一种柔性钙钛矿太阳能电池封装薄膜及太阳能电池的制作方法

1.本实用钙钛矿太阳能电池技术领域，尤其涉及一种柔性钙钛矿太阳能电池封装薄膜及太阳能电池。


背景技术：

2.钙钛矿太阳能电池(psc，perovskitesolarcell)是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池。钙钛矿最初单指钛酸钙 (catio3)这种矿物，后来把结构为abx3以及与之类似的晶体统称为钙钛矿物质。
3.钙钛矿电池属于第三代太阳能电池，其结构大致可以分为正置(n-i-p)结构和倒置(p-i-n)结构两大类，电池结构简单。以反型平面钙钛矿电池为例，自下往上依次为：玻璃、透明电极(ito或fto)、电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层、金属电极。
4.但最常用的有机金属卤化物钙钛矿太阳能电池对湿气高度敏感，外界的湿气会导致钙钛矿层、空穴传输层和电极/传输层的退化，因此其实际应用需要封装来阻挡水汽。
5.现有的柔性器件的封装材料不能满足实际应用的要求，比如水蒸汽透过率(wvtr)、氧透过率(otr)高，机械耐受性差，且封装材料的层间附着力差，容易脱落。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种柔性钙钛矿太阳能电池封装薄膜及太阳能电池，本实用新型中的封装薄膜和封装工艺下封装的柔性器件，其阻隔水/ 氧的能力得到明显提高，封装材料的层间附着力明显提高，器件的机械承受力明显提升。。
7.本实用新型提供一种柔性钙钛矿太阳能电池的封装薄膜，包括依次接触的衬底层、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸正丁酯共聚物层和氧化铝层；
8.所述甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸正丁酯共聚物层的厚度为5～20nm；
9.所述氧化铝层的厚度为30～150nm。
10.优选的，所述衬底层为聚萘二甲酸乙二醇酯层或者聚对苯二甲酸乙二醇酯层。
11.优选的，所述衬底层的厚度为1～3mm。
12.本实用新型提供一种柔性钙钛矿太阳能电池，在钙钛矿太阳能电池的封装面复合有上文所述的柔性钙钛矿太阳能电池的封装薄膜；
13.所述柔性钙钛矿太阳能电池的封装薄膜中的氧化铝层与封装面相接触。
14.优选的，所述钙钛矿太阳能电池包括依次接触的tco衬底层、第一电荷传输层、钙钛矿吸光层、第二电荷传输层和电极层。
15.优选的，所述柔性钙钛矿太阳能电池的封装薄膜通过密封胶胶粘复合在所述柔性钙钛矿太阳能电池上。
16.优选的，所述柔性钙钛矿太阳能电池还设置有电极引线。
17.本实用新型提供一种柔性钙钛矿太阳能电池的封装薄膜，包括依次接触的衬底层、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸正丁酯共聚物层和氧化铝层；所述甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸正
丁酯共聚物层的厚度为5～20nm；所述氧化铝层的厚度为 30～150nm。本实用新型采用该封装薄膜和封装工艺下封装的柔性器件，其阻隔水/氧的能力得到明显提高，封装材料的层间附着力明显提高，器件的机械承受力明显提升。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型中柔性钙钛矿太阳能电池的封装薄膜的结构示意图；
20.a为氧化铝层，b为pmma-pmba层，c为陈底层；
21.图2为本实用新型中柔性钙钛矿太阳能电池的结构示意图；
22.①
为封装薄膜，
②
为tco衬底，
③
为第一电荷传输层，
④
为钙钛矿吸光层，
⑤
为第二电荷传输层，
⑥
为电极层，
⑦
为密封胶，
⑧
为电极引线。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
24.本实用新型提供一种柔性钙钛矿太阳能电池的封装薄膜，包括依次接触的衬底层、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸正丁酯共聚物层和氧化铝层；
25.所述甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸正丁酯共聚物层的厚度为5～20nm；
26.所述氧化铝层的厚度为30～150nm。
27.在本实用新型中，所述衬底层优选为聚萘二甲酸乙二醇酯层(pen)或者聚对苯二甲酸乙二醇酯层(pet)，所述衬底层的厚度优选为1～3mm，更优选为1.5～2mm。
28.在本实用新型中，所述甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸正丁酯共聚物层 (pmma-pmba层)的厚度优选为5～20nm，更优选为10～15nm。
29.在本实用新型中，所述氧化铝层的厚度为30～150nm，更优选为50～120nm，最优选为80～100nm。
30.本实用新型还提供了一种柔性钙钛矿太阳能电池，其特征在于，在钙钛矿太阳能电池的封装面复合有上文所述的柔性钙钛矿太阳能电池的封装薄膜；
31.所述柔性钙钛矿太阳能电池的封装薄膜中的氧化铝层与封装面相接触。
32.在本实用新型中，所述钙钛矿太阳能电池包括依次接触的tco衬底层、第一电荷传输层、钙钛矿吸光层、第二电荷传输层和电极层。所述封装薄膜分别于tco衬底层和电极层相接触。
33.在本实用新型中，通过密封胶将上下两层封装薄膜胶粘复合在所述柔性钙钛矿太阳能电池上。
34.在本实用新型中，所述柔性钙钛矿太阳能电池还设置有电极引线。
35.实施例
36.(1)配制聚合物涂布溶液，
37.聚合物涂布溶液中的溶质为聚甲基丙烯酸甲酯共丙烯酸正丁酯， pmma-pmba；溶剂为氯苯、甲苯、乙酸等；溶液浓度为：10-60mg/ml；在已清洗好的pen/pet衬底上，沉积一层聚合物薄层，所述沉积方法可以是旋涂、刮涂、喷涂、狭缝涂布、印刷等。
38.然后在800～150℃温度下退火10～60min；薄膜厚度为5～20nm；
39.(2)采用旋涂、刮涂、喷涂、狭缝涂布、丝网印刷、蒸发、原子层沉积等方法沉积al2o3层；所沉积的薄膜厚度为：30～150nm；
40.器件封装工艺：
41.在钙钛矿太阳电池组件的底部边缘涂抹密封胶，然后在组件的顶部覆盖封装薄膜，按照封装工艺进行封装；所述封装薄膜为上述步骤所述的封装材料，所述密封胶为紫外固化胶、丁基橡胶等；所述封装工艺为：紫外固化胶的封装参数为300～600w紫外灯下曝光2～10min；丁基橡胶的封装参数为 60`100mpa压力，130～150℃，层压5～20min。
42.电池能通过iec6 1215:2016热循环测试(在-40℃和85℃之间振荡200次)，在湿热环境中(85℃，85％rh)生存500小时而不降解，效率衰减≤5％。