[發(fā)明專利]一種在絨面襯底上溶液制備鈣鈦礦薄膜及太陽電池的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110194741.8
• 申請(qǐng)日: 2021-02-21
• 公開（公告）號(hào): CN113437220A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李躍龍;劉凡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南開大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L51/42
• 分類號(hào): H01L51/42;H01L51/44;H01L51/48
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1.一種絨面襯底上溶液制備鈣鈦礦薄膜及太陽電池的方法，其特征在于：將鈣鈦礦墨水均勻可控地涂布在絨面襯底上，形成充分填充金字塔谷底，完全覆蓋金字塔尖，表面平整的高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜，且鈣鈦礦薄膜高于金字塔尖厚度精確可控。

2.根據(jù)專利要求1所述的一種絨面襯底上溶液制備鈣鈦礦薄膜及太陽電池的方法，其特征在于所述鈣鈦礦溶液中含有至少一種前驅(qū)物BX₂，至少一種反應(yīng)物AX，至少一種溶劑添加劑和至少一種主溶劑，其中，B為鉛、錫、鎢、銅、鋅、鎵、鍺、砷、硒、銠、鈀、銀、鎘、銦、銻、鋨、銥、鉑、金、汞、鉈、鉍、釙中的任意一種二價(jià)金屬陽離子，X為碘、溴、氯、砹中的至少一種陰離子，A為鋰、鈉、鉀、銫、銣、胺基、脒基、胍含氮有機(jī)化合物中的至少一種陽離子，所述主溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、N-甲基吡咯烷酮、γ-丁內(nèi)酯中的任意一種，所述溶劑添加劑為酰胺類溶劑、砜類/亞砜類溶劑、酯類溶劑、烴類、鹵代烴類溶劑、醇類溶劑、酮類溶劑、醚類溶劑、芳香烴，例如DMSO、NMP、1,8-二碘辛烷、N-環(huán)己基-2-吡咯烷酮、氯苯、甲苯、苯甲醚、四氫呋喃中的至少一種；在所述鈣鈦礦溶液中，前驅(qū)物BX₂溶液的濃度為0.5～2摩爾/升，反應(yīng)物AX的摩爾比AX:BX₂＝0.9～1.1，溶劑添加劑與主溶劑的體積比為0～50％。

3.根據(jù)專利要求1所述的一種絨面襯底上溶液制備鈣鈦礦薄膜及太陽電池的方法，其特征在于所述的絨面襯底可以是但不局限于玻璃、硅片、塑料、金屬、非晶硅電池、多晶硅太陽電池、晶硅太陽電池、銅銦鎵硒太陽電池、銅銦鎵硒硫太陽電池、銅銦鎵硫太陽電池、銅鋅錫硫太陽電池、碲化鎘太陽電池中的至少一種。

4.根據(jù)專利要求1所述的一種絨面襯底上溶液制備鈣鈦礦薄膜及太陽電池的方法，其特征在于所述的絨面襯底的絨面形狀可以但不局限于金字塔、圓柱、圓錐等形狀，大小在100納米～10微米之間。

5.根據(jù)專利要求1所述的一種絨面襯底上溶液制備鈣鈦礦薄膜及太陽電池的方法，其特征在于所述的溶液制備鈣鈦礦薄膜的方法可以是但不局限于刮涂法、狹縫涂布法中的至少一種。

6.根據(jù)專利要求1所述的一種絨面襯底上溶液制備鈣鈦礦薄膜及太陽電池的方法，其特征在于所述的將鈣鈦礦墨水均勻可控地涂布在絨面襯底上，形成充分填充金字塔谷底、完全覆蓋金字塔尖、表面平整的高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜，且鈣鈦礦薄膜高于金字塔尖厚度精確可控。涂布參數(shù)包括刮刀與制絨襯底金字塔之間的距離為10～150微米，刮刀的涂布速度介于1～30毫米/秒，鈣鈦礦溶液的供給速度介于10～100微升/分鐘。

7.根據(jù)專利要求1所述的一種絨面襯底上溶液制備鈣鈦礦薄膜及太陽電池的方法，其特征在于所述的鈣鈦礦薄膜可以但不局限于在絨面襯底上制備鈣鈦礦太陽電池或在商業(yè)化晶硅電池上制備鈣鈦礦/晶硅多結(jié)疊層太陽電池。

8.根據(jù)專利要求1所述的一種絨面襯底上溶液制備鈣鈦礦薄膜及太陽電池的方法，其特征在于所述的制備方法不僅能夠在小面積的絨面襯底上制備鈣鈦礦薄膜，也能在大面積的絨面襯底上制備鈣鈦礦薄膜及器件，且該方法可以與現(xiàn)有的晶硅光伏產(chǎn)業(yè)兼容，為鈣鈦礦太陽電池的商業(yè)化做好準(zhǔn)備。

9.根據(jù)專利要求1所述的一種絨面襯底上溶液制備鈣鈦礦薄膜及太陽電池的方法，其特征在于所述的制備方法，可以通過調(diào)節(jié)鈣鈦礦溶液和刮涂參數(shù)，使鈣鈦礦薄膜高于金字塔的厚度精確控制在100納米～4微米之間，有利于載流子傳輸和收集。

10.根據(jù)專利要求1所述的一種絨面襯底上溶液制備鈣鈦礦薄膜及太陽電池的方法，其特征在于所制備的鈣鈦礦太陽電池可以是PIN型，也可以是NIP型；N，P層可以互換。