[發明專利]一種基于磁控濺射鈣鈦礦光吸收層的光伏器件的制備方法

在審

• 申請號: 202210198608.4
• 申請日: 2022-03-02
• 公開（公告）號: CN114583064A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 羅派峰;孫甲;古寅生
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H01L51/48
• 分類號: H01L51/48;H01L51/42;C23C14/06;C23C14/08;C23C14/35;C23C14/58
• 代理公司: 合肥云道爾知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34230
• 代理人: 陳蘭

1.一種基于磁控濺射鈣鈦礦光吸收層的光伏器件的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)將FTO透明導電玻璃清洗、吹干；

(2)在FTO透明導電玻璃上制備致密TiO₂和SnO₂電子傳輸層；

(3)在所述電子傳輸層上采用磁控濺射技術制備鈣鈦礦光吸收層；

(4)在所述的鈣鈦礦光吸收層上制備Spiro-OMeTAD空穴傳輸層；

(5)在所述空穴傳輸層上蒸鍍Ag作為頂電極，即得到所述光伏器件。

2.根據權利要求1所述的一種基于磁控濺射鈣鈦礦光吸收層的光伏器件的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，鈣鈦礦光吸收層的制備方法包括以下步驟：

(1)采用直流濺射金屬Pb靶，抽真空至2×10^-4Pa，通過Ar/O₂混合氣體，調節濺射功率和濺射壓強，濺射3～5min，濺射結束后通入氮氣，待濺射腔室氣壓為大氣壓時，取出，即得到PbO薄膜；

(2)將CH₃NH₃I粉末和PbO薄膜放置到管式爐中，抽真空至10Pa，升溫至145℃后進行保溫，反應結束后，待管式爐自然冷卻至室溫，取出樣品，即得到MAPbI₃鈣鈦礦薄膜。

3.根據權利要求2所述的一種基于磁控濺射鈣鈦礦光吸收層的光伏器件的制備方法，其特征在于：所述Ar∶O₂的體積比為30∶10～60∶10。

4.根據權利要求2所述的一種基于磁控濺射鈣鈦礦光吸收層的光伏器件的制備方法，其特征在于：所述濺射功率為15～50W，濺射腔室壓強為0.2～0.8Pa。

5.根據權利要求2所述的一種基于磁控濺射鈣鈦礦光吸收層的光伏器件的制備方法，其特征在于：每200cm²的PbO薄膜需要5g CH₃NH₃I粉末。

6.根據權利要求1所述的一種基于磁控濺射鈣鈦礦光吸收層的光伏器件的制備方法，其特征在于：所述保溫時間為30～120min。

7.根據權利要求1所述的一種基于磁控濺射鈣鈦礦光吸收層的光伏器件的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，鈣鈦礦光吸收層的制備方法包括以下步驟：采用射頻濺射直接濺射(Cs_xFA_yMA_1-x-y)Pb(IBrCl)₃鈣鈦礦靶材，抽真空至2×10^-4Pa，通入氬氣，調節濺射功率和濺射壓強，濺射10～30min，濺射結束后通入氮氣，待濺射腔室氣壓為大氣壓時，取出，即得到(Cs_xFA_yMA_1-x-y)Pb(IBrCl)₃鈣鈦礦薄膜，將制備的鈣鈦礦薄膜放置到加熱臺進行退火即得所述鈣鈦礦薄膜。

8.根據權利要求7所述的一種基于磁控濺射鈣鈦礦光吸收層的光伏器件的制備方法，其特征在于：所述濺射功率為30～100W，濺射腔室壓強為0.2～0.8Pa。

9.根據權利要求7所述的一種基于磁控濺射鈣鈦礦光吸收層的光伏器件的制備方法，其特征在于：所述退火溫度為100～180℃。

10.根據權利要求1-9任一項所述的一種基于磁控濺射鈣鈦礦光吸收層的光伏器件的制備方法，其特征在于：所述電子傳輸層的厚度為30～50nm，所述光吸收層的厚度為300～500nm，所述空穴傳輸層的厚度為100～150nm，所述頂電極的厚度為80～130nm。