[發明專利]一種鈣鈦礦薄膜及其制備方法與鈣鈦礦太陽能電池

有效

• 申請號: 201611154129.3
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN106784322B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 孟鴻;繆景生;胡釗
• 申請（專利權）人: 北京大學深圳研究生院
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/48
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

本發明公開一種鈣鈦礦薄膜及其制備方法與鈣鈦礦太陽能電池，方法包括步驟：首先將鈣鈦礦前驅體溶液旋涂到襯底上；其中，所述鈣鈦礦前驅體溶液選用的溶劑為DMF、DMSO、中的一種或多種；然后旋轉旋涂有鈣鈦礦前驅體溶液的襯底，在鈣鈦礦前驅體溶液未完全揮發時，停止旋轉，放置一定的時間；重新旋轉旋涂有鈣鈦礦前驅體溶液的襯底，然后再滴入反型溶劑，在80~120℃下退火5~15分鐘，制成鈣鈦礦薄膜。本發明在鈣鈦礦成膜過程中，在鈣鈦礦前驅體溶液中溶劑尚未完全揮發時，停止旋涂儀的旋轉，使其靜止一段時間，延長鈣鈦礦薄膜的成膜時間來增加鈣鈦礦薄膜的成膜質量，從而提高所制備的鈣鈦礦太陽能電池的器件性能。

技術領域

本發明涉及太陽電池技術領域，尤其涉及一種鈣鈦礦薄膜及其制備方法與鈣鈦礦太陽能電池。

背景技術

目前，制備致密的鈣鈦礦薄膜的方法通常為，采用鈣鈦礦前軀體溶液，使其一直旋轉，在旋轉成膜過程中，在溶劑未干的時候，滴入如甲苯，氯苯，乙醚等反型溶劑（anti-solvent）誘導鈣鈦礦前軀體快速結晶，從而制成致密的鈣鈦礦薄膜。該方法雖然能制成致密的鈣鈦礦薄膜，但使用該方法制備鈣鈦礦薄膜時，也存在以下幾個問題：

（1）在反型溶劑滴入前，鈣鈦礦前軀體沒有充分的時間進行結晶；

（2）溶劑揮發的時間過短，鈣鈦礦前軀體成膜前的狀態不好控制。

以上兩個因素限制了反型溶劑快速誘導鈣鈦礦結晶成膜技術制備成大晶粒的鈣鈦礦薄膜。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種鈣鈦礦薄膜及其制備方法與鈣鈦礦太陽能電池，旨在解決現有方法在反型溶劑滴入后，鈣鈦礦前軀體沒有充分的時間進行結晶，溶劑揮發的時間過短，鈣鈦礦前軀體成膜前的狀態不好控制的問題。

本發明的技術方案如下：

一種鈣鈦礦薄膜的制備方法，其中，包括：

步驟A、首先將鈣鈦礦前驅體溶液旋涂到襯底上；其中，所述鈣鈦礦前驅體溶液選用的溶劑為DMF、DMSO、中的一種或多種；

步驟B、然后旋轉旋涂有鈣鈦礦前驅體溶液的襯底，在鈣鈦礦前驅體溶液未完全揮發時，停止旋轉，放置一定的時間；

步驟C、重新旋轉旋涂有鈣鈦礦前驅體溶液的襯底，然后再滴入反型溶劑，在80~120℃下退火5~15分鐘，制成鈣鈦礦薄膜。

所述的鈣鈦礦薄膜的制備方法，其中，所述步驟A中，所述襯底為透明電極，所述透明電極上形成有一致密層。

所述的鈣鈦礦薄膜的制備方法，其中，所述致密層為TiO₂、SnO₂、ZnO、PEDOT:PSS、NiO中的一種。

所述的鈣鈦礦薄膜的制備方法，其中，所述步驟B中，放置的時間為10~180s。

所述的鈣鈦礦薄膜的制備方法，其中，所述步驟B中，放置的時間為10~50s。

所述的鈣鈦礦薄膜的制備方法，其中，所述步驟C中，所述反型溶劑為甲苯、氯苯、氯仿、乙醚中的一種或多種。

所述的鈣鈦礦薄膜的制備方法，其中，所述透明電極為ITO導電玻璃。

所述的鈣鈦礦薄膜的制備方法，其中，所述致密層的厚度為30~50nm。

一種鈣鈦礦薄膜，其中，所述鈣鈦礦薄膜采用如上任一所述的鈣鈦礦薄膜的制備方法制備而成。

一種鈣鈦礦太陽能電池，其中，所述鈣鈦礦太陽能電池包括如上所述的鈣鈦礦薄膜。