[發明專利]一種在鈣鈦礦材料太陽能電池上制備銀電極的方法

有效

• 申請號: 201410325031.4
• 申請日: 2014-07-09
• 公開（公告）號: CN104112821B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 劉振樊;陳沖;李洪偉;何舟;王敏
• 申請（專利權）人: 武漢鑫神光電科技有限公司
• 主分類號: H01L51/48
• 分類號: H01L51/48;H01L51/44
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 楊立

技術領域

本發明屬于太陽能電池制備技術領域，尤其涉及一種以有機-無機雜化的鈣鈦礦材料為基礎的太陽能電池的制備方法。

背景技術

由于石化能源是一種不可再生資源，隨著石化能源的日益消耗，新能源的開發與利用一直都是科學研究人員關注的焦點，目前太陽能作為一種清潔能源已經被證實可以在一定程度上替代石化能源，而太陽能電池則是利用太陽能的一種有效方式，目前硅基的無機太陽能電池已經比較成熟，轉化效率已經能達到25-30％。但是硅基太陽能電池的生產成本高昂，以及其剛性太大無法進行彎曲等都限制了硅基太陽電池的大規模應用。

在2009年韓國成均館大學的研究小組發明了一種用有機-無機雜化的鈣鈦礦材料制作的太陽能電池，這種電池發展到現在其轉化效率已經達到了15％，且其材料容易制得，成本低廉，可以用溶液過程進行加工，這為其將來的大規模應用打下了良好的基礎。

根據現有文獻的報道，目前這種鈣鈦礦電池的電極制備全部都是采用蒸鍍或磁控濺射銀電極，這種蒸鍍電極的方法成本高，能耗大，不適合大規模的應用。另外還有采用絲網印刷方式來制備銀電極的，但是絲網印刷所使用的銀漿會使鈣鈦礦材料發生分解，破壞電池結構。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明提供了一種旋涂銀電極的方法。這種旋涂銀電極的方法可以使銀電極有效的附著在鈣鈦礦電池的頂部，其操作簡單、成本低廉且能耗很小。

本發明的具體操作方法如下：

一種在鈣鈦礦材料太陽能電池上制備銀電極的方法，其特征在于，包括下列步驟：

1)在清潔的ITO基底層上旋涂PEDOT:PSS溶液，旋涂完之后將器件在120～180℃條件下退火20～50分鐘，退火后得到ITO/PEDOT:PSS層，旋涂轉速為1500～3000rpm，旋涂時間為15～30秒。

其中，ITO基底的清洗方法可為：依次用去離子水、無水乙醇、丙酮進行超聲清洗，然后將ITO基底用氮氣吹干，即可。

2)在步驟1)得到的ITO/PEDOT:PSS層上旋涂質量百分濃度為40％的鈣鈦礦(CH₃NH₃PbI₃)溶液，然后在90～120℃條件下退火5～15分鐘，得到ITO/PEDOT:PSS/CH₃NH₃PbI₃層，旋涂轉速為1500～4000rpm，旋涂時間為15～30秒。

3)在步驟2)得到的ITO/PEDOT:PSS/CH₃NH₃PbI₃層上旋涂銀粉分散液，然后將器件在80～120℃條件下蒸發掉所述銀粉分散液的溶劑，再重復此處旋涂銀粉分散液后蒸發掉所述銀粉分散液的溶劑的步驟2～4次，得到ITO/PEDOT:PSS/CH₃NH₃PbI₃/Ag太陽能電池，其中，每次旋涂的轉速為600～1000rpm，每次旋涂的時間為5～10秒。

優選的，所述在鈣鈦礦材料太陽能電池上制備銀電極的方法，包括下列步驟：

1)在清潔的ITO基底層上旋涂PEDOT:PSS溶液，旋涂完之后將器件在150℃條件下退火30分鐘，退火后得到ITO/PEDOT:PSS層，旋涂轉速為2000rpm，旋涂時間為20秒。

其中，ITO基底的清洗方法可為：依次用去離子水、無水乙醇、丙酮進行超聲清洗，然后將ITO基底用氮氣吹干，即可。

2)在步驟1)得到的ITO/PEDOT:PSS層上旋涂質量百分濃度為40％的鈣鈦礦(CH₃NH₃PbI₃)溶液，然后在100℃條件下退火10分鐘，得到ITO/PEDOT:PSS/CH₃NH₃PbI₃層，旋涂轉速為2000rpm，旋涂時間為30秒。

3)在步驟2)得到的ITO/PEDOT:PSS/CH₃NH₃PbI₃層上旋涂銀粉分散液，然后將器件在100℃條件下蒸發掉所述銀粉分散液的溶劑，再重復此處旋涂銀粉分散液后蒸發掉所述銀粉分散液的溶劑的步驟2～4次，得到ITO/PEDOT:PSS/CH₃NH₃PbI₃/Ag太陽能電池，其中，每次旋涂的轉速為800rpm，每次旋涂的時間為9秒。