CN206225411U - 一种基于氧化锌导电层的钙钛矿太阳能电池组 - Google Patents
一种基于氧化锌导电层的钙钛矿太阳能电池组 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型揭露了一种基于氧化锌导电层的钙钛矿太阳能电池组，包括多个电池单元，所述多个电池单元通过串联组成所述钙钛矿太阳能电池组；所述电池单元包括玻璃基底，所述玻璃基底的一个表面依次镀制有透明导电层、致密层、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和对电极层；所述对电极层覆盖所述空穴传输层的一端继续延伸乃至覆盖另一电池单元的透明导电层延长伸出的一端，从而与所述另一电池单元形成串联。
Description
技术领域
本实用新型属于太阳能电池领域，具体涉及一种基于氧化锌导电层的钙钛矿太阳能电池组。
背景技术
能源和环境问题是当今最主要的两大问题。太阳能因其取之不尽用之不竭，而且清洁无污染，受到全世界科学家的关注。目前，太阳能电池领域，硅电池由于起步早，占据了太阳能电池领域较大的份额。然而，由于硅基板太阳能电池单晶硅的提纯过程污染较大，工艺复杂，使得太阳能电池造价较高，同时较大的污染也违背了太阳能电池的初衷。而其他太阳能电池，例如染料敏化、量子点太阳能电池，虽然造价低，污染小，但是由于光电转换效率不高，一直没有大规模投入使用。而钙钛矿太阳能电池综合了硅基板和染料敏化太阳能电池的优点，成本低廉，而且具有可以媲美硅基板太阳能电池的转化效率，从而成为了各国科学家的新宠。虽然钙钛矿太阳能电池具有诸多优点，然而依旧存在大面积转化效率低、组装成电池组难度大、电子复合率高等问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于氧化锌导电层的钙钛矿太阳能电池组。
一种基于氧化锌导电层的钙钛矿太阳能电池组，包括多个电池单元，所述多个电池单元通过串联组成所述钙钛矿太阳能电池组；
所述电池单元包括玻璃基底，所述玻璃基底的一个表面依次镀制有透明导电层、致密层、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和对电极层；
所述透明导电层的一端延长伸出，另一端被所述致密层完全覆盖，所述致密层覆盖所述透明导电层的一端被所述电子传输层覆盖，所述电子传输层覆盖所述致密层的一端被所述钙钛矿吸光层覆盖，所述钙钛矿吸光层覆盖所述电子传输层的一端被所述空穴传输层覆盖，所述空穴传输层覆盖所述钙钛矿吸光层的一端被所述对电极层覆盖，所述对电极层覆盖所述空穴传输层的一端继续延伸乃至覆盖另一电池单元的透明导电层延长伸出的一端，从而与所述另一电池单元形成串联。
进一步地，所述透明导电层为厚度为100nm的掺硼氧化锌层。
进一步地，所述致密层为厚度为100-200nm的氧化锌致密层。
进一步地，所述电子传输层为厚度为0.5-2um的氧化锌/二氧化钛复合多孔纳米层。
进一步地，所述钙钛矿吸光层厚度为1-3um。
进一步地，所述空穴传输层为厚度为1-2um的Spiro-OMeTAD或者HMT空穴传输层。
进一步地，所述对电极层为厚度为200-500nm的贵金属层或者厚度为0.5-2um的碳电极层。
进一步地，所述玻璃基底的另一个表面镀制有增透膜，所述增透膜对所述钙钛矿吸光层吸收光谱范围内的光增加透过率。
进一步地，所述玻璃基底还包括凸起，所述对电极层的一端延伸越过并覆盖所述凸起，并继续延伸乃至覆盖另一电池单元的透明导电层延长伸出的所述一端，从而与另一电池单元形成串联。
本实用新型的技术效果为：通过设置简单的氧化锌导电层结构将多个电池单元串联，形成太阳能电池组，克服了大面积电池光电转化效率低的技术问题。
同时，设置了多层覆盖和/或绝缘凸起，降低了电子空穴的复合率，有效防止了电池内部短路，进一步提高了电池的光电转化效率。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型实施例一的截面图；
图3为本实用新型实施例二的截面图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
除非上下文另有特定清楚的描述，本实用新型中的元件和组件，数量既可以单个的形式存在，也可以多个的形式存在，本实用新型并不对此进行限定。可以理解，本文中所使用的术语“和/或”涉及且涵盖相关联的所列项目中的一者或一者以上的任何和所有可能的组合。
实施例一
参阅图1，本实用新型提供了一种基于氧化锌导电层的钙钛矿太阳能电池组，包括多个电池单元100，所述多个电池单元100通过串联组成所述钙钛矿太阳能电池组。
请参阅图2，光由图中玻璃基底底部表面垂直入射。所述电池单元100包括玻璃基底101。在所述玻璃基底101的顶部表面依次镀制有透明导电层102、致密层103、电子传输层104、钙钛矿吸光层105、空穴传输层106和对电极层107。所述玻璃基底102的底部表面镀制有增透膜108，所述增透膜108对所述钙钛矿吸光层105吸收光谱范围内的光增加透过率。
所述透明导电层102的一端延长伸出，另一端被所述致密层103覆盖，所述透明导电层102为掺硼的氧化锌层，厚度为100nm。所述致密层103覆盖所述透明导电层102的一端被所述电子传输层104覆盖。所述致密层103为氧化锌致密层，厚度为100-200nm。
所述电子传输层104覆盖所述致密层103的一端被所述钙钛矿吸光层105覆盖。所述电子传输层104为氧化锌/二氧化钛复合多孔纳米层，厚度为0.5-2um。所述钙钛矿吸光层105覆盖所述电子传输层104的一端被所述空穴传输层106覆盖。所述钙钛矿吸光层105厚度为1-3um。所述空穴传输层106覆盖所述钙钛矿吸光层105的一端被所述对电极层107覆盖，所述空穴传输层为厚度为1-2um的Spiro-OMeTAD或者HMT空穴传输层。
所述对电极层107覆盖所述空穴传输层106的一端继续延伸，乃至覆盖另一电池单元100’的透明导电层102’延长伸出的所述一端，从而与另一电池单元形成串联。所述对电极层107为厚度为200-500nm的贵金属层或者0.5-2um的碳电极层。优选地，所述对电极层107为厚度为1um的碳纳米管层。
实施例二
请参阅图3，实施例二与实施例一的不同之处在于，所述玻璃基底101包括凸起1011。所述凸起1011设置在一个两个相邻电池单元之间，用于进一步防止电池内部短路。所述凸起1011与玻璃基底一起形成，或者为了简化工艺，所述凸起1011可以为后期镀制的绝缘层。所述凸起1011的厚度大约等于所述透明导电层102、所述致密层103、所述电子传输层104、所述钙钛矿吸光层105和所述空穴传输层106之和。所述对电极层107的一端延伸越过并覆盖所述凸起1011，并继续延伸乃至覆盖另一电池单元100’的透明导电层102’延长伸出的所述一端，从而与另一电池单元形成串联。
本实用新型的技术效果为：通过设置简单的氧化锌导电层结构将多个电池单元串联，形成太阳能电池组，克服了大面积电池光电转化效率低的技术问题。
同时，设置了多层覆盖和/或绝缘凸起，降低了电子空穴的复合率，有效防止了电池内部短路，进一步提高了电池的光电转化效率。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种基于氧化锌导电层的钙钛矿太阳能电池组，其特征在于，包括多个电池单元，所述多个电池单元通过串联组成所述钙钛矿太阳能电池组；
所述电池单元包括玻璃基底，所述玻璃基底的顶面表面依次镀制有透明导电层、致密层、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层和对电极层；
所述透明导电层的一端延长伸出，另一端被所述致密层覆盖，所述致密层覆盖所述透明导电层的一端被所述电子传输层覆盖，所述电子传输层覆盖所述致密层的一端被所述钙钛矿吸光层覆盖，所述钙钛矿吸光层覆盖所述电子传输层的一端被所述空穴传输层覆盖，所述空穴传输层覆盖所述钙钛矿吸光层的一端被所述对电极层覆盖，所述对电极层覆盖所述空穴传输层的一端继续延伸，乃至覆盖另一电池单元的透明导电层延长伸出的一端，从而与所述另一电池单元形成串联。
2.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池组，其特征在于，所述透明导电层为厚度为100nm的掺硼氧化锌层。
3.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池组，其特征在于，所述致密层为厚度为100-200nm的氧化锌致密层。
4.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池组，其特征在于，所述电子传输层为厚度为0.5-2um的氧化锌/二氧化钛复合多孔纳米层。
5.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池组，其特征在于，所述钙钛矿吸光层厚度为1-3um。
6.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池组，其特征在于，所述空穴传输层为厚度为1-2um的Spiro-OMeTAD或者HMT空穴传输层。
7.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池组，其特征在于，所述对电极层为厚度为200-500nm的贵金属层或者厚度为0.5-2um的碳电极层。
8.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池组，其特征在于，所述玻璃基底的另一个表面镀制有增透膜，所述增透膜对所述钙钛矿吸光层吸收光谱范围内的光增加透过率。
9.如权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池组，其特征在于，所述玻璃基底还包括凸起，所述对电极层的一端延伸越过并覆盖所述凸起，并继续延伸乃至覆盖另一电池单元的透明导电层延长伸出的所述一端，从而与另一电池单元形成串联。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108539024A (zh) * | 2018-04-16 | 2018-09-14 | 湖北大学 | 一种碳基钙钛矿太阳能电池及其制备方法 |
| CN109301069A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-02-01 | 深圳清华大学研究院 | 太阳电池及其制备方法 |
| CN111883658A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-11-03 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种钙钛矿太阳能电池模块及其制备方法 |
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