【摘 要】
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钙钛矿太阳能电池（PSC）经过十几年的发展,小面积（～0.1 cm~2）PSC效率最高已达25.5%,大面积（>25 cm~2）PSC的效率已超过20.0%。电池效率的突飞猛进带动了PSC向应用领域的迈进。将PSC模块化是制备大面积PSC的有效手段之一。在制备串联模块时,大多采用激光划线的方法制备P2和P3。由于高功率的激光在划线过程中易对划线区域钙钛矿薄膜造成损伤,对器件的性能造成不利影响。同时
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钙钛矿太阳能电池（PSC）经过十几年的发展,小面积（～0.1 cm~2）PSC效率最高已达25.5%,大面积（>25 cm~2）PSC的效率已超过20.0%。电池效率的突飞猛进带动了PSC向应用领域的迈进。将PSC模块化是制备大面积PSC的有效手段之一。在制备串联模块时,大多采用激光划线的方法制备P2和P3。由于高功率的激光在划线过程中易对划线区域钙钛矿薄膜造成损伤,对器件的性能造成不利影响。同时在传统的模块制备工艺中通常需要引入阻挡层,增加了电池模组的制备难度。本文中,我们对使用非激光划线的模块制备方法进行了探索,主要研究内容与结论如下:首先我们通过刮涂-气相两步法制备钙钛矿薄膜并利用机械划线P2和P3制备了钙钛矿太阳能电池模块（PSM）。利用刮涂-气相法制备高质量甲胺基钙钛矿薄膜的关键是制备非晶态的卤化铅前驱膜。为了得到非晶态的前驱膜,我们优化了刮涂速度、基底温度和前驱液浓度。为了增加气固反应窗口时间我们将2mg/m L的MACl添加到前驱液中,制备了大面积均匀性的钙钛矿薄膜。通过机械划线P2和P3的方式制备了PSM,效率为4.37%。其次为了克服机械划线容易造成电极短路的问题,我们设计了一种可平移的掩膜细线制作PSM的P2和P3。此工艺的优势在于利用可移动的掩膜细线划线P2、P3,不会对划线区域周围的钙钛矿薄膜或银电极造成负面影响;同时可避免模块阻挡层引入的复杂步骤,简化了制备流程。为制备PSM,我们首先优化了钙钛矿薄膜的两步气相法制备工艺并最终在0.1125 cm~2活性面积上取得19.53%的效率,在1 cm~2的活性面积上得到17.42%的效率。通过平移的掩膜细线制备PSM的方法,我们在活性面积1.4 cm~2,两个子电池串联的模块上取得了14.12%的效率;在活性面积2.1 cm~2,三个子电池串联的模块上取得10.27%的效率。最后,我们将此种模块制备方法在柔性基底上进行了初步尝试。最终在活性面积1.4 cm~2柔性基底两个子电池串联模组上取得了6.57%的效率。
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