个第一层六边形子单元可以连通。由于电子传输层22、钙钛矿吸收层23以及空穴传输层24沿目标方向间隔设置有多个第二分割槽301，第二分割槽301沿空穴传输层24至衬底1的方向贯穿空穴传输层24、钙钛矿吸收层23以及电子传输层22，第二分割槽301中设置有第二可导电结构302，因此，被第二分割槽301隔开的电子传输层22、钙钛矿吸收层23以及空穴传输层24可以连通。由于第二导电层25包括多个第二层六边形子单元，且相邻两个第二层六边形子单元之间具有第三分割子槽401，在第二导电层25至衬底1的方向上，电子传输层22、钙钛矿吸收层23以及空穴传输层24上置有第四分割子槽402，第四分割子槽402贯穿空穴传输层24、钙钛矿吸收层23以及电子传输层22，第四分割子槽402与第三分割子槽401位置相对，因此，第四分割子槽402将电子传输层22、钙钛矿吸收层23以及空穴传输层24分割为与第二层六边形子单元形状一致的六边形结构，从而第一层六边形子单元、第二层六边形子单元以及位于第一层六边形子单元和第二层六边形子单元之间的电子传输层22、钙钛矿吸收层23、空穴传输层24形成六边形电池单元，相当于使得六边形钙钛矿电池组件包括多个六边形电池单元。而第三分割子槽401以及第四分割子槽402中设置有绝缘件3，因此，相邻两个六边形电池单元被绝缘件3隔开，避免相邻两个六边形电池单元中的电子传输层22相互连通，钙钛矿吸收层23相互连通，空穴传输层24相互连通。由于第二分割槽301与第一分割槽201错位，第二分割槽301与第三分割子槽401错位，且第二分割槽301中设置有第二可导电结构302，因此，在目标方向上，相邻两个六边形电池单元中一个六边形电池单元中的第二导电层25与第二可导电结构302连通，第二可导电结构302又与另一个六边形电池单元中的第一导电层21连通，从而使得在目标方向上，相邻两个六边形电池单元通过第二可导电结构302串联。

也即是，在本申请实施例中，通过使得第一导电层21包括多个第一层六边形子单元，相邻两个第一六边形单元之间的第一分割槽201设置第一可导电结构202，在目标方向上，设置贯穿电子传输层22、钙钛矿吸收层23以及空穴传输层24上置有第四分割子槽402，第二分割槽301中设置第二可导电结构302，第二导电层25包括多个第二层六边形子单元，相邻两个第二层六边形子单元之间的第三分割子槽401与第四分割子槽402位置相对，第三分割子槽401以及第四分割子槽402中设置有绝缘件3，从而第一层六边形子单元、第二层六边形子单元以及位于第一层六边形子单元和第二层六边形子单元之间的电子传输层22、钙钛矿吸收层23、空穴传输层24形成六边形电池单元，相当于使得六边形钙钛矿电池组件包括多个六边形电池单元，且在目标方向上，相邻两个六边形电池单元之间串联，而六边形电池单元具有更加稳定的结构，且可以改变钙钛矿电池组件在运行器件的应力分布状态，减小最大应力和伸缩应变，提高钙钛矿电池组件的运行效率，延长使用寿命。

例如，如图8所示，在目标方向上，多个六边形电池单元串联，具体如图中的箭头所示。其中，在除目标方向之外的其他方向，六边形电池单元之间由于绝缘件的关系，六边形电池单元之间相当于绝缘，不导通。

需要说明的是，在自然界中，六边形更容易形成稳定的序列，从而六边形结构为最为稳定的结构，例如，贝纳尔对流，贝纳尔对流为学者贝纳尔发现在扁平圆形容器内充满一层液体，其液面与容器的底分别与T1、T2温度热源接触，且T2>T1。在温度差T2-T1不大时，系统的传热能达到稳态，这时在同一高度的水平截面上各点的宏观特征均相同，因而具有水平方向的平移不变性。可是，一旦其温度差ΔT＝T2-T1达到并超过某一临界值ΔTc时，从上面俯视扁平容器，发现液体表面出现较规则的六角形图案，即出现六边形图案。再例如，自然界中昆虫的复眼，其中，复眼中具有多个六边形图形。再例如，自然界中的蜂窝，蜂窝由多个六边形结构组成。事实证明，六边形结构为机械性能较优的结构。从而依据对大自然的仿生，在本申请实施例中，设置钙钛矿电池组件包括多个六边形电池单元，从而六边形电池单元的六边形结构可以改善钙钛矿电池在运行期间的应力分布状态，减小最大应力和伸缩应变，提高电池的运行效率和寿命。

另外，在相关技术中，钙钛矿电池组件包括多层结构，每一层的热胀系数不同，且应力不同，从而在外界温度变化时，钙钛矿电池组件易于出现裂缝和脱落的问题。而在本申请实施例中，使得六边形电池组件包括多个六边形电池单元，基于六边形结构的稳定性，可以使得钙钛矿电池组件中应力分布均匀，在外界温度变化时，钙钛矿电池组件内部应力和应变均较低，热稳定性更好，降低钙钛电池组件产生裂缝，易于脱落的可能性。

下面结合图2至图7，对本申请实施例中钙钛矿电池组件中包括多个六边形电池单元进行说明：

如图2和图3所示，在衬底1上的第一导电层21设置第一分割槽201，第一分割槽201将第一导电层21分割为多个第一层六边形子单元。如图4和图5所示，沿目标方向，在电子传输层22、钙钛矿吸收层23以及空穴传输层24上设置第二分割槽301，第二分割槽301沿空穴传输层24至衬底1的方向贯穿空穴传输层24、钙钛矿吸收层23以及电子传输层22，第一分割槽201中设置第一可导电结构202。如图6和图7所示，在第二导电层25上设置第三分割子槽401，并在第二导电层25至衬底1的方向上，在电子传输层22、钙钛矿吸收层23以及空穴传输层24上置第四分割子槽402，第四分割子槽402贯穿空穴传输层24、钙钛矿吸收层23以及电子传输层22，第三分割子槽401与第四分割子槽402位置相对，第三分割子槽401将第二导电层25分割为多个第二层六边形子单元，第四分割子槽402将电子传输层22、钙钛矿吸收层23以及空穴传输层24均分割为与第二层六边形子单元形状一致的六边形结构。其中，第一层六边形子单元、第二层六边形子单元以及位于第一层六边形子单元和第二层六边形子单元之间的电子传输层22、钙钛矿吸收层23、空穴传输层24形成六边形电池单元。另外，在目标方向上，如图8所示，六边形电池单元可以相互串联。

另外，在本申请实施例中，第一可导电结构202的材质可以与第一导电层21的材质相同，第二可导电结构302的材质可以与第二导电层25的材质相同。

另外，在一些实施例中，第一导电层21为透明导电层或金属导电层中任一种，第二导电层25为透明导电层或金属导电层中任一种。

当第一导电层21为透明导电层，且第二导电层25也为透明导电层时，此时，相当于六边形钙钛矿电池组件为透明的，其中，电子传输层22、钙钛矿吸收层23以及空穴传输层24均可透光，从而使得六边形钙钛矿电池组件可透光。在这种情况下，便可以将六边形钙钛矿电池组件应用至需要透光的器件上，例如，可以将六边形钙钛矿电池组件应用至车辆的玻璃上，再例如，将六边形钙钛矿电池组件应用至建筑上的玻璃上。在将六边形钙钛矿电池组件应用至需要透光的器件上之后，六边形钙钛矿电池组件既可以发电，还不影响需要透光的器件的使用，使得六边形钙钛矿电池组件的应用更加广泛。

当第一导电层21为透明导电层，第二导电层25为金属导电层，或，第一导电层21为金属导电层，第二导电层25为透明导电层时，此时，金属导电层会对阳光有遮挡，从而在使用六边形钙钛矿电池时，可以将透明导电层朝向阳光，使得阳光可以穿过透明导电层，而金属导电层的导电效率较高，从而在这种情况下，钙钛矿电池组件的导电效率较高。

当第一导电层21为金属导电层，第二导电层25为金属导电层时，此时，相当于六边形钙钛矿电池组件具有两个金属电极，在六边形钙钛矿电池组件发电之后，六边形钙钛矿电池组件的导电效率可以进一步提高。

另外，在本申请实施例中，透明导电层的材质可以氧化铟锡、氟掺杂氧化锡中任一种。衬底1的材质可以玻璃或树脂。电子传输层22的材质可以为金属掺杂的二氧化锡、二氧化钛和氧化锌。另外，在本申请实施例中，钙钛矿吸收层23可以由无机-有机类钙钛矿薄膜制成，其中，可以用(RNH3)BX3表示，其中R为C_nH_2n+1，n＝1，2，3等，B为Pb或Sn，X为卤素Cl、Br或者I。空穴传输层24的材质可以为PTAA(聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺])、Spiro-OMeTAD(2，2'，7，7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9，9'-螺二芴)、P3HT(聚3-己基噻酚)、金属掺杂的氧化镍。金属电极层的材质可以为铂金、金或铜，当然，还可以为其他金属材质，对此，本申请实施例在此不作限定。绝缘件3的材质可以紫外固化胶或热熔胶。其中，可以在第二导电层25上设置绝缘层，绝缘层的厚度范围为0.1微米-10微米。绝缘层的材质可以为紫外固话胶或热熔胶。

另外，在本申请实施例中，第一导电层21的厚度范围为100～200纳米，电子传输层22的厚度范围为10～100纳米，钙钛矿吸收层23的厚度范围为300～1000纳米，空穴传输层24的厚度范围为10～50纳米，第二导电层25的厚度范围为100～200纳米。通过这样的设置，可以使得钙钛矿电池组件的厚度较小，在不影响钙钛矿电池组件发电的前提下，使得钙钛矿电池组件更加轻薄。

其中，第一导电层21的厚度可以为100～200纳米中任一数值，例如，第一导电层21的厚度为100纳米，再例如，第一导电层21的厚度为120纳米，再例如，第一导电层21的厚度为150纳米，再例如，第一导电层21的厚度为200纳米。电子传输层22的厚度可以为10～100纳米中任一数值，例如，电子传输层22的厚度为10纳米，再例如，电子传输层22的厚度为30纳米，再例如，电子传输层22的厚度为50纳米，再例如，电子传输层22的厚度为100纳米。钙钛矿吸收层23的厚度可以为300～1000纳米中任一数值，例如，钙钛矿吸收层23的厚度为300纳米，再例如，钙钛矿吸收层23的厚度为500纳米，再例如，钙钛矿吸收层23的厚度为800纳米，再例如，钙钛矿吸收层23的厚度为1000纳米。空穴传输层24的厚度可以为10～50纳米中任一数值，例如，空穴传输层24的厚度为10纳米，再例如，空穴传输层24的厚度为20纳米，再例如，空穴传输层24的厚度为40纳米，再例如，空穴传输层24的厚度为50纳米。第二导电层25的厚度可以为100～200纳米中任一数值，例如，第二导电层25的厚度为100纳米，再例如，第二导电层25的厚度为120纳米，再例如，第二导电层25的厚度为180纳米，再例如，第二导电层25的厚度为200纳米。

另外，在本申请实施例中，第一层六边形子单元在衬底1上的投影为第一投影、第二层六边形子单元在衬底1上的投影为第二投影，第一投影与第二投影至少部分的重合，从而第一层六边形子单元、第二层六边形子单元、以及位于第一层六边形子单元与第二层六边形子单元之间的电子传输层22、钙钛矿吸收层23、空穴传输层24形成六边形电池单元。

另外，在本申请实施例中，在目标方向上，第二投影相对的两个侧边与第一投影线相对的两个侧边错位。第二投影的其余侧边与第一投影的其余侧边重合。通过这样的设置，使得钙钛矿电池组件仅在第四分割子槽402以及第三分割子槽401附近产生死区，在第二投影的其余侧边不会产生死区，即钙钛矿电池组件中，仅在目标方向上，六边形电池单元串联的前后侧产生死区，从而可以减少死区面积，从而提高钙钛矿电池组件的几何填充因子，使得钙钛矿电池组件的发电效果提高。

需要说明的是，在本申请实施例中，第一投影的形状可以为规则的六边形，即第一层六边形子单元的形状可以为正六边形，第二投影的形状为不规则的六边形，且在目标方向上，第二投影相对的两个侧边，分别与第一投影相对的两个侧边平行。

另外，在本申请实施例中，第一层六边形子单元、第二层六边形子单元以及位于第一层六边形子单元之间的电子传输层22、钙钛矿吸收层23、空穴传输层24形成六边形电池单元，而通过使得在目标方向上，第二投影相对的两个侧边与第一投影线相对的两个侧边错位，第二投影的其余侧边与第一投影的其余侧边重合，相当于在目标方向上，第二投影与第一投影错位的位置处，形成死区。其中，死区指的是未形成完整电池单元的区域，完整的电池单元需要第一导电层21、电子传输层22、钙钛矿吸收层23、空穴传输层24以及第二导电层25同时重叠，而在第二投影与第一投影错位的位置处，第二导电层25与第一导电层21错位，使得不能形成完整的电池单元，从而这个区域便是死区。在本申请实施例中，使得在目标方向上，第二投影相对的两个侧边与第一投影线相对的两个侧边错位，第二投影的其余侧边与第一投影的其余侧边重合，可以使得在目标方向上，仅在第二投影与第一投影错位的位置处，形成死区，可以减少死区面积，提高钙钛矿电池组件的几何填充因子。

另外，在本申请实施例中，第一层六边形子单元在衬底1上的投影的面积与第二层六边形子单元在衬底1上的面积相等，从而可以使得形成六边形电池单元时，钙钛矿电池组件上的死区较少。

另外，在一些实施例中，如图1所示，六边形钙钛矿电池组件还可以包括正极电极51和负极电极52。第一层六边形子单元、第二层六边形子单元以及位于第一层六边形子单元和第二层六边形子单元之间的电子传输层22、钙钛矿吸收层23、空穴传输层24形成六边形电池单元。在目标方向上，至少一个六边形电池单元分别连接正极电极51和负极电极52。

当在目标方向上，至少一个六边形电池单元分别连接正极电极51和负极电极52时，此时，目标方向上多个串联的六边形电池单元产生的电能便可以通过正极电极51以及负极电极52向外传输，从而便于钙钛矿电池组件产生电能之后向外供电。

需要说明的是，在目标方向上，多个六边形电池单元串联，正极电极51可以连接在目标方向依次排列的多个六边形电池单元中的第一个六边形电池单元上，负极电极52可以连接在最后一个六边形电池单元上。其中，第一六边形电池单元以及最后一个六边形电池单元通常位于钙钛矿电池组件的端部，从而相当于将正极电极51与负极电极52设置钙钛矿电池组件的端部，便于正极电极51以及负极电极52连接待供电件。另外，在本申请实施例中，当在目标方向上，多个六边形电池单元串联时，此时，目标方向上的多个六边形电池单元相当于形成一个电池单元组，从而钙钛矿电池组件中相当于具有多个电池单元组，每个电池单元组分别连接正极电极51和负极电极52，从而便可以根据实际需要将一个电池单元组与另一个电池单元组通过正极电极51和负极电极52电连接，使得电池单元组之间串联或并联，可以调整钙钛矿电池组件的输出电压。

例如，如图6和图7所示，在目标方向，多个六边形电池单元相当于形成一个电池单元组，钙钛矿电池组件具有多个电池单元组。

另外，在一些实施例中，六边形钙钛矿电池组件还可以包括盖板4，盖板4设置在第二导电层25上。

当盖板4设置在第二导电层25上时，此时，盖板4可以对第二导电层25起到保护作用，避免第二导电层25被外界因素影响。例如，第二导电层25受到外界撞击时，此时，外界的撞击首先撞击在盖板4上，盖板4对第二导电层25具有保护作用。再例如，外界的液滴落在第二导电层25上时，液滴首先落在盖板4上，盖板4隔绝液滴与第二导电层25，避免液滴对第二导电层25造成腐蚀。

需要说明的是，盖板4可以具有防水防腐蚀性，从而表面外界对第二导电层25造成腐蚀，影响钙钛矿电池组件的使用寿命。其中，盖板4的材质可以为耐候性好的复合膜类材料，例如含氟多层复合膜。

在本申请实施例中，通过使得第一导电层21包括多个第一层六边形子单元，相邻两个第一六边形单元之间的第一分割槽201设置第一可导电结构202，在目标方向上，设置贯穿电子传输层22、钙钛矿吸收层23以及空穴传输层24上置有第四分割子槽402，第二分割槽301中设置第二可导电结构302，第二导电层25包括多个第二层六边形子单元，相邻两个第二层六边形子单元之间的第三分割子槽401与第四分割子槽402位置相对，第三分割子槽401以及第四分割子槽402中设置有绝缘件3，从而第一层六边形子单元、第二层六边形子单元以及位于第一层六边形子单元和第二层六边形子单元之间的电子传输层22、钙钛矿吸收层23、空穴传输层24形成六边形电池单元，相当于使得六边形钙钛矿电池组件包括多个六边形电池单元，且在目标方向上，相邻两个六边形电池单元之间串联，而六边形电池单元具有更加稳定的结构，且可以改变钙钛矿电池组件在运行器件的应力分布状态，减小最大应力和伸缩应变，提高钙钛矿电池组件的运行效率，延长使用寿命。

本申请实施例提供了一种六边形钙钛矿电池模组，如图9至图11所示，该六边形钙钛矿电池模组包括多个上述实施例中的任一实施例中的六边形钙钛矿电池组件。多个的六边形钙钛矿电池组件之间串联和/或并联。

其中，在目标方向上，多个六边形电池单元串联时，此时，目标方向上的多个六边形电池单元相当于形成一个电池单元组，从而钙钛矿电池组件中相当于具有多个电池单元组，每个电池单元组分别连接正极电极51和负极电极52，从而便可以根据实际需要将一个电池单元组与另一个电池单元组通过正极电极51和负极电极52电连接，使得电池单元组之间串联或并联，可以调整钙钛矿电池组件的输出电压。另外，将多个六边形钙钛矿电池组件之间串联，或者将多个六边形钙钛矿电池组件之间并联，或者将多个六边形钙钛矿电池组件中部分六边形钙钛矿电池组件串联，之后与其余的六边形钙钛矿电池组件进行并联。从而可以根据实际需要将六边形钙钛矿电池进行串联和/或并联，使得六边形钙钛矿电池模组的输出电压便可以被调整，从而使得六边形钙钛矿电池模组的应用更加广泛。

如图，如图9所示，4个六边形钙钛矿电池组件，将图中上方的2个六边形钙钛矿电池组件并联，将图中下方的2个六边形钙钛矿电池组件并联，之后将图中上方并联的2个六边形钙钛矿电池组件与图中下方并联的2个六边形钙钛矿电池组件串联。

再例如，如图10所示，4个六边形钙钛矿电池组件，将4个六边形钙钛矿电池组件并联。

再例如，如图11所示，4个六边形钙钛矿电池组件，将4个六边形钙钛矿电池组件串联。

本申请实施例提供了一种六边形钙钛矿电池组件的制备方法，用于制备上述实施例中的任一实施例中的六边形钙钛矿电池组件，如图12所示，该制备方法包括：

步骤1201：在衬底上形成第一导电层。

其中，在衬底上可以通过溅射法、掩膜蒸镀法、印刷法、溶胶凝胶法中任一种方法制备第一导电层，从而使得衬底上形成第一导电层。

步骤1202：在第一导电层上进行第一刻槽，将第一导电层分割为多个第一层六边形子单元，第一刻槽形成相邻两个第一层六边形子单元之间的第一分割槽。

其中，可以通过激光刻蚀，或者化学刻蚀，或者机械刻蚀的方式，在第一导电层进行第一刻槽，将第一导电层分割为多个第一层六边形子单元，相邻两个第一层六边形子单元之间的刻槽便为第一分割槽。

例如，如图3所示，在第一导电层201上进行第一刻槽，如图中的P1所示。

步骤1203：在第一导电层上依次形成电子传输层、钙钛矿吸收层以及空穴传输层，电子传输层填充第一分割槽，位于第一分割槽中的电子传输层形成第一可导电结构。

其中，可以将半导体材料通过旋涂法、印刷法、溶胶凝胶法中任一方法，在第一导电层上制膜并进行处理得到电子传输层。且在制膜的过程中，电子传输层的材质会首先填充第一分割槽，将第一分割槽填充之后开始形成电子传输层，从而电子传输层会填充第一分割槽，位于第一分割槽中的电子传输层形成第一可导电结构。

在形成了电子传输层之后，可以将钙钛矿材料通过化学气相沉积法、狭缝涂布法、蒸镀法中任一方法，在电子传输层上制备出钙钛矿吸收层。

在形成了钙钛矿吸收层之后，可以将空穴传输材料通过旋涂法、印刷法中任一方法在钙钛矿吸收层上制备出空穴传输层。

步骤1204：在空穴传输层上沿目标方向进行第二刻槽，第二刻槽沿空穴传输层至衬底的方向贯穿空穴传输层、钙钛矿吸收层以及电子传输层，第二刻槽形成第二分割槽，目标方向为与第一层六边形子单元的一个侧边垂直的方向。

其中，可以通过激光刻蚀、化学刻蚀、机械刻蚀中任一种方式在空穴传输层沿目标方向进行第二刻槽，且使得第二刻槽沿空穴传输层至衬底的方向贯穿空穴传输层、钙钛矿吸收层以及电子传输层，此时，第二刻槽便形成了第二分割槽。

另外，在沿目标方向进行第二刻槽时，可以仅在目标方向进行直线刻槽，直线刻槽形成第二分割槽，还可以在目标方向进行折线刻槽，折线刻槽中部分刻槽形成第二分割槽。例如，如图4所示，在目标方向进行直线刻槽，直线刻槽形成第二分割槽，再例如，如图13所示，在目标方向进行折线刻槽，部分折线刻槽形成第二分割槽。

例如，如图5所示，在空穴传输层24上沿目标方向进行第二刻槽，第二刻槽沿空穴传输层24至衬底1的方向贯穿空穴传输层24、钙钛矿吸收层23以及电子传输层22，如图中的P2所示。

步骤1205：在空穴传输层上形成第二导电层，第二导电层填充第二分割槽，位于第二分割槽中的第二导电层形成第二可导电结构。

其中，可以通过溅射法在空穴传输层上制备第二导电层。其中，第二导电层的材质为金、铂金、铜等材质。在制备第二导电层时，第二导电层首先对第二刻槽进行填充，即第二导电层的材质对第二分割槽进行填充，之后第二导电层才在空穴传输层上形成，从而第二分割槽中的第二导电层便形成第二可导电结构。

步骤1206：在第二导电层上进行第三刻槽，第三刻槽贯穿第二导电层、空穴传输层、钙钛矿吸收层以及电子传输层，第三刻槽将第二导电层分割为多个第二层六边形子单元，位于第二导电层上的部分第三刻槽形成第三分割子槽，位于空穴传输层、钙钛矿吸收层以及电子传输层上的部分第三刻槽形成第四分割子槽。

其中，可以通过激光刻蚀、化学刻蚀、机械刻蚀中任一方式在第二导电层上进行第三刻槽，且使得第三刻槽沿第二导电层至衬底的方向贯穿第二导电层、空穴传输层、钙钛矿吸收层以及电子传输层，从而第三刻槽便将第二导电层分割为多个第二层六边形子单元，位于第二导电层上的部分第三刻槽形成第三分割子槽，位于空穴传输层、钙钛矿吸收层以及电子传输层上的部分第三刻槽形成第四分割子槽。

例如，如图7所示，在第二导电层25上进行第三刻槽，第三刻槽贯穿第二导电层25、空穴传输层24、钙钛矿吸收层23以及电子传输层22，如图中的P3所示。

另外，在进行第三刻槽之后，第一层六边形子单元、第二层六边形子单元以及位于第一层六边形子单元、第二层六边形子单元之间电子传输层、钙钛矿吸收层以及空穴传输层形成六边形电池单元，且在目标方向上，相邻两个六边形电池单元串联。

步骤1207：在第三刻槽中填充绝缘件。

其中，绝缘件可以为热固胶、紫外固化胶。

另外，在一些实现方式中，该制备方法还包括：

第一层六边形子单元、第二层六边形子单元以及位于第一层六边形子单元和第二层六边形子单元之间的电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层形成六边形电池单元，在目标方向上，至少一个六边形电池单元上连接正极电极和负极电极，且在第二导电层上设置盖板。

其中，可以通过封装的方式在第二导电层上设置盖板。

在本申请实施例中，通过在第一导电层进行第一刻槽，使得第一导电层包括多个第一层六边形子单元，之后在第一导电层上形成电子传输层、钙钛矿吸收层以及空穴传输层，电子传输层填充第一分割槽，之后在空穴传输层上进行第二刻槽，第二刻槽贯穿空穴传输层、钙钛矿吸收层以及电子传输层，之后在空穴传输层上设置第二导电层，在第二导电层上进行第三刻槽，使得第第二导电层包括多个第二层六边形子单元，最后在第三分割子槽以及第四分割子槽中设置有绝缘件，从而第一层六边形子单元、第二层六边形子单元以及位于第一层六边形子单元和第二层六边形子单元之间的电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层形成六边形电池单元，相当于使得六边形钙钛矿电池组件包括多个六边形电池单元，且在目标方向上，相邻两个六边形电池单元之间串联。而六边形电池单元具有更加稳定的结构，且可以改变钙钛矿电池组件在运行器件的应力分布状态，减小最大应力和伸缩应变，提高钙钛矿电池组件的运行效率，延长使用寿命。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本申请实施例的可选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括可选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的原理及实现方式，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种六边形钙钛矿电池组件，其特征在于，所述六边形钙钛矿电池组件包括：衬底、第一导电层、电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层以及第二导电层；

所述第一导电层、所述电子传输层、所述钙钛矿吸收层、所述空穴传输层以及所述第二导电层层叠设置，且所述第一导电层设置在所述衬底上，所述第一导电层包括多个第一层六边形子单元，且相邻两个所述第一层六边形子单元之间具有第一分割槽，所述第一分割槽中具有第一可导电结构；

所述电子传输层、所述钙钛矿吸收层以及所述空穴传输层沿目标方向间隔设置有多个第二分割槽，所述第二分割槽沿所述空穴传输层至所述衬底的方向贯穿所述空穴传输层、所述钙钛矿吸收层以及所述电子传输层，所述第二分割槽中具有第二可导电结构，所述目标方向为：在所述第一导电层所在的平面上与所述第一层六边形子单元的一个侧边垂直的方向，所述第二分割槽与所述第一分割槽错位；

所述第二导电层包括多个第二层六边形子单元，且相邻两个第二层六边形子单元之间具有第三分割子槽，在所述第二导电层至所述衬底的方向上，所述电子传输层、所述钙钛矿吸收层以及所述空穴传输层上设置有第四分割子槽，所述第四分割子槽贯穿所述空穴传输层、所述钙钛矿吸收层以及所述电子传输层，所述第四分割子槽与所述第三分割子槽位置相对，所述第三分割子槽以及所述第四分割子槽中设置有绝缘件，所述第三分割子槽与所述第二分割槽错位。

2.根据权利要求1所述的六边形钙钛矿电池组件，其特征在于，所述第一层六边形子单元在所述衬底上的投影为第一投影、所述第二层六边形子单元在所述衬底上的投影为第二投影，所述第一投影与所述第二投影至少部分的重合。

3.根据权利要求2所述的六边形钙钛矿电池组件，其特征在于，在所述目标方向上，所述第二投影相对的两个侧边与所述第一投影线相对的两个侧边错位；

所述第二投影的其余侧边与所述第一投影的其余侧边重合。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的六边形钙钛矿电池组件，其特征在于，所述六边形钙钛矿电池组件还包括正极电极和负极电极；

所述第一层六边形子单元、所述第二层六边形子单元以及位于所述第一层六边形子单元和第二层六边形子单元之间的所述电子传输层、所述钙钛矿吸收层、所述空穴传输层形成六边形电池单元；

在所述目标方向上，至少一个所述六边形电池单元分别连接所述正极电极和所述负极电极。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的六边形钙钛矿电池组件，其特征在于，所述六边形钙钛矿电池组件还包括盖板，所述盖板设置在所述第二导电层上。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的六边形钙钛矿电池组件，其特征在于，所述第一导电层为透明导电层或金属导电层中任一种，所述第二导电层为所述透明导电层或所述金属导电层中任一种。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的六边形钙钛矿电池组件，其特征在于，所述第一层六边形子单元在所述衬底上的投影的面积与所述第二层六边形子单元在所述衬底上的面积相等。

8.一种六边形钙钛矿电池模组，其特征在于，所述六边形钙钛矿电池模组包括多个权利要求1-7中任一项所述的六边形钙钛矿电池组件；

多个所述的六边形钙钛矿电池组件之间串联和/或并联。

9.一种六边形钙钛矿电池组件的制备方法，用于制备权利要求1-7中任一项所述的六边形钙钛矿电池组件，其特征在于，所述制备方法包括：

在衬底上形成第一导电层；

在所述第一导电层上进行第一刻槽，将所述第一导电层分割为多个第一层六边形子单元，所述第一刻槽形成相邻两个所述第一层六边形子单元之间的第一分割槽；

在所述第一导电层上依次形成电子传输层、钙钛矿吸收层以及空穴传输层，所述电子传输层填充所述第一分割槽，位于所述第一分割槽中的所述电子传输层形成第一可导电结构；

在所述空穴传输层上沿目标方向进行第二刻槽，所述第二刻槽沿所述空穴传输层至所述衬底的方向贯穿所述空穴传输层、所述钙钛矿吸收层以及所述电子传输层，所述第二刻槽形成第二分割槽，所述目标方向为与所述第一层六边形子单元的一个侧边垂直的方向；

在所述空穴传输层上形成第二导电层，所述第二导电层填充所述第二分割槽，位于所述第二分割槽中的所述第二导电层形成第二可导电结构；

在所述第二导电层上进行第三刻槽，所述第三刻槽贯穿所述第二导电层、所述空穴传输层、所述钙钛矿吸收层以及所述电子传输层，所述第三刻槽将第二导电层分割为多个第二层六边形子单元，位于所述第二导电层上的部分第三刻槽形成第三分割子槽，位于所述空穴传输层、所述钙钛矿吸收层以及所述电子传输层上的部分第三刻槽形成第四分割子槽；

在所述第三刻槽中填充绝缘件。

10.根据权利要求9所述的六边形钙钛矿电池组件的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：

所述第一层六边形子单元、所述第二层六边形子单元以及位于所述第一层六边形子单元和第二层六边形子单元之间的所述电子传输层、所述钙钛矿吸收层、所述空穴传输层形成六边形电池单元，在所述六边形电池单元上连接正极电极和负极电极，且在所述第二导电层上设置盖板。

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