在具有绒面的晶硅太阳电池表面涂覆钙钛矿材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种在具有绒面的晶硅太阳电池表面涂覆钙钛矿材料的方法，所述方法包括如下步骤：步骤1、清洗所述具有绒面的晶硅太阳电池表面；步骤2.1、将甲基碘化铵和碘化铅溶解于二甲基亚砜中，搅拌过滤后得到澄清溶液，步骤2.2、在所述澄清溶液中加入淀粉搅拌得到黄色透明的钙钛矿前驱体溶液；步骤3、使用旋涂法将所述钙钛矿前驱体溶液涂覆在所述具有绒面的晶硅太阳电池表面，经退火处理后得到钙钛矿层。本发明专利技术提供的涂覆方法可实现钙钛矿材料在具有绒面的晶硅太阳电池表面的均匀连续覆盖，可有效避免传统旋涂法无法均匀连续涂覆钙钛矿材料的缺陷；此外，本发明专利技术提供的方法制作成本较低。

【技术实现步骤摘要】
在具有绒面的晶硅太阳电池表面涂覆钙钛矿材料的方法
本专利技术涉及晶硅太阳电池
，尤其涉及一种在具有绒面的晶硅太阳电池表面覆盖钙钛矿层的方法。
技术介绍
晶硅太阳电池是目前占据市场份额最大的主流光伏技术，但由于单结电池效率极限的限制导致晶硅太阳电池的提升空间有限。而钙钛矿薄膜材料具有禁带宽度可调、光吸收系数高、光电转换效率高、制备成本低等优点，可以与晶硅太阳电池优势互补而被广泛应用于晶硅太阳电池中，覆盖有钙钛矿层的晶硅太阳电池具有较高转换效率潜力，很有可能成为突破晶硅单结电池效率极限的新一代太阳电池。然而目前常用的晶硅太阳电池表面具有微米绒面金字塔陷光结构，以有效实现光捕获，从而提高晶硅太阳电池的短流电流密度，传统工艺采用旋涂法将钙钛矿材料涂覆在具有绒面的晶硅太阳电池表面，但使用该种涂覆方法时，钙钛矿材料易聚集在塔底，使得塔尖暴露，难以将钙钛矿材料连续的涂覆在具有绒面的晶硅太阳电池表面，容易发生电池短路的问题；此外还可以对具有绒面的晶硅太阳电池进行抛光处理，但该类方法不利于晶硅电池表面的光捕获，易导致光电转换效率底下，且制作成本较高；现有技术中还可以使用双源共蒸法涂覆钙钛矿材料，但是该类方法需要真空高温的环境，不仅制作成本较高，而且速率较慢。因此，本领域的技术人员致力于开发一种在具有绒面的晶硅太阳电池表面涂覆钙钛矿材料的方法，该方法不仅可以实现连续涂覆，且制作成本较低。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种在具有绒面的晶硅太阳电池表面涂覆钙钛矿材料的方法，该方法不仅可以实现连续涂覆，且制作成本较低。为实现上述目的，本专利技术提供了一种在具有绒面的晶硅太阳电池表面涂覆钙钛矿材料的方法，所述方法包括如下步骤：步骤1、清洗所述具有绒面的晶硅太阳电池表面；步骤2.1、将甲基碘化铵和碘化铅溶解于二甲基亚砜中，搅拌过滤后得到澄清溶液，步骤2.2、在所述澄清溶液中加入淀粉搅拌得到黄色透明的钙钛矿前驱体溶液；步骤3、使用旋涂法将所述钙钛矿前驱体溶液涂覆在所述具有绒面的晶硅太阳电池表面，经退火处理后得到钙钛矿层。进一步地，步骤1包括如下步骤：步骤1.1、将所述具有绒面的晶硅太阳电池放置于超声清洗机中，依次使用去离子水、丙酮、异丙醇、乙醇各清洗15-20min；步骤1.2、将清洗后的具有绒面的晶硅太阳电池放置于紫外线下照射20min。进一步地，步骤2.1中，所述甲基碘化铵和所述碘化铅的质量比为0.318：0.922g。进一步地，步骤2.2中，所述淀粉的质量为所述澄清溶液质量的5％。进一步地，步骤2.1中，所述搅拌的温度为室温，时间为3h。进一步地，步骤2.2中，所述搅拌的温度为60℃，时间为12h。进一步地，步骤3中，在使用旋涂法涂覆60s内滴加氯苯。进一步地，所述氯苯的滴加量为150μL。进一步地，步骤3中，所述旋涂法中，设置预转速为500rpm，旋转5s后将转速提高至4000rpm，持续80s。进一步地，步骤3中，所述退火的温度为100℃，时间为10min。本专利技术的实施具有以下技术效果：1、本专利技术提供的涂覆方法可实现钙钛矿材料在具有绒面的晶硅太阳电池表面的均匀连续覆盖，可有效避免传统旋涂法无法均匀连续涂覆钙钛矿材料的缺陷；2、本专利技术提供的涂覆方法对晶硅太阳电池表面的绒面无影响，不会影响晶硅太阳电池的正常使用；3、本专利技术提供的涂覆方法无需真空和高温条件，制作成本较低。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1a是本专利技术一实施例使用的具有绒面的晶硅太阳电池的俯视扫描电子显微镜(SEM)图；图1b是本专利技术一实施例使用的具有绒面的晶硅太阳电池的剖视扫描电子显微镜(SEM)图；图2a是本专利技术一实施例提供的覆盖有钙钛矿层的晶硅太阳电池的俯视扫描电子显微镜(SEM)图；图2b是本专利技术一实施例提供的覆盖有钙钛矿层的晶硅太阳电池的剖视扫描电子显微镜(SEM)图；图3是本专利技术一实施例提供的覆盖有钙钛矿层的晶硅太阳电池表面的放大扫描电子显微镜(SEM)图；图4a是本专利技术一实施例提供的覆盖有钙钛矿层的晶硅太阳电池表面的Si元素的X射线能谱分析图；图4b为本专利技术一实施例提供的覆盖有钙钛矿层的晶硅太阳电池表面的I元素的X射线能谱分析图；图4c为本专利技术一实施例提供的覆盖有钙钛矿层的晶硅太阳电池表面的Pb元素的X射线能谱分析图；图5为本专利技术实施例1和对比例1使用的涂覆方法得到的钙钛矿层的X射线衍射(XRD)图谱。具体实施方式以下参考说明书附图介绍本专利技术的多个优选实施例，使其
技术实现思路
更加清楚和便于理解。本专利技术可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本专利技术的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。本实施例所使用的甲基碘化铵购自上海迈拓威，纯度为99.9％、碘化铅购自西安宝莱特，纯度为99.99％、二甲基亚砜购自上海阿拉丁，纯度为99.8％、氯苯购自上海阿拉丁，纯度为99.5％。实施例1本实施例提供的涂覆方法包括如下步骤：本专利技术使用的具有绒面的晶硅太阳电池的俯视扫描电子显微镜(SEM)图和剖视扫描电子显微镜(SEM)图如图1a和图1b所示，由图1b可以看出，晶硅太阳电池表面具有绒面金字塔陷光结构。步骤1、清洗具有绒面的晶硅太阳电池表面：步骤1.1、将具有绒面的晶硅太阳电池放置于超声清洗机中，依次使用去离子水、丙酮、异丙醇、乙醇各清洗15-20min；步骤1.2、将清洗后的具有绒面的晶硅太阳电池放置于紫外线下照射20min，以去除表面的有机污染物，提高晶硅太阳电池绒面的亲水性。步骤2.1、将0.318g的甲基碘化铵和0.922g的碘化铅溶解于2mL的二甲基亚砜(DMSO)中，在室温下搅拌3h并过滤后得到2mL的澄清溶液，步骤2.2、在澄清溶液中加入0.062g淀粉在60℃条件下搅拌12h得到黄色透明的钙钛矿前驱体溶液；步骤3、使用旋涂法将钙钛矿前驱体溶液涂覆在具有绒面的晶硅太阳电池表面，经退火处理后得到钙钛矿层：涂覆过程中，在旋转开始60s内滴加150μL的氯苯，氯苯作为反溶剂有利于加快钙钛矿晶粒的析出，待涂覆完成后在100℃条件下退火处理10min得到钙钛矿层。其中，旋涂法中，设置预转速为500rpm，旋转5s后将转速提高至4000rpm，持续80s。覆盖有钙钛矿层的晶硅太阳电池的俯视、剖视扫描电子显微镜(SEM)图如图2a和图2b所示，由图2b可以看出，钙钛矿材料可以均匀连续的覆盖在具有绒面的晶硅太阳电池表面。图3为本实施例提供的覆盖有钙钛矿层的晶硅太阳电池表面的放大扫描电子显微镜(SEM)图，如图3所示，具有绒面的晶硅太阳电池表面的钙钛矿覆盖完整，不存在塔尖暴漏的问题。图4a是本实施例提供的覆盖有钙钛矿层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在具有绒面的晶硅太阳电池表面涂覆钙钛矿材料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/n步骤1、清洗所述具有绒面的晶硅太阳电池表面；/n步骤2.1、将甲基碘化铵和碘化铅溶解于二甲基亚砜中，搅拌过滤后得到澄清溶液，/n步骤2.2、在所述澄清溶液中加入淀粉搅拌得到黄色透明的钙钛矿前驱体溶液；/n步骤3、使用旋涂法将所述钙钛矿前驱体溶液涂覆在所述具有绒面的晶硅太阳电池表面，经退火处理后得到钙钛矿层。/n

【技术特征摘要】
1.一种在具有绒面的晶硅太阳电池表面涂覆钙钛矿材料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤1、清洗所述具有绒面的晶硅太阳电池表面；
步骤2.1、将甲基碘化铵和碘化铅溶解于二甲基亚砜中，搅拌过滤后得到澄清溶液，
步骤2.2、在所述澄清溶液中加入淀粉搅拌得到黄色透明的钙钛矿前驱体溶液；
步骤3、使用旋涂法将所述钙钛矿前驱体溶液涂覆在所述具有绒面的晶硅太阳电池表面，经退火处理后得到钙钛矿层。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1包括如下步骤：
步骤1.1、将所述具有绒面的晶硅太阳电池放置于超声清洗机中，依次使用去离子水、丙酮、异丙醇、乙醇各清洗15-20min；
步骤1.2、将清洗后的具有绒面的晶硅太阳电池放置于紫外线下照射20min。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2.1中，所述甲基碘化铵和所述碘化铅的质量比为0.318：0...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈文忠，王嘉媛，程振东，高超，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31