一种双元固气混合浴的钙钛矿薄膜的制备方法技术

本发明专利技术提供的一种双元固气混合浴的钙钛矿薄膜的制备方法，包括以下步骤利用气相双元固气混合浴在基底上制备得到钙钛矿薄膜；本发明专利技术通过气相双元固气混合浴法的方法进行钙钛矿薄膜的制备，操作简单，避免了溶液使用的同时，拓展了钙钛矿薄膜气相制备的途径，且对导电基底要求较低，材料易得无污染，且效果明显，适合高性能、低成本、无污染的高效太阳能电池的制备。的制备。

【技术实现步骤摘要】
一种双元固气混合浴的钙钛矿薄膜的制备方法


[0001]本专利技术为钙钛矿太阳能电池器件的设计和制备领域，具体涉及一种双元固气混合浴的钙钛矿薄膜的制备方法。

技术介绍

[0002]近年来发现的钙钛矿型太阳能电池由于高转换效率、低成本、环境友善、产品可挠化等优点正在受到越来越广泛的关注。其中，新型钙钛矿性太阳能电池的光电转换效率在短短几年内提升了数倍，表现出非常优异的光电性能，基于钙钛矿型半导体材料的器件设计和制备也越发值得探究。
[0003]目前钙钛矿型薄膜研究面临的重要问题之一是进行无溶液高质量薄膜的制备，而目前通过蒸镀法进行无溶液高质量薄膜的制备，但是该方法存在成本高的缺陷。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供的一种双元固气混合浴的钙钛矿薄膜的制备方法，解决了现有技术中存在的不足。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]本专利技术提供的一种双元固气混合浴的钙钛矿薄膜的制备方法，包括以下步骤：
[0007]利用气相双元固气混合浴法在基底上制备得到钙钛矿薄膜。
[0008]优选地，利用气相双元固气混合浴法制备钙钛矿吸光层，具体方法是：
[0009]在温度为30
‑
120℃、气源压力为0.05
‑
0.3Pa的条件下，将MAI置于基底起源前方3
‑
10cm处，通入I2离子，在铅膜上制备得到钙钛矿薄膜，所得钙钛矿薄膜的厚度为300
‑
600nm。
[0010]优选地，利用气相双元固气混合浴法制备钙钛矿吸光层，具体方法是：
[0011]在温度为70℃、气源压力为0.08Pa的条件下，将MAI置于基底起源前方5cm处，通入I2离子，在基底上制备得到钙钛矿薄膜，所得钙钛矿薄膜的厚度为300
‑
600nm。
[0012]优选地，所述基底和钙钛矿薄膜之间设置有铅膜。
[0013]优选地，利用蒸镀法在基底上制备铅膜。
[0014]一种双元固气混合浴的太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
[0015]步骤1，在导电电极基底上制备得到空穴传输层；
[0016]步骤2，在得到的空穴传输层上利用气相双元固气混合浴法制备钙钛矿吸光层；
[0017]步骤3，在得到的钙钛矿吸光层上制备电子传输层；
[0018]步骤4，在得到的电子传输层上制备金属对电极层，得到基于三元气体混合浴的钙钛矿薄膜。
[0019]优选地，步骤1中，利用刮刀涂布法在导电电极基底上制备空穴传输层。
[0020]优选地，步骤2中，在得到的空穴传输层上利用气相双元固气混合浴法制备钙钛矿吸光层，具体方法是：
[0021]通过蒸镀法在空穴传输层上制备铅膜；
[0022]之后在温度为30
‑
120℃、气源压力为0.05
‑
0.3Pa的条件下，将MAI置于铅膜基底起源前方3
‑
10cm处，通入I2离子，在铅膜上制备得到钙钛矿吸光层。
[0023]优选地，步骤3中，利用热蒸法在钙钛矿吸光层制备电子传输层。
[0024]优选地，步骤4中，利用蒸镀法在电子传输层上制备金属对电极层。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0026]本专利技术提供的一种双元固气混合浴的钙钛矿薄膜的制备方法，通过气相双元固气混合浴法的方法进行钙钛矿薄膜的制备，操作简单，避免了溶液使用的同时，拓展了钙钛矿薄膜气相制备的途径，且对导电基底要求较低，材料易得无污染，且效果明显。
[0027]本专利技术提供的一种双元固气混合浴的太阳能电池的制备方法，通过气相双元固气混合浴法的方法进行钙钛矿薄膜的制备，该方法适合高性能、低成本、无污染的高效太阳能电池的制备。
附图说明
[0028]图1为钙钛矿薄膜双元固气混合浴的示意图；
[0029]图2为钙钛矿型太阳能器件100的示意图；
[0030]其中，1、导电电极基底 2、MAI蒸汽 3、碘蒸汽 102、导电电极基底 104、空穴传输层 106、钙钛矿吸光层 108、电子传输层 110、第二电极。
具体实施方式
[0031]在描述本专利技术的实施方案时，为了清楚起见，使用了特定的术语。然而，本专利技术无意局限于所选择的特定术语。应了解每个特定元件包括类似的方法运行以实现类似目的的所有技术等同物。
[0032]为了满足无溶剂高性能钙钛矿太阳能电池制备的需求，本专利技术使用的基底为表面覆盖有空穴传输层的导电基底(PET柔性薄膜、FTO导电玻璃等)，在此基底上蒸镀铅膜，并使用离子混合浴的方法进行钙钛矿薄膜的制备，通过真空热蒸发的方法完成电子传输层(C60/BCP)、电极层(银、铜)的制备，最终得到可以大规模生产的钙钛矿薄膜太阳能电池器件。
[0033]本方法的主要特点为：通过气相双元固气混合浴法的方法进行钙钛矿薄膜的制备，操作简单，避免了溶液使用的同时，拓展了钙钛矿薄膜气相制备的途径，且对导电基底要求较低，材料易得无污染，且效果明显，适合高性能、低成本、无污染的高效太阳能电池的制备。
[0034]下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。
[0035]一种双元固气混合浴的钙钛矿薄膜的制备方法，包括以下步骤：
[0036]首先通过蒸镀的方法在基底上制备一层铅膜，厚度为10
‑
200nm之间，优选的，蒸镀60nm铅膜；
[0037]将所制备基底置于CVD所需玻璃器皿中，制备温度为30
‑
120℃，优选的在70℃下制备钙钛矿薄膜，MAI置于Pb膜基底起源前方3
‑
10cm处，优选为5cm，通过通气方式引入I2离子，气源压力为0.05
‑
0.3Pa，优选为0.08Pa；所得钙钛矿吸光层厚度为300
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600nm。
[0038]本专利技术提供的一种双元固气混合浴的太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
[0039]步骤1，导电电极基底102：以沉积在透明的PET树脂薄膜上的I TO透明电极为器件的基底为例，基底面积不限(本例为5
×
5cm2)，此类产品有规模化量产的商品化产品可以直接使用。使用前，应将电极表面依次分别使用去离子水、丙酮、异丙醇超声处理15分钟，然后使用紫外光清洗机清洁10分钟，氮气流吹干备用；
[0040]步骤2，在导电电极基底上，利用刮刀涂布的方法制备得到的空穴传输层104，以PEDOT：PSS为例，使用的浆料为商品化PEDOT：PSS(AI 4083)水溶液，使用异丙醇按照1：3配比稀释，刮刀涂布速度为10
‑
20mm/s，优选为15mm/s；涂布温度为45
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70℃，优选为55℃；刮刀与基底间距为50μm；涂布后经氮气中80
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100℃退火10
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双元固气混合浴的钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：利用气相双元固气混合浴在基底上制备得到钙钛矿薄膜。2.根据权利要求1所述的一种双元固气混合浴的钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，利用气相双元固气混合浴法制备钙钛矿吸光层，具体方法是：在温度为30
‑
120℃、气源压力为0.05
‑
0.3Pa的条件下，将MAI置于基底起源前方3
‑
10cm处，通入I2离子，在铅膜上制备得到钙钛矿薄膜，所得钙钛矿薄膜的厚度为300
‑
600nm。3.根据权利要求1所述的一种双元固气混合浴的钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，利用气相双元固气混合浴法制备钙钛矿吸光层，具体方法是：在温度为70℃、气源压力为0.08Pa的条件下，将MAI置于基底起源前方5cm处，通入I2离子，在基底上制备得到钙钛矿薄膜，所得钙钛矿薄膜的厚度为300
‑
600nm。4.根据权利要求1所述的一种双元固气混合浴的钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，所述基底和钙钛矿薄膜之间设置有铅膜。5.根据权利要求4所述的一种双元固气混合浴的钙钛矿薄膜的制备方法，其特征在于，利用蒸镀法在基底上制备铅膜。6.一种双元固气混合浴的太阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘家梁，赵志国，秦校军，肖平，赵东明，邬俊波，董超，熊继光，王百月，冯笑丹，梁思超，王森，张杰，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：