大面积钙钛矿电池组件的退火制备方法技术

本发明专利技术提出了一种大面积钙钛矿电池组件的退火制备方法，包括以下步骤：S1:修饰层一的制备；S2：钙钛矿层的制备，S3：钙钛矿层的退火：将S2中的钙钛矿层放置在层压机上，在钙钛矿层上覆盖干净的PET薄膜，使还未完全挥发的溶剂残留在PET的下表面跟钙钛矿层形成溶剂退火以改善钙钛矿层的上表面；S4：层压结束后取走PET薄膜，通过干燥的气体吹钙钛矿表面使溶剂完全挥发；S5：修饰层二的制备；S6：背电极的制备，解决了大面积组件热板退火玻璃容易变形导致退火不均匀的问题，提升了产品的可靠性，溶剂退火改善了界面的传输，提升了组件的使用寿命，形成高效率、高可靠性的产品，总体提升了产品的市场竞争力。的市场竞争力。的市场竞争力。

【技术实现步骤摘要】
大面积钙钛矿电池组件的退火制备方法


[0001]本专利技术涉及光伏
，尤其涉及用于大面积钙钛矿电池组件的退火制备方法。

技术介绍

[0002]本专利技术涉及一种新的大面积钙钛矿太阳能电池组件的退火结晶工艺。可再生能源在今天愈发重要，传统能源例如煤和石油总有耗尽的一天而太阳能、风能、潮汐能等清洁可再生能源则要慢慢的替换掉传统能源才能解决人们日益增长的能源需求。钙钛矿太阳能电池作为新型太阳能电池，有着制备简单，成本低廉，转换效率高及可制备柔性组件等优点，有望逐步取代当前商业化的硅太阳能电池。目前，实验室小面积钙钛矿电池器件的效率已经超过25％，而大尺寸的钙钛矿电池组件的制备依然面临着一些困难，退火工艺便是大面积钙钛矿电池组件制备的其中一个难点。主流的小面积钙钛矿器件的退火工艺一般采用热板退火，也有一些文献采用微波、紫外、红外等退火方式。而对大面积电池来说，热板则面临着玻璃容易变形而导致受热不均的问题，微波、紫外、红外也有着加热不均匀，降低稳定性等影响，现在已有的大面积退火工艺也都是采用隧道炉、层次炉等，隧道炉、层次炉退火是从钙钛矿表面加热，容易使溶剂残留在钙钛矿底层，效果达不到理想状态。针对这些问题，我们开发了一种新的退火工艺，实现了大面积钙钛矿层的均匀退火和较好的结晶质量。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种大面积钙钛矿电池组件的退火制备方法，包括以下步骤：
[0004]S1:修饰层一的制备；
[0005]S2：钙钛矿层的制备：将钙钛矿前驱液均匀涂覆于所述修饰层一上，并将钙钛矿层表面初步干燥；
[0006]S3：钙钛矿层的退火：将S2中的钙钛矿层放置在层压机上，在钙钛矿层上覆盖干净的PET薄膜，使还未完全挥发掉的溶剂残留在PET的下表面跟钙钛矿层形成溶剂退火以改善钙钛矿层的上表面；
[0007]S4：层压结束后取走PET薄膜，通过干燥的气体吹钙钛矿表面使溶剂完全挥发；
[0008]S5：修饰层二的制备；
[0009]S6：背电极的制备：采用包括但又不限于磁控溅射、热蒸发、反应等离子体沉积、气相沉积、原子层沉积等其中一种或几种组合沉积方法制备在修饰层二上。
[0010]优选的，S2中，钙钛矿层表面初步干燥通过真空闪蒸法、风刀法中的一种或多种。
[0011]优选的，S3中的层压温度为120
‑
150℃，层压时间为15
‑
30min。
[0012]优选的，修饰层一是在透明导电玻璃上通过磁控溅射、热蒸发、反应等离子体沉积、气相沉积、原子层沉积、狭缝涂布、喷涂中的一种沉积方法制备。
[0013]优选的，所述修饰层一为电子传输层或空穴传输层，所述修饰层二为空穴传输层
或电子传输层。
[0014]优选的，所述修饰层一为电子传输层或空穴传输层，所述修饰层二为空穴传输层或电子传输层，当修饰层一为电子传输层时，修饰层二为空穴传输层，当修饰层一为空穴传输层时，修饰层二为电子传输层。
[0015]优选的，所述电子传输层包括PCBM、TiO2、SnO2、ZnO、Nb2O5中的一种。
[0016]优选的，所述空穴传输层包括NiO、Spiro
‑
OMeTAD、CuGaO2、CuSCN、P3HT、PEDOT： PSS中的一种。
[0017]优选的，所述钙钛矿层包括MAPbI3、FAPbI3、FAMAPbI3、FACsPbI3、FAMACsPbI3中的一种。
[0018]优选的，所述溶剂为DMF、DMSO、NMP、γ
‑
GBL中一种或几种组合。
[0019]其中，背电极包括但不限于为金、银、铜、金属氧化物ITO、IWO等、银纳米线、透明导电高分子材料等其中一种或者几种组合。
[0020]本专利技术提出的大面积钙钛矿电池组件的退火制备方法有以下有益效果：解决了大面积组件热板退火玻璃容易变形导致退火不均匀的问题，提升了产品的可靠性，溶剂退火改善了界面的传输，提升了组件的使用寿命，形成高效率、高可靠性的产品，总体提升了产品的市场竞争力。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0022]图1为本专利技术实施例与对比例的MPPT的试验数据图；
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0024]本案中涉及的电子传输层和空穴传输层以及钙钛矿层的制备工艺是申请人在在先申请中已经公开的方法，详见以下列举的专利，CN112054123A CN114220921A、 CN113611804A、CN112259629A、CN112038492A以及申请人公开的其他专利文献中均涉及了上述的方法，故在本实施例中不再复述其具体步骤，仅使用方法名称予以说明。
[0025]实施例1
[0026]本专利技术提出了一种大面积钙钛矿电池组件的退火制备方法，包括以下步骤：
[0027]S1:修饰层一的制备：通过磁控溅射的方法，在导电玻璃上制备，而导电玻璃选用了 FTO玻璃，形成空穴传输层，空穴传输层为NIO
X
。
[0028]S2：钙钛矿层的制备：采用刮涂的方法将钙钛矿前驱溶液FAMACsPbI3均匀涂覆在修饰层一上，然后采用真空闪蒸法使得钙钛矿层初步干燥，形成中间相的活性层；
[0029]S3：钙钛矿层的退火：将附有S2中的钙钛矿层以及修饰层一的导电玻璃放置在层压机上，在初步干燥后的钙钛矿层上覆盖干净的PET薄膜，使还未完全挥发掉的溶剂残留在 PET的下表面跟钙钛矿层形成溶剂退火以改善钙钛矿层的上表面；进行层压，层压温度 120℃，层压15分钟，在钙钛矿层上覆盖干净的PET薄膜以防止钙钛矿层跟层压机的上表面接触
被污染和用于阻挡溶剂挥发，使还未完全挥发掉的溶剂残留在PET的下表面跟钙钛矿层形成溶剂退火以改善钙钛矿层的上表面。此工艺使大面积钙钛矿层的热板退火工艺得以实现而玻璃不会发生变形，覆盖PET薄膜使溶剂挥发后能在钙钛矿表面(PET下表面) 残留而达到溶剂退火的目的。用包括但不限于吹风机、干燥的压缩空气、惰性气体等吹钙钛矿表面使溶剂完全挥发。
[0030]S4：层压结束后取走PET薄膜，用包括但不限于吹风机、干燥的压缩空气、惰性气体等吹钙钛矿表面使溶剂完全挥发。
[0031]S5：修饰层二的制备；修饰层二为电子传输层，通过刮涂的方法将PCBM覆盖于钙钛矿层上。
[0032]S6：背电极的制备：采用包括但又不限于磁控溅射、热蒸发、反应等离子体沉积、气相沉积、原子层沉积其中一种或几种组合沉积方法制备在修饰层二上，背电极包括但不限于为金、银、铜、金属氧化物ITO、IWO等、银纳米线、透明导电高分子材料等其中一种或者几种组合，本实施例中选用ITO。
[0033]实施例2
[0034]本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大面积钙钛矿电池组件的退火制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:修饰层一的制备；S2：钙钛矿层的制备：将钙钛矿前驱液均匀涂覆于所述修饰层一上，并将钙钛矿层表面初步干燥；S3：钙钛矿层的退火：将S2中的钙钛矿层放置在层压机上，在钙钛矿层上覆盖干净的PET薄膜，使还未完全挥发掉的溶剂残留在PET的下表面跟钙钛矿层形成溶剂退火以改善钙钛矿层的上表面；S4：层压结束后取走PET薄膜，通过干燥的气体吹钙钛矿表面使溶剂完全挥发；S5：修饰层二的制备；S6：背电极的制备：采用包括但又不限于磁控溅射、热蒸发、反应等离子体沉积、气相沉积、原子层沉积等其中一种或几种组合沉积方法制备在修饰层二上。2.根据权利要求1所述的大面积钙钛矿电池组件的退火制备方法，其特征在于，S2中，钙钛矿层表面初步干燥通过真空闪蒸法、风刀法中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的大面积钙钛矿电池组件的退火制备方法，其特征在于，S3中的层压温度为120
‑
150℃，层压时间为15
‑
30min。4.根据权利要求1所述的大面积钙钛矿电池组件的退火制备方法，其特征在于，修饰层一是在透明导电玻璃上通过磁控溅射、热蒸发...

【专利技术属性】
技术研发人员：方主亮，王保增，蔡龙华，范春林，葛文琦，谢道远，田清勇，范斌，
申请(专利权)人：昆山协鑫光电材料有限公司，
类型：发明
国别省市：