钙钛矿太阳电池、钙钛矿太阳电池组件及二者的制备方法与流程

1.本发明主要涉及太阳电池领域，尤其涉及一种钙钛矿太阳电池、钙钛矿太阳电池组件及二者的制备方法。


背景技术：

2.钙钛矿材料凭借低成本和高效率的优势在光伏领域引起了广泛的关注，无论是单结钙钛矿太阳电池组件还是钙钛矿与其他光伏技术结合形成的叠层电池都具有很广阔的商业化应用前景。然而，从钙钛矿太阳电池概念被提出起，其可靠性问题成为研究者们最为关心的问题之一，这也是该技术商业化最亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种钙钛矿太阳电池、电池组件及二者的制备方法，在钙钛矿太阳电池未封装前，通过在其侧面沉积防水且稳定的钝化材料，增强对于太阳电池的保护，提升钙钛矿太阳电池的效率和可靠性。
4.为解决上述技术问题，本发明提供了一种钙钛矿太阳电池，所述电池包括多层，所述多层包括钙钛矿层，在所述电池的一个或多个侧面具有边缘钝化区，所述边缘钝化区中具有沿第一方向叠加的至少两层边缘钝化层，所述至少两层边缘钝化层中的至少一者在第二方向的厚度大于或等于所述钙钛矿层的厚度，以使所述边缘钝化区至少覆盖所述钙钛矿层在所述一个或多个侧面露出的表面，其中，所述第一方向为与所述侧面垂直的方向，且所述第二方向为所述电池中的所述多层叠加的方向。
5.在本发明的一实施例中，所述边缘钝化区包括两层边缘钝化层，分别为边缘钝化内层和边缘钝化外层，其中，所述边缘钝化内层包括钙钛矿材料，所述边缘钝化外层包括绝缘材料。
6.在本发明的一实施例中，所述边缘钝化内层在所述第一方向的厚度为1～100纳米或101～500纳米，且所述边缘钝化外层在所述第一方向的厚度为10纳米～10微米。
7.在本发明的一实施例中，所述边缘钝化内层包括max,fax,guax和peax的一种或多种，其中，x为卤素离子。
8.在本发明的一实施例中，所述边缘钝化内层包括离子液体材料。
9.在本发明的一实施例中，所述边缘钝化外层包括sinx，sio2，al2o3和mgo中的一种或多种。
10.在本发明的一实施例中，所述钙钛矿层包括三维晶体结构，所述三维晶体结构的结构通式为abx3，其中，a为c(nh2)3

、ch(nh2)2

、ch3nh3

、cs

或rb

中的至少一种，b为pb
2
、sn
2
或sr
2
中的至少一种，x为br-、i-或ci-中的至少一种，其中，f和m为有机基团。
11.在本发明的一实施例中，所述电池还包括基底层、电极层、电子传输层和/或空穴传输层，其中，所述电子传输层或空穴传输层位于所述基底层和所述钙钛矿层之间或位于所述钙钛矿层和所述电极层之间。
12.在本发明的一实施例中，所述边缘钝化区还覆盖其它层在所述一个或多个侧面露出的表面，所述其它层包括所述基底层、所述电极层、所述电子传输层和/或所述空穴传输层。
13.在本发明的一实施例中，所述基底层为其他类型的太阳电池，所述其他类型的太阳电池包括晶体硅太阳电池、cigs、cdte、czts、inp、gaas、gainp薄膜太阳电池或有机太阳电池。
14.在本发明的一实施例中，所述电池还包括缓冲层，所述缓冲层位于所述钙钛矿层和电子传输层之间、所述电子传输层和基底层之间和/或所述电子传输层和电极层之间。
15.为解决上述技术问题，本发明还提出了一种钙钛矿太阳电池组件，所述钙钛矿太阳电池组件包括多个串联和/或并联连接的上述钙钛矿太阳电池。
16.本发明的另一方面还提出了一种钙钛矿太阳电池的制备方法包括如下的步骤：
17.制备钙钛矿太阳电池的多层，其中，所述多层包括钙钛矿层；
18.在所述电池的一个或多个侧面沉积边缘钝化区，所述边缘钝化区包括在第一方向叠加的至少两层边缘钝化层，所述至少两层边缘钝化层的至少一者在第二方向的厚度大于或等于所述钙钛矿层的厚度，以使所述边缘钝化层至少覆盖所述钙钛矿层在所述一个或多个侧面露出的表面，其中，所述第一方向为与所述侧面垂直的方向，且所述第二方向为所述电池中的所述多层叠加的方向；
19.依次封装胶膜和玻璃并进行层压，以获得制备完成的钙钛矿太阳电池。
20.在本发明的一实施例中，所述制备方法还包括通过pvd，cvd、热蒸发、ald、喷涂，刮涂以及机械粘贴中的至少一种制备方法制备所述边缘钝化区中的所述至少两层边缘钝化层。
21.本发明的另一方面还提出了一种钙钛矿太阳电池组件的制备方法，包括如下的步骤：
22.制备所述电池的多层，其中，所述多层包括钙钛矿层；
23.对所述多层进行切割以获得多个导电模块；
24.在每个导电模块的一个或多个侧面沉积边缘钝化区，所述边缘钝化区包括沿第一方向叠加的至少两层边缘钝化层，所述至少两层边缘钝化层中的至少一者在第二方向的厚度大于或等于所述钙钛矿层的厚度，以使所述边缘钝化区至少覆盖所述钙钛矿层在所述一个或多个侧面露出的表面，其中，所述第一方向为与所述侧面垂直的方向，且所述第二方向为所述电池中的所述多层叠加的方向；
25.对所述边缘钝化区进行切割；以及
26.依次封装胶膜和玻璃并进行层压，以获得制备完成的钙钛矿太阳电池组件。
27.与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明的钙钛矿太阳电池的实现方案，通过在待封装的钙钛矿电池的四周，尤其是钙钛矿层的侧面沉积边缘钝化区，该边缘钝化区包括至少两层防水且稳定的钝化材料，从而有效地对钙钛矿太阳电池的四周进行钝化，提升钙钛矿太阳电池的外在稳定性，尤其是抵抗由于水氧等因素引起的钙钛矿分解；另外，对于经过边缘钝化后再封装的电池，可以减少器件的缺陷，起到提升电池效率的作用；本发明的钙钛矿太阳电池、电池组件及电池的制备方法有效地提升钙钛矿太阳电池对外界因素的抵抗能力，从而提高了钙钛矿电池本身的外在稳定性。
附图说明
28.包括附图是为提供对本技术进一步的理解，它们被收录并构成本技术的一部分，附图示出了本技术的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：
29.图1是现有技术中太阳电池在封装后的结构示意图；
30.图2是本发明一实施例的一种钙钛矿太阳电池在封装后的结构示意图；
31.图3是本发明一实施例的一种钙钛矿太阳电池的立体示意图；
32.图4a～图4c是本发明不同实施例中的钙钛矿太阳电池的对比示意图；
33.图5是本发明一实施例的一种钙钛矿太阳电池的内部结构示意图；
34.图6是本发明一实施例的一种钙钛矿太阳电池组件的结构示意图；
35.图7是本发明另外一实施例的一种钙钛矿太阳电池组件的结构示意图；
36.图8是本发明一实施例的一种钙钛矿太阳电池的制备方法的流程示意图；以及
37.图9是本发明一实施例的一种钙钛矿太阳电池组件的制备方法的流程示意图
具体实施方式
38.为了更清楚地说明本技术的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本技术应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
39.如本技术和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
40.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
41.在本技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
42.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位
之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
43.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。此外，尽管本技术中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本技术说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本技术。
44.应当理解，当一个部件被称为“在另一个部件上”、“连接到另一个部件”、“耦合于另一个部件”或“接触另一个部件”时，它可以直接在该另一个部件之上、连接于或耦合于、或接触该另一个部件，或者可以存在插入部件。相比之下，当一个部件被称为“直接在另一个部件上”、“直接连接于”、“直接耦合于”或“直接接触”另一个部件时，不存在插入部件。
45.钙钛矿太阳电池的稳定性分为内在稳定性和外在稳定性，内在稳定性涉及钙钛矿材料本身的化学结构稳定性、热稳定性、离子迁移行为，以及钙钛矿器件的界面稳定性等。需通过合理的材料和器件结构设计得到优化。外在稳定性涉及空气中的水、氧等因素引起的钙钛矿分解，可以靠合理的封装减缓甚至避免。
46.目前钙钛矿器件的封装模式采用双玻封装，即使用防水稳定的封装材料作为填充，上下覆盖玻璃层压完成。为了进一步提升封装的效果，还需在侧面的边缘部分使用透水率更低的封边胶材料。目前对于太阳电池的封装大多采用如图1的形式，在待封装的太阳电池100的四周包裹封装材料11和封边胶12、并在顶部和底部加装封装玻璃13。对于封装后的太阳电池10，考虑到封装玻璃13的材质，水氧很难通过正面渗透路径a进入内部。然而由于侧面使用封装材料的保护，水氧还是可以通过侧面渗透路径b缓慢进行渗透，长期使用后仍然对于内部的太阳电池100具有不利的影响，影响电池的稳定性。
47.本发明的一实施例参照图2提出了一种钙钛矿太阳电池200(以下或简称“电池200”)，结合封装材料经过封装后形成了封装后的太阳电池20。在钙钛矿太阳电池200未封装前，通过在其侧面沉积防水且稳定的钝化材料，增强对于封装后的太阳电池20的保护，从而提升钙钛矿太阳电池的效率和可靠性。
48.在图2示出的实施例中，电池200中具有钙钛矿层(图2中未示出，将在下文中做进一步详细说明)，并且，在电池200的一个或多个侧面具有边缘钝化区201。可以理解的是，图2示出了封装后的太阳电池20的剖面图，根据现有技术中对于太阳电池的一般理解，在空间上，封装后的太阳电池20以及其中的待封装的钙钛矿太阳电池200均是立方体。在本发明的不同实施例中，边缘钝化区中的边缘钝化层数量可以为两个或多个，在图2所示的实施例中，展示了具有两层边缘钝化层的具体实现方式。在本实施例中，在待封装的钙钛矿太阳电池200的一个或多个侧面具有边缘钝化区201，边缘钝化区201中具有沿第一方向z1叠加的边缘钝化层2011和2012。可以理解的是，该第一方向z1为与电池200的侧面垂直的方向。这意味着除了钙钛矿太阳电池200的顶部和底部，其余的四个侧面中的至少一面具有边缘钝
化层2011和2012。在这样的实施例中，将边缘钝化层2011认为是边缘钝化内层，而将边缘钝化层2012认为是边缘钝化外层。
49.示例性的，边缘钝化内层在第一方向z1的厚度可以在1～100纳米之间或101～500纳米之间进行选取，根据所制备的太阳电池的实际尺寸不同，边缘钝化内层的厚度可以在较窄或较宽的范围内自由选取；另一方面，与之搭配的边缘钝化外层的厚度为10纳米～10微米。在本发明的不同实施例中，边缘钝化内层包括max,fax,guax和peax的一种或多种，其中，x为卤素离子。示例性的，该边缘钝化内层可以选用离子液体材料。而与之相对的边缘钝化外层则可以选取sinx，sio2，al2o3和mgo中的一种或多种材料。采用边缘钝化外层和边缘钝化内层搭配组合的方式可以更好的保护太阳电池中的钙钛矿层。
50.在图2示出的实施例中，边缘钝化内层2011和边缘钝化外层2012在第二方向z2的厚度相等且均为x，该第二方向z2为电池200中的多层叠加的方向。由于x和钙钛矿太阳电池200整体在第二方向z2的厚度相等，因此必然大于其中的钙钛矿层的厚度。通过这样的方式，边缘钝化区201完全覆盖了其中的钙钛矿层在钙钛矿太阳电池200的侧面所露出的表面，在此基础上，当钙钛矿太阳电池200在其四周包裹封装材料11、封边胶12以及封装玻璃13后，水氧的渗透路径b在电池长期使用后较难到达钙钛矿太阳电池200，特别是其中的钙钛矿层。但是本发明不以此为限，在其他的一些实施例中，边缘钝化区中的至少一边缘钝化层在如图2所示第二方向z2的厚度可以刚好等于或仅稍大于钙钛矿层的厚度，只要保证边缘钝化区至少覆盖钙钛矿层在一个或多个侧面露出的表面则均属于本发明的精神和范围，不同变型的实施例将在下文进一步说明。
51.对于钙钛矿太阳电池来说，钙钛矿材料的易受空气中的水氧产生分解，尽管有内部的封装材料和外部的封边胶阻隔，在长时间的服役过程中，水氧随着时间的增加，还是会进入钙钛矿电池内部，导致分解。例如在如图1所示的封装后的钙钛矿太阳电池10的结构中，钙钛矿层的正面和背面被其他层所覆盖，但是钙钛矿材料的侧面，是直接与封装材料接触，空气中的水氧透过封装材料与钙钛矿材料接触，导致分解。采用了本发明的具有边缘钝化区201的方案后，可以从钙钛矿材料的侧面较好的对水氧进行阻挡，从而有效的提高钙钛矿太阳电池长期使用的稳定性和可靠性。
52.为了更清楚的说明本发明所提出的钙钛矿太阳电池，下面对于其未封装时的结构细节作出进一步详细说明。首先参考图3，是本发明不同于如图2所示实施例的另外一种钙钛矿太阳电池300(未封装)的结构。根据图3，边缘钝化区301在第二方向z2的厚度刚好覆盖或稍大于其中的钙钛矿层的厚度，在钙钛矿层之上和之下分别具有功能层302，该功能层302可以分别是n型层或p型层。可以理解的是，边缘钝化区301中也具有两层或更多层的边缘钝化层，为了附图的简洁，在图3中仅体现出了边缘钝化区的整体结构，并设定了两层或多层边缘钝化层具有相同厚度的情况；但是本发明不以此为限，也可以在多种不同变型的组合实施例中设计多层边缘钝化层具有不同的厚度，例如是边缘钝化区中紧贴于电池的边缘钝化层满足可以覆盖钙钛矿层的要求，而其他的边缘钝化层在厚度上略有不同，如分别小于或大于紧贴于电池的边缘钝化层的厚度，本发明不对于各层的厚度关系作出限定。下文中参考图4a～图7说明的实施例中也做相同的理解，在各实施例中，具有至少两层边缘钝化层的边缘钝化区绘制为整体、且设计为其中的各层厚度相等。
53.更清楚的如图4a～4c所示，这三幅图分别示出了钙钛矿太阳电池401、402和403的
剖面图，对于钙钛矿太阳电池401、402和403，差别在于侧面沉积的边缘钝化区301在第二方向z2上具有不同的厚度。为了便于说明，在图4a～图4c中，相同的部分采用了与如图3所示的实施例中相同的标号。首先如图4a所示，钙钛矿太阳电池401具有电极层303、基底层304以及钙钛矿层305，在钙钛矿层305之上和之下分别具有功能层302，与图3中相似的，功能层302可以是p型或者n型。在图4a示出的实施例中，边缘钝化区301的厚度刚好与钙钛矿层305的厚度相同。而在图4b的实施例中，边缘钝化区301完全覆盖了钙钛矿太阳电池402的侧面，如上所述，这里所说的侧面可以是电池立方体中的一个侧面或者是多个侧面，同时，图4b也可以理解为是图3的一个具体实现方式。可变化的，在图4c的实施例中，边缘钝化区301的厚度稍大于钙钛矿层305的厚度，在钙钛矿太阳电池的一个或多个侧面，边缘钝化区301在覆盖了钙钛矿层305的基础上还覆盖了部分的功能层302。
54.更具体的如图5所示，其示出了本发明实施例中钙钛矿太阳电池500的内部结构示意图。钙钛矿太阳电池500的边缘钝化区501完全覆盖了电池侧面，可以是其中一个或多个侧面。因此，图5所示的实施例可以理解为是在图3或者图4b的基础上更为具体的实施方式。
55.参照图5，在钙钛矿太阳电池500的内部具有钙钛矿层perovskite。在钙钛矿层之上具有起到保护作用的由c
60
和lif组成缓冲层，而在缓冲层之上具有n型层sno2，最后示出了透明电极ito和金属电极层ag。在钙钛矿层之下具有nio
x
作为p型层。钙钛矿多层建立在晶体硅电池的多层之上，形成了钙钛矿太阳电池500，其实质为叠层电池。在准备好钙钛矿太阳电池500的多层后，在其至少一个侧面沉积边缘钝化区501(材料可以选择al2o3等)，从而形成具有边缘钝化区保护的钙钛矿太阳电池500。可以理解的是，根据图5示出的实施例，边缘钝化区501不仅覆盖了钙钛矿层perovskite，还覆盖了基底层、电极层ito、电子传输层sno2和空穴传输层nio
x
在侧面露出的表面。
56.图5仅仅示例性的展示了本发明其中一种具有边缘钝化区保护的钙钛矿太阳电池。总的来说，本发明的重点在于对钙钛矿太阳电池的侧面进行钝化保护。在本发明的不同的钙钛矿太阳电池的实施例中，钙钛矿太阳电池可以包括基底层、电极层、电子传输层(例如是图5所示的sno2层)和空穴传输层(例如是图5所示的nio
x
层)。在本发明如图5所示的实施例中，空穴传输层位于基底层和钙钛矿层之间，而电子传输层位于钙钛矿层和电极层之间，但是本发明不以此为限，在本发明其他的实施例中，也存在电子传输层位于基底层和钙钛矿层之间，而空穴传输层位于钙钛矿层和电极层之间的情况。另外，在本发明的不同实施例中，电子传输层厚度范围为1-1000nm，且电子传输层的材料采用ito、fto、izo、azo、sno2、tio2、zno、basno3、c60、bcp、pcbm、石墨烯以及富勒烯衍生物的至少一种。空穴传输层的厚度范围为1-10000nm，且空穴传输层材料可以采用p3ht、spiro-meotad、poly-tbd、pfn、pedot:pss、nio
x
、ptaa、moo3、cuscn、cualo2、cu2o、cui或spiro-ttb中的至少一种。
57.在本发明的不同实施例中，基底层可以选取不同类型的太阳电池，例如是晶体硅太阳电池、cigs、cdte、czts、inp、gaas、gainp薄膜太阳电池或有机太阳电池。示例性的，基底层可以为tco导电玻璃，包括ito玻璃、fto玻璃、azo玻璃或izo玻璃等。可替换的，基底层可以为tco导电柔性衬底，包括ito/pi、fto/pi、ito/pen或fto/pen等等。示例性的，在如图5所示的实施例中，钙钛矿太阳电池500可以认为是晶体硅太阳电池在修饰前表面后作为基底层，与其上的钙钛矿结构组成了叠层电池。
58.另一方面，图5中示出的钙钛矿太阳电池500中的缓冲层位于钙钛矿层和电子传输
层之间，本发明也不对此做出限制，在本发明的其他实施例中，在电子传输层和基底层之间以及电子传输层和电极层之间也具有缓冲层。示例性的，缓冲层包括c
60
，lif，moo3，sam的一种或多种。
59.最后，在图5示出的实施例中，包括透明电极ito和金属电极层ag，本发明也不以此为限。在本发明不同的实施例中，透明导电电极可以为ito、izo、zto、azo、gzo、fto、sno2、bzo等，而金属电极则可以选用银、铝、金、铜、钛、铬、镍或钯等材料。
60.需要说明的是，上文参照图2～图5所说明的本发明提出的钙钛矿电池仅仅示例性的展示了一些具体的实施方式，但是本发明并不以各图中示出的实现方式为限。另外，从选材的角度，边缘钝化区中的两层或多层可以包括无机材料或有机材料，或者是二者的混合材料。其中，无机材料包括al2o3，sio2，mgo，sin
x
,sic，非晶硅，caco3以及ba2o3等，而有机材料可以包括氨酯类及其聚合物、氯乙烯类及其聚合物、防水橡胶、防水沥青、氯丁胶、丙烯酸酯以及聚氨酯等等。这些有机材料和无机材料可以为离子液体材料。另外，本文中所述边缘钝化区中的各层边缘钝化层可以由pvd，cvd、热蒸发、ald、喷涂，刮涂以及机械粘贴等制备方法制备而成，本发明不对此做出限制。
61.另一方面，本发明中所提到的钙钛矿层可以是三维晶体结构，三维晶体结构的结构通式为abx3，其中，a为c(nh2)3

、ch(nh2)2

、ch3nh3

、cs

或rb

中的至少一种，b为pb
2
、sn
2
或sr
2
中的至少一种，x为br-、i-或ci-中的至少一种。示例性的，钙钛矿层在电池叠加方向上的厚度为10-5000nm。在实际应用中，需要根据电池中钙钛矿层的厚度设定边缘钝化层的厚度。例如，在确定了钙钛矿层的厚度后，进一步的选定边缘钝化层的厚度，使其大于或等于钙钛矿层的厚度，以确保在封装后边缘钝化层可以至少完全的覆盖钙钛矿层露出的表面。
62.进一步的，如图6和图7所示，分别是本发明不同实施例提出的电池组件60和电池组件70。首先参考图6，电池组件60包括多个串联连接的钙钛矿太阳电池600。示例性的，多个钙钛矿太阳电池600之间可以通过互联条连接，在图6中没有展示出互联条。可以看出的是，每一个钙钛矿太阳电池600的侧面均覆盖有边缘钝化区601(采用了全覆盖的形式，且边缘钝化区601中包含两层或多层的边缘钝化层)。由此，当电池组件60经过封装材料11、封边胶12以及封装玻璃13的封装后，水氧就不会轻易从电池组件60具有封边胶12的一侧渗透至其中的钙钛矿太阳电池600，特别是每个钙钛矿太阳电池600中的钙钛矿层。
63.需要说明的是，如图2～图5示出的各实施例中的钙钛矿太阳电池，特别是如图5所示的钙钛矿太阳电池500，可以理解为钙钛矿电池和晶体硅电池的叠层电池。当这样的叠层电池通过焊锡等串并联连接后，可以形成如图6所示的电池组件60。而图7则示出了钙钛矿单结电池制备为组件并封装后的结构示意图。在图7示出的实施例中，封装后的钙钛矿太阳电池70具有三个导电模块71、72个73，以及透明导电层74和电极层75。在每一个导电模块中均具有钙钛矿太阳电池700，其内部均具有钙钛矿层以及位于钙钛矿层之上和之下的两个电荷传输层(可以分别为n型层或p型层)。在每一个钙钛矿太阳电池700的侧面均具有边缘钝化区701(其中包含两层或多层的边缘钝化层)。由此经过封装材料11、封边胶12以及封装玻璃13的封装后，可以对其中的各个钙钛矿太阳电池700中的钙钛矿层进行很好的保护。
64.本发明的另一方面参照图8还提出了一种钙钛矿太阳电池的制备方法80，具体包括如下的步骤。步骤81为制备电池的多层，其中，多层包括钙钛矿层；步骤82为在电池的一
个或多个侧面沉积边缘钝化区。其中，边缘钝化区包括在第一方向叠加的至少两层边缘钝化层，至少两层边缘钝化层的至少一者在第二方向的厚度大于或等于钙钛矿层的厚度，以使边缘钝化层至少覆盖钙钛矿层在一个或多个侧面露出的表面，其中，第一方向为与电池的侧面垂直的方向，且第二方向为电池中的多层叠加的方向。步骤83为依次封装胶膜和玻璃并进行层压，以获得制备完成的钙钛矿太阳电池。示例性的，在本发明的一些实施例中，还包括通过pvd，cvd、热蒸发、ald、喷涂，刮涂以及机械粘贴中的至少一种制备方法制备边缘钝化区中的至少两层边缘钝化层。
65.示例性的，根据制备方法80制备而成的钙钛矿太阳电池可以是如图2～图5所示的任一实施例的钙钛矿太阳电池，关于制备方法80的其他细节也可以参考前文对于钙钛矿太阳电池的说明，下面参照图5列举一个具体实现方式作为示例性的说明。
66.(1)hit电池做到ito层，表面暂未金属化；
67.(2)在靠近n型非晶硅一侧的ito上使用pvd制备nio
x
，厚度为30nm；
68.(3)使用热蒸发法制备ptaa层，厚度50nm；
69.(4)使用热蒸发法制备pbi2和csbr，再使用热蒸发法制备fabr和fai，反应生成钙钛矿层，厚度为500nm；
70.(5)使用热蒸发依次制备lif和c
60
，厚度都为5nm；
71.(6)使用ald法制备sno2，厚度为50nm；
72.(7)使用pvd法制备ito，厚度为100nm；
73.(8)使用ald制备al2o3，将电池正背面使用掩膜版遮挡，只有电池侧面沉积得到具有两层或多层边缘钝化层的边缘钝化区(例如是al2o3等材料)，厚度为500nm；以及
74.(8)使用丝网印刷法制备双面银电极，厚度为1μm。
75.进一步，参照图9，本发明还提出了一种钙钛矿太阳电池组件的制备方法90。制备方法90具体包括如下的步骤。步骤91为制备太阳电池的多层，这些多层中包括钙钛矿层。步骤92为对多层进行切割以获得多个导电模块；步骤93为在每个导电模块的一个或多个侧面沉积边缘钝化区，其中边缘钝化区包括沿第一方向叠加的至少两层边缘钝化层，至少两层边缘钝化层中的至少一者在第二方向的厚度大于或等于钙钛矿层的厚度，以使边缘钝化区至少覆盖钙钛矿层在一个或多个侧面露出的表面，其中，第一方向为与侧面垂直的方向，且第二方向为电池中的多层叠加的方向；步骤94为对边缘钝化区进行切割。步骤95为依次封装胶膜和玻璃并进行层压，以获得制备完成的钙钛矿太阳电池组件。
76.具体来说，根据图9制备而成的钙钛矿太阳电池组件可以是如图7所示的电池组件70，因此，关于制备方法90的更多细节也可以参考根据图7所示的电池组件70做出的说明，下面参照图7列举一个具体实现方式作为示例性的说明。
77.(1)将fto玻璃洗净，通过切割形成独立的导电模块；
78.(2)使用溅射法在fto上制备氧化锡作为电子传输层，厚度为30nm；
79.(3)使用涂布法制备钙钛矿层，钙钛矿结构为cs
0.15
fa
0.85
pb(i
0.9
br
0.1
)3,厚度为500nm；
80.(4)使用热蒸发法制备ptaa，厚度为150nm作为空穴传输层；
81.(5)使用激光切割将fto上沉积的多层进行分隔，以获得多个导电模块；
82.(6)使用ald在每个导电模块的一个或多个侧面沉积制备边缘钝化区，将电池正背
面使用掩膜版遮挡，只有电池侧面沉积得到具有两层或多层边缘钝化层的边缘钝化区(例如是al2o3等材料)，厚度为800nm；
83.(7)使用激光切割将al2o3边缘钝化层进行分隔，以获得多个电极位，供后续制备电极所用；
84.(8)使用热蒸发法制备ag作为电极层，厚度为100nm；
85.(9)使用激光切割将电极层进行分隔；
86.(10)依次封装胶膜poe和封装玻璃叠加，进行封装，放入层压机，层压温度120℃，层压时间5分钟。
87.可以理解的是，本技术中图8和图9使用了流程图用来说明根据本技术的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，或将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
88.上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述发明披露仅仅作为示例，而并不构成对本技术的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本技术进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本技术中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本技术示范实施例的精神和范围。
89.同时，本技术使用了特定词语来描述本技术的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本技术至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本技术的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
90.同理，应当注意的是，为了简化本技术披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本技术实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本技术对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
91.一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有
±
20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本技术一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
92.虽然本技术已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本技术，在没有脱离本技术精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本技术的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本技术的权利要求书的范围内。