卷对卷生产钙钛矿层的方法及得到的钙钛矿层和钙钛矿型电池技术

本发明专利技术涉及钙钛矿生产技术领域，尤其是涉及一种卷对卷生产钙钛矿层的方法及得到的钙钛矿层和钙钛矿型电池。所述卷对卷生产钙钛矿层的方法包括如下步骤：在基材表面涂布钙钛矿材料，干燥，即得钙钛矿层；其中，所述基材和/或钙钛矿层表面间隔设置凸出结构；所述凸出结构的高度为4‑50μm。本发明专利技术所述的卷对卷生产钙钛矿层的方法，通过在基材表面或钙钛矿层表面设置凸出结构，形成高低台阶结构，由于凸出结构的设置，在收卷时，凸出结构接触辊轮，避免了钙钛矿层接触辊轮造成的摩擦，避免破坏钙钛矿结晶结构，改善了卷对卷生产钙钛矿层的产品品质。

The method of producing calcium titanium ore layer and the obtained calcium titanium ore layer and perovskite type battery

【技术实现步骤摘要】
卷对卷生产钙钛矿层的方法及得到的钙钛矿层和钙钛矿型电池
本专利技术涉及钙钛矿生产
，尤其是涉及一种卷对卷生产钙钛矿层的方法及得到的钙钛矿层和钙钛矿型电池。
技术介绍
随着煤炭、石油和天然气等非可再生资源的消耗，寻找并研究新的能源成为国内外研究关注的一个热点。新能源和清洁能源是人们一直追求的，太阳能光伏是利用最多的一种，目前在光伏中主要有：单晶、多晶、非晶、OPV、CIGS及钙钛矿几种。其中晶硅产品多数是片材生产，多用玻璃封装，产品较重；OPV理论效率较低；CIGS的成本相对较高。而钙钛矿产品自第一次报道一来，以其超低成本的制备工艺而受到研究人员的青睐，并且随着研究的不断深入，效率得到很大的提高，光感兴波段比较宽，可以实现弱光发电，因此钙钛矿被认为是一种最具潜力的太阳能电池。目前，国际上对钙钛矿太阳能电池的研发，仍主要处于实验室阶段。柔性钙钛矿的研发多集中于片材研究，主要问题是钙钛矿生产过程中需要多次涂布及烘干工艺，采用卷对卷生产过程中，每次涂布过程中都有可能造成表面划伤、结晶结构破坏影响光电转换效率，并且，收卷时涂层难以避免与辊轮接触，同时收卷过程中层与层之间也会有摩擦，难以保证效率的稳定性。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种卷对卷生产钙钛矿层的方法，以解决现有技术中存在的采用卷对卷生产过程中，每次涂布过程对钙钛矿表面的划伤和收卷时的摩擦等造成结晶结构破坏影响光电转换效率的技术问题，改善了卷对卷生产钙钛矿层的产品品质。本专利技术的第二目的在于提供一种采用所述卷对卷生产钙钛矿层的方法生产得到的钙钛矿层，所述钙钛矿层，结晶结构完整，光电转换效率稳定。本专利技术的第三目的在于提供一种采用所述钙钛矿层制备得到的钙钛矿型电池，所述电池光电转换效率稳定。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：卷对卷生产钙钛矿层的方法，包括如下步骤：基材表面涂布钙钛矿材料，干燥，即得钙钛矿层；其中，所述基材和/或钙钛矿层表面间隔设置凸出结构；所述凸出结构的高度为4-50μm。本专利技术所述的卷对卷生产钙钛矿层的方法，通过在基材表面或钙钛矿层表面设置凸出结构，形成高低台阶结构，由于凸出结构的设置，在收卷时，凸出结构接触辊轮，避免了钙钛矿层接触辊轮造成的摩擦，避免破坏钙钛矿结晶结构，改善了卷对卷生产钙钛矿层的产品品质。并且，通过采用上述高度的凸出结构，兼顾收卷均匀和避免层与层之间的摩擦，避免了凸出结构过高造成的收卷空、不均匀及滑膜等现象，也避免了凸出结构过低造成的收卷时钙钛矿层与相邻基材层之间的接触摩擦。优选的，在基材表面间隔设置凸出结构以在基材表面形成凹槽，在凹槽内涂布钙钛矿材料，干燥，即得钙钛矿层。本专利技术所述的卷对卷生产钙钛矿层的方法，通过在基材表面设置凸出结构，形成高低台阶结构，在基材表面的凹槽内形成钙钛矿层，由于凸出结构的设置，在收卷时，凸出结构接触辊轮，避免了钙钛矿层接触辊轮造成的摩擦，避免破坏钙钛矿结晶结构，提高光电转换效率的稳定性。并且，先设置凸出结构形成凹槽，再涂布钙钛矿材料，能够避免在设置凸出结构形成凹槽的制程中对钙钛矿结构的刮擦造成的损伤；且避免先涂布钙钛矿材料，再设置凸出结构的在除去凸出结构时对钙钛矿层的损伤。优选的，采用非接触的狭缝式涂布的方式在凹槽内涂布钙钛矿材料。本专利技术采用非接触的狭缝式涂布的方式，涂膜速度高、膜厚一致性好、涂布缺陷少，涂布材料的利用率高。并且，采用在涂布过程中，涂布头与钙钛矿层不接触，通过一定压力将涂布液压出转移到移动基材，避免了涂布过程中可能造成的表面划伤及结晶结构的破坏，并满足了卷对卷生产工艺的连续性，提高了得到的钙钛矿层的光电转换效率的稳定性。优选的，所述凸出结构为凸条结构，各个所述凸条结构平行排布。均匀排布的凸条结构，使得在后期可以通过裁切方式，切除凸条结构，即得钙钛矿层。优选的，所述凸条结构垂直于基材的宽度方向。优选的，所述凸条的宽度＞1cm，优选≥2cm。设置上述宽度的凸条，形成的凸条结构具有一定的宽度，避免凸条结构的滑移。并且能够最大化提高生产效率。如在不同实施例中，凸条的宽度可以为2cm、2.5cm、3cm、3.5cm、4cm、4.5cm、5cm等等。优选的，所述凸条结构的设置方法包括：在基材表面间隔贴合保护膜。优选的，所述保护膜的厚度≥4μm，优选4-50μm。如在不同实施例中，保护膜的厚度可以为4μm、4.5μm、5μm、5.5μm、6μm等等。保护膜的厚度大于等于湿态的钙钛矿材料的厚度，保证保护膜的结构高出钙钛矿层的结构，避免在生产过程中对钙钛矿材料的损伤等。优选的，所述保护膜包括PET保护膜。优选的，所述凸条结构的设置方法包括：在基材的模具上间隔形成凹槽，通过转印成型的方式在基材表面形成凸条结构。优选的，所述间隔的宽度≥10cm，优选≥12cm。如在不同实施例中，所述间隔的宽度可以为10cm、11cm、12cm、13cm、14cm、15cm、16cm等等。优选的，所述凹槽的宽度＞1cm，优选≥2cm。优选的，所述凹槽的深度≥4μm，优选4-50μm。优选的，所述凹槽的形状包括方形和倒角弧形中的一种或两种。优选的，所述凸出结构为散点凸起结构。所述散点凸起结构的排布方式可根据使用需求设置。优选的，所述散点凸起结构的高度≥4μm，优选为4-50μm。散点凸起结构的高度在上述范围内，能够兼顾收卷均匀和避免层与层之间的摩擦，避免了散点凸起结构过高造成的收卷空、不均匀及滑膜等现象，也避免了散点凸起结构过低造成的收卷时钙钛矿层与相邻基材层之间的接触摩擦。优选的，所述散点凸起的设置方法包括：在基材的模具上间隔形成散点凹槽，通过转印成型的方式在基材表面形成散点凸起结构。优选的，所述散点凸起结构的形状包括方形和倒角弧形中的一种或两种。优选的，所述干燥的方法包括：于100±10℃条件下烘干。更优选的，所述烘干时间＞15s。优选的，所述钙钛矿材料包括CH3NH3PbI3、CH3NH3PbBr3、CH3NH3PbI3-xClx、(C9H19NH3)2PbI4、(NH2C(I)＝NH2)2PbI4、(CH3NH3)4PbI6·2H2O中的一种或多种。更优选的，将钙钛矿材料分散于溶剂中进行涂布。进一步优选的，所述溶剂包括DMF和DMSO中的一种或两种。所述钙钛矿材料的质量浓度为15-40％。本专利技术还提供了一种采用上述卷对卷生产钙钛矿层的方法生产得到的钙钛矿层。所述钙钛矿层，结晶结构完整，光电转换效率稳定。本专利技术还提供了一种钙钛矿型电池，由上至下依次包括衬底层、光电极层、空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层和背电极层；所述钙钛矿层为上述任意一种所述钙钛矿层。采用上述钙钛矿层制备钙钛矿型电池，由于钙钛矿层结晶结构完整，表面无划伤等缺陷，使得制备得到的电池光电转换效率高且稳定。...

【技术保护点】
1.卷对卷生产钙钛矿层的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n在基材表面涂布钙钛矿材料，干燥，即得钙钛矿层；/n其中，所述基材和/或钙钛矿层表面间隔设置凸出结构；/n所述凸出结构的高度为4-50μm。/n

【技术特征摘要】
1.卷对卷生产钙钛矿层的方法，其特征在于，包括如下步骤：
在基材表面涂布钙钛矿材料，干燥，即得钙钛矿层；
其中，所述基材和/或钙钛矿层表面间隔设置凸出结构；
所述凸出结构的高度为4-50μm。


2.根据权利要求1所述的卷对卷生产钙钛矿层的方法，其特征在于，在基材表面间隔设置凸出结构以在基材表面形成凹槽，在凹槽内涂布钙钛矿材料，干燥，即得钙钛矿层；
优选的，采用非接触的狭缝式涂布的方式在凹槽内涂布钙钛矿材料。


3.根据权利要求2所述的卷对卷生产钙钛矿层的方法，其特征在于，所述凸出结构为凸条结构，各个所述凸条结构平行排布；
优选的，所述凸条结构垂直于基材的宽度方向；
优选的，所述凸条的宽度＞1cm。


4.根据权利要求3所述的卷对卷生产钙钛矿层的方法，其特征在于，所述凸条结构的设置方法包括：在基材表面间隔贴合保护膜；
优选的，所述保护膜的厚度为4-50μm；
优选的，所述间隔的宽度≥10cm；
优选的，所述保护膜包括PET保护膜。


5.根据权利要求3所述的卷对卷生产钙钛矿层的方法，其特征在于，所述凸条结构的设置方法包括：在基材的模具上间隔形成凹槽，通过转印成型的方式在基材表面形成凸条结构；
优选的，所述间隔的宽度≥10cm；
优选的，所述凹槽的宽度＞1cm；
优选的，所述凹槽的深度为4-50μm。


6....

【专利技术属性】
技术研发人员：解金库，
申请(专利权)人：张家港康得新光电材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32