[發明專利]一種雙元共蒸的FA基鈣鈦礦薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 202011475107.3
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112593190B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 劉家梁;趙志國;秦校軍;肖平;趙東明;鄔俊波;董超;熊繼光;王百月;馮笑丹;梁思超;王森;張杰
• 申請（專利權）人: 華能新能源股份有限公司;中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: C23C14/24
• 分類號: C23C14/24;C23C14/06;H01L51/48
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 賀小停

本發明提供的一種雙元共蒸的FA基鈣鈦礦薄膜的制備方法，包括以下步驟：利用氣相雙元共蒸法在基底上制備得到鈣鈦礦薄膜；本發明利用氣相雙元共蒸的方法進行鈣鈦礦薄膜的制備，操作簡單，避免了溶液使用的同時，拓展了鈣鈦礦薄膜氣相制備的途徑，且對導電基底要求較低，材料易得無污染，且效果明顯。

技術領域

本發明為鈣鈦礦太陽能電池器件的設計和制備領域，具體涉及一種雙元共蒸的FA基鈣鈦礦薄膜的制備方法。

背景技術

近年來發現的鈣鈦礦型太陽能電池由于高轉換效率、低成本、環境友善、產品可撓化等優點正在受到越來越廣泛的關注。其中，新型鈣鈦礦性太陽能電池的光電轉換效率在短短幾年內提升了數倍，表現出非常優異的光電性能，基于鈣鈦礦型半導體材料的器件設計和制備也越發值得探究，而FA基鈣鈦礦材料由于其較為優異的穩定性而受到廣泛關注。

目前FA基鈣鈦礦型薄膜研究面臨的重要問題之一是進行無溶液高質量薄膜的制備，而目前通過蒸鍍法進行無溶液高質量薄膜的制備，但是該方法存在成本高的缺陷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種雙元共蒸的FA基鈣鈦礦薄膜的制備方法，解決了現有技術中存在的不足。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

本發明提供的一種雙元共蒸的FA基鈣鈦礦薄膜的制備方法，包括以下步驟：

利用氣相雙元共蒸法在基底上制備得到鈣鈦礦薄膜。

優選地，利用氣相雙元共蒸法在基底上制備得到鈣鈦礦薄膜，具體方法是：

在30-150℃的溫度下，在基底上分別以FAI及I₂為蒸發源，制備得到鈣鈦礦薄膜，其中，FAI及I₂的摩爾比(1-2)：(2:-1)；鈣鈦礦吸光層厚度為300-600nm。

優選地，利用氣相雙元共蒸法在基底上制備得到鈣鈦礦薄膜，具體方法是：

在120℃的溫度下，在基底上分別以FAI及I₂為蒸發源，制備得到鈣鈦礦薄膜，其中，FAI及I₂的摩爾比1:1.2；鈣鈦礦吸光層厚度為300-600nm。

一種雙元共蒸的FA基太陽能電池的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，在導電電極基底上制備空穴傳輸層；

步驟2，在空穴傳輸層上利用氣相雙元共蒸法制備鈣鈦礦吸光層；

步驟3，在鈣鈦礦吸光層上制備電子傳輸層；

步驟4，在電子傳輸層上制備金屬對電極層，得到基于雙元共蒸的FA基鈣鈦礦薄膜。

優選地，步驟1中，利用刮刀涂布法在導電電極基底上制備空穴傳輸層。

優選地，步驟2中，在空穴傳輸層上利用氣相雙元共蒸法制備鈣鈦礦吸光層，具體方法是：

通過雙元蒸鍍法在空穴傳輸層上制備鉛膜；

在30-150℃的溫度下，在得到的鉛膜上，分別以FAI及I₂為蒸發源，制備得到鈣鈦礦薄膜。

優選地，通過雙元蒸鍍法在空穴傳輸層上制備鉛膜的工藝參數是：

Pb與CsI摩爾比為(7-9)：(3:1)；得到的鉛膜厚度為10-200nm。

優選地，制備得到鈣鈦礦薄膜的工藝條件是：

FAI及I₂的摩爾比(1-2)：(2:-1)；鈣鈦礦吸光層厚度為300-600nm。

優選地，步驟3中，利用熱蒸發法在鈣鈦礦吸光層上制備電子傳輸層。