[發明專利]制備鈣鈦礦基薄膜太陽電池的方法及噴墨打印機

有效

• 申請號: 201410165794.7
• 申請日: 2014-04-23
• 公開（公告）號: CN103956407B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 孟慶波;吳會覺;李冬梅;羅艷紅;石將建
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;B41J2/17
• 代理公司: 北京智匯東方知識產權代理事務所(普通合伙)11391
• 代理人: 范曉斌,薛峰

1.一種制備鈣鈦礦基薄膜太陽電池的方法，所述鈣鈦礦基薄膜太陽電池具有在一個基底上層疊形成的多個薄膜層，所述方法包括利用噴墨打印工藝采用與各薄膜層的材料對應的墨水分別放置在打印部件不同的墨盒中，在所述基底上自下而上逐層打印每一所述薄膜層，進行多層的依次噴墨打印制作；

所述多個薄膜層包括一支架層，在打印所述支架層的過程中，同時在所述基底的下方對所述基底進行下加熱以及在所述基底的上方對所述基底上已經形成的薄膜層進行上加熱；

所述支架層具有多孔結構，所述支架層的厚度和形貌通過控制噴墨量、溫度和分辨率進行噴墨打印得到，所述支架層的材料為TiO₂、Al₂O₃、ZrO₂或SiO₂，與所述支架層對應的墨水為由所述支架層的材料與造孔劑在對應溶劑中形成的顆粒小于1μm的均勻分散溶液；在打印所述支架層的過程中，所述上加熱溫度為20-150℃，下加熱溫度為20-150℃；

所述多個薄膜層還包括一致密層，所述致密層形成在所述基底與所述支架層之間，所述致密層的材料為TiO₂或ZnO，與所述致密層對應的墨水為由所述致密層的材料的前驅體與對應溶劑配置成的溶液，所述致密層利用噴墨打印工藝打印完畢后進行燒結或化學物理處理。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，在打印所述致密層的過程中，上加熱溫度為20-150℃，下加熱溫度為20-150℃。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述多個薄膜層還包括一有機金屬半導體吸光層，其形成在所述支架層之上，所述有機金屬半導體吸光層的材料選自化學通式為(RNH₃)BX_mY_n中的一種或多種，其中R＝CH₃，C₄H₉，C₈H₉；B＝Pb，Sn；X，Y＝Cl，Br，I；m＝1，2，3；n＝3-m。

4.根據權利要求3所述的方法，其中，與所述有機金屬半導體吸光層對應的墨水為由(RNH₃)X_m和BY_n一起溶解在對應溶劑中形成的溶液。

5.根據權利要求3所述的方法，其中，與所述有機金屬半導體吸光層對應的墨水包括由(RNH₃)X_m和BY_n分別單獨溶解在對應溶劑中形成的獨立的兩種溶液，在打印所述有機金屬半導體吸光層時所述兩種溶液被分別噴射。

6.根據權利要求3所述的方法，其中，在打印所述有機金屬半導體吸光層的過程中，上加熱溫度為20-150℃，下加熱溫度為20-150℃。

7.根據權利要求3所述的方法，其中，所述多個薄膜層還包括一對電極，所述對電極形成在所述有機金屬半導體吸光層之上，所述對電極的材料為Au、Ag、Cu、Al中的至少一種，與所述對電極對應的墨水為由小于1μm的所述對電極的材料的顆粒中在對應溶劑中形成的均勻分散溶液，或由所述對電極的材料的前驅體與對應溶劑配置成的溶液。

8.根據權利要求7所述的方法，其中，在打印所述對電極的過程中，上加熱溫度為20-150℃，下加熱溫度為20-150℃。

9.根據權利要求7所述的方法，其中，所述對電極的材料為碳材料或有機導電化合物，所述碳材料選自活性炭、碳黑、片狀石墨、石墨烯、球形石墨、單壁碳納米管、多壁碳納米管、碳纖維或硬碳材料中的一種或多種，與所述對電極對應的墨水為由所述對電極的材料與對應溶劑配置的溶液；在打印所述對電極的過程中，上加熱溫度和下加熱溫度均為室溫。