[發明專利]一種大面積鈣鈦礦太陽能電池的制備方法

在審

• 申請號: 201910230452.1
• 申請日: 2019-03-26
• 公開（公告）號: CN110112296A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 陳浩;唐澤國;張倩
• 申請（專利權）人: 北京宏泰創新科技有限公司
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/48
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

本發明提供了一種大面積鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，具體包括采用刮涂法制備電子傳輸層和空穴傳輸層，采用先噴涂后刮涂的方法制備鈣鈦礦吸收層。刮涂的方式制備電子傳輸層和空穴傳輸層，能夠保證良好的膜層質量，為鈣鈦礦層提供基礎平臺，實現鈣鈦礦吸收層和電子傳輸層之間、鈣鈦礦吸收層與空穴傳輸層之間的良好結合；先噴涂后刮涂的方法所制備得鈣鈦礦層均勻平整，表面缺陷大大降低，對鈣鈦礦太陽能電池的效率提高具有很強的增益效果；刮涂和噴涂得制備方法簡單可行，對設備要求比較低，可應用于大面積鈣鈦礦太陽能電池的制備；可充分利用材料，在最大程度上節約成本，實現綠色生產。

技術領域

本發明涉及太陽能光伏技術領域，尤其涉及一種大面積鈣鈦礦太陽能電池的制備方法。

背景技術

鈣鈦礦太陽能電池是以具有鈣鈦礦結構的有機-金屬鹵化物作為核心光吸收、光電轉換、光生載流子輸運材料的太陽能電池，其具有光電轉換效率高、成本低、制備簡單等突出的優點，成為目前太陽能電池的研究熱點。

鈣鈦礦太陽能電池一般是由透明導電層、電子傳輸層、鈣鈦礦吸收層、空穴傳輸層和背電極層構成的，制備方法主要包括液相法、氣相法、氣相輔助液相法和旋涂法。在實際研究中液相法、氣相法和氣相輔助液相法的制備工藝較為復雜，所涉及的設備繁雜，得到的膜缺陷較多，使得所制備的鈣鈦礦太陽能電池整體性能不佳；旋涂法因其成膜質量高、成膜厚度、內部結構及表面形貌性能較好，便于控制，且可重復性好等特點，在實驗室的研究中占據主流地位，但旋涂法只適用于較小的襯底，而且材料浪費率較高，無法應用于大面積器件的制備，限制了鈣鈦礦太陽能電池的產業化發展。

CN105655489A公開了一種基于噴涂工藝制備大面積鈣鈦礦太陽能電池的方法，采用噴涂法制備電子傳輸層、連續噴涂法制備鈣鈦礦吸收層、噴涂法制備空穴傳輸層和背電極層，實現了大面積鈣鈦礦太陽能電池的制備。但采用連續噴涂的這種方法所制備的各膜層，粗糙度較高，容易形成孔洞，形成電池后，容易產生短路現象。

CN109216548A公開了一種鈣鈦礦太陽能電池的刮涂制備方法，采用在導電基底上制備空穴傳輸層、氧化鋁層、銅銦硫-鈣鈦礦復合層、電子傳輸層的辦法制備鈣鈦礦太陽能電池，其中刮涂法工藝簡單，對設備要求低，可以節約成本，實現綠色生產，并且可以使用柔性基底取代傳統玻璃基底，實現了鈣鈦礦電池的柔性化；但是在采用刮涂法制備鈣鈦礦層時，會存在PbI₂殘留過量的問題，對鈣鈦礦的形成造成不良的影響。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明旨在提供一種簡單有效的刮涂-噴涂結合的方法制備鈣鈦礦太陽能電池，解決了現有技術中單純地噴涂電子傳輸層和空穴傳輸層所造成的膜層粗糙度高、容易形成孔洞，造成電池短路的問題，以及單純地刮涂法制備鈣鈦礦層時存在PbI₂殘留過量的問題，并且可以應用于大面積鈣鈦礦太陽能電池的制備，所制備的各膜層平整均勻，提高了大面積鈣鈦礦電池的效率。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種大面積鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，所述方法包括采用刮涂法制備電子傳輸層和空穴傳輸層，采用先噴涂后刮涂的方法制備鈣鈦礦吸收層。

可選地，所述鈣鈦礦吸收層的制備步驟為：

在所述電子傳輸層或所述空穴傳輸層上噴涂PbI₂溶液，得到PbI₂薄膜層；在所述碘化鉛薄膜層上刮涂FAI/MACl/MABr的混合溶液，得到鈣鈦礦吸收層。

可選地，所述PbI₂溶液的濃度為1.13mol/L-1.53mol/L。

可選地，所述PbI₂薄膜層的厚度為150nm-250nm。

可選地，所述鈣鈦礦吸收層的厚度為300nm-400nm。