可印刷钙钛矿太阳能电池封装工艺及稳定性研究

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钙钛矿太阳能电池自有报道以来,其光电转化效率得到了飞速的提升,目前实验室器件的光电转化效率已经高达24.2%,可以与商业化的太阳能电池技术相竞争。与此同时,其实验室器件的稳定性研究也取得了诸多进展。为了进一步探索钙钛矿太阳能电池在户外实际工作环境中的稳定性,本文提出了一种采用热熔胶薄膜封装钙钛矿太阳能电池的方法并在户外条件下完成了超过2000小时的稳定性测试,主要内容包括:(1)介绍了基于三层介孔膜和印刷工艺制备的可印刷钙钛矿太阳能电池的制备工艺,并研究了可印刷介观钙钛矿太阳能电池在未封装条件下的稳定性,主要研究了空气中水分对器件材料降解的影响。(2)对比多种封装结构、封装材料以及封装工艺对器件性能的影响,筛选出采用全封装式结构和聚氨酯热熔胶薄膜对可印刷介观钙钛矿太阳能电池的封装方法。(3)基于采用聚氨酯薄膜封装的可印刷介观钙钛矿太阳能电池,完成了多种条件下的稳定性测试,主要包括热稳定性测测试(85℃)、冷热循环测试(-40~85℃)以及户外稳定性测试。其中,封装的大面积(100 cm~2)可印刷介观钙钛矿太阳能电池模组,在户外工作了2136个小时后,能保持初始效率的97.52%。本文通过对可印刷钙钛矿太阳能电池的封装工艺及其稳定性进行研究,提供了一种能够提高器件户外工作稳定性的封装方案。
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