电子传输层及钙钛矿太阳能电池的制造方法技术

本发明专利技术提供一种电子传输层制造方法和钙钛矿太阳能电池制造方法。电子传输层的制造方法包括以下步骤：提供第一基底；在第一基底上形成电子传输层，包括有机无机结合的的电子传输层；提供一种喷淋沉积装置，包括真空沉积腔室；真空沉积腔室至少包括有机腔室和无机腔室；其中，相邻腔室之间设置有腔室门；喷淋沉积装置还包括沉积源喷头，沉积源喷头包括设置在有机腔室内的有机源喷头和设置在无机腔室内的无机源喷头；其中，形成电子传输层的的步骤中，使用喷淋沉积装置，通过喷淋沉积的方法形成电子传输层。使用本发明专利技术提供的喷淋沉积装置制备钙钛矿太阳能电池的电子传输层，可有效提高钙钛矿太阳能电池的生产效率，提高产品良率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
电子传输层及钙钛矿太阳能电池的制造方法


[0001]本专利技术涉及太阳能电池制造
，具体涉及一种电子传输层的制造方法及钙钛矿太阳能电池的制造方法。

技术介绍

[0002]钙钛矿太阳能电池一般有导电玻璃、电子传输层(ETL层)、钙钛矿吸收层(PVSK层，perovskite layer)、空穴传输层(HTM层)以及金属电极组成，根据电子传输层和空穴传输层在钙钛矿吸收层两侧的不同位置分为正反式两种结构，现有技术主要采用反式钙钛矿太阳能电池。反式钙钛矿太阳能电池在大规模生产的过程中在PVSK上制作电子传输层的制备方式多种多样，但电池效果仍有待进一步提升。
[0003]现有技术中反式钙钛矿电池的电子传输层主要是有三种形式：
[0004]1)有机物电子传输层，这种电子传输层要求有机电子传输层膜层比较厚，生产过程中材料消耗量相当大，并且有机材料价格昂贵，造成产品成本高。
[0005]2)无机物电子传输层，这种电子传输层形成时需要低能量无损伤的工艺，同时要求无机物膜层比较薄，对生产工艺和设备的要求比较严格。而且钙钛矿和无机物的能级匹配差，很容易导致产品效率低。
[0006]3)无机物和有机物结合的电子传输层，对于这种电子传输层，一般采用的是有机物C
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(富勒烯)或PCBM((6,6)
‑
苯基C71丁酸甲基酯，一种富勒烯衍生物)结合无机物氧化锡、氧化锌、氧化铈等氧化物形成电子传输层，这种方式的问题是，无机物和有机物不能在同一个工序完成，需要多次循环反复，这就造成生产效率的底下。并且由于工序复杂步骤多，容易出现误差和失误造成的偏差及损失机会增多，会造成产品良率的降低。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种电子传输层的制造方法及钙钛矿太阳能电池的制造方法，以提高钙钛矿太阳能电池生产效率和良率。
[0008]本专利技术提供一种电子传输层的制造方法，包括以下步骤：提供第一基底，所述第一基底形成有钙钛矿吸收层；在所述钙钛矿吸收层上形成电子传输层；所述电子传输层包括有机无机结合的的电子传输层；提供一种喷淋沉积装置，包括真空沉积腔室；所述真空沉积腔室至少包括有机腔室和无机腔室；其中，相邻腔室之间设置有腔室门；所述喷淋沉积装置还包括沉积源喷头，所述沉积源喷头包括设置在所述有机腔室内的有机源喷头和设置在所述无机腔室内的无机源喷头；其中，所述形成电子传输层的的步骤，使用所述喷淋沉积装置，通过喷淋沉积的方法形成所述电子传输层。
[0009]可选的，喷淋沉积装置还包括：所述沉积源喷头通过沉积源管路连通沉积源提供系统；所述沉积源管路的气体出口位于所述沉积源喷头的几何中心；所述沉积源喷头通过沉积源管路连通沉积源提供系统；所述沉积源喷头内设置有隔板，所述隔板具有若干沿厚度方向贯穿所述隔板的适于沉积源通过的孔隙；所述孔隙的分布密度自所述隔板的中心向
所述隔板的边缘逐渐增大；所述有机源喷头设置于所述有机腔室的顶部，所述无机源喷头设置于所述无机腔室的顶部；所述沉积源管路包括有机源管路和无机源管路；所述沉积源提供系统包括有机源提供系统和无机源提供系统。
[0010]可选的，所述有机腔室和所述无机腔室之间还设置有静置腔室；所述静置腔室中设置有暂存架，用于暂时存放已通过所述有机腔室且尚未进入所述无机腔室的待沉积太阳能电池。
[0011]可选的，所述喷淋沉积装置还包括进片室和出片室，各腔室按照进片室、有机腔室、静置腔室、无机腔室和出片室的顺序排列。
[0012]可选的，所述形成电子传输层的步骤包括：所述第一基底自所述进片室输送进入所述真空沉积腔室；所述第一基底通过所述进片室进入所述有机腔室，在所述有机腔室内进行有机源沉积，使所述第一基底表面在离开所述有机腔室前形成所述有机源的膜层；所述第一基底通过所述静置腔室进入所述无机腔室，在所述无机腔室内进行无机源喷洒，使所述有机源的膜层表面在离开所述有机腔室前形成所述无机源的膜层，形成已沉积太阳能电池片。
[0013]可选的，在所述有机腔室内，所述有机源在第一辅助气体的推送下进入所述有机源喷头，通过所述有机源喷头喷洒至所述第一基底表面。
[0014]可选的，所述第一辅助气体包括N2。所述有机源包括C
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源溶液或PCBM源溶液。
[0015]可选的，所述第一辅助气体的流量速度为1000sccm～3000sccm。
[0016]可选的，所述C
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源溶液的溶剂包括氯苯或乙腈或正己烷；所述PCBM源溶液的溶剂包括氯苯或乙腈或正己烷。
[0017]可选的，所述C
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源溶液的浓度为0.01mg/ml～0.1mg/ml；所述PCBM源溶液的浓度为0.01mg/ml～0.1mg/ml。
[0018]可选的，所述有机源在通过所述有机源管路进入所述有机源喷头前，预加热至60℃～90℃。
[0019]可选的，所述有机腔室内的温度为80℃～100℃。
[0020]可选的，所述第一基底在所述有机腔室内的移动速度为0.5mm/s～2mm/s。
[0021]可选的，在所述无机腔室内，所述无机源在第二辅助气体的推送下进入所述无机源喷头，通过所述无机源喷头喷洒至所述第一基底表面。
[0022]可选的，所述第二辅助气体包括N2。所述无机源包括TDMASn源溶液和去离子水源。TDMASn溶液和去离子水分别进入不同的无机源喷头，由不同的无机源喷头同时喷入无机腔室。
[0023]可选的，所述第二辅助气体的流量速度为1000sccm～3000sccm。
[0024]可选的，所述无机源包括TDMASn源溶液和去离子水源。
[0025]可选的，所述无机源在通过所述有机源管路进入所述有机源喷头前，预加热至60℃～90℃。
[0026]可选的，所述无机腔室内的温度为80℃～130℃。
[0027]可选的，所述第一基底在所述无机腔室内的移动速度为0.3mm/s～1mm/s。
[0028]可选的，所述无机源管路分别连通所述TDMASn源和所述去离子水源；在所述无机腔室内，所述TDMASn源溶液在所述第二辅助气体推送下通过所述无机源管路进入所述无机
源喷头；同时，所述去离子水源在所述第二辅助气体推送下通过所述无机源管路进入所述无机源喷头。
[0029]本专利技术还提供一种钙钛矿太阳能电池
[0030]本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的钙钛矿太阳能电池制造方法，提供一种喷淋沉积装置，通过在一个真空沉积腔室内设置有机腔室和无机腔室，使得进行原子层沉积时，可以先在有机腔室内喷洒有机源形成有机源的膜层，所述有机源的膜层在移动中固化然后出腔，之后在同一真空沉积腔室内的无机腔室内喷洒无机源形成无机源的膜层，所述无机源的膜层在移动中固化然后出腔。或是先在无机腔室内喷洒无机源形成无机源的膜层，所述无机源的膜层在移动中固化然后出腔，之后在同一真空沉积腔室内的有机腔室内喷洒有机源形成有机源的膜层，所述有机源本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子传输层的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：提供第一基底；在所述第一基底上形成电子传输层；所述电子传输层包括有机无机结合的的电子传输层；提供一种喷淋沉积装置，所述喷淋沉积装置包括真空沉积腔室；所述真空沉积腔室至少包括有机腔室和无机腔室；其中，相邻腔室之间设置有腔室门；所述喷淋沉积装置还包括沉积源喷头，所述沉积源喷头包括设置在所述有机腔室内的有机源喷头和设置在所述无机腔室内的无机源喷头；其中，形成所述电子传输层的的步骤中，使用所述喷淋沉积装置，通过喷淋沉积的方法形成所述电子传输层。2.根据权利要求1所述的电子传输层的制造方法，其特征在于，所述喷淋沉积装置还包括：所述沉积源喷头通过沉积源管路连通沉积源提供系统；所述沉积源管路的气体出口位于所述沉积源喷头的几何中心；所述沉积源喷头通过沉积源管路连通沉积源提供系统；所述沉积源喷头内设置有隔板，所述隔板具有若干沿厚度方向贯穿所述隔板的适于沉积源通过的孔隙；所述孔隙的分布密度自所述隔板的中心向所述隔板的边缘逐渐增大；所述有机源喷头设置于所述有机腔室的顶部，所述无机源喷头设置于所述无机腔室的顶部；所述沉积源管路包括有机源管路和无机源管路；所述沉积源提供系统包括有机源提供系统和无机源提供系统。3.根据权利要求1所述的电子传输层的制造方法，其特征在于，所述有机腔室和所述无机腔室之间还设置有静置腔室；所述静置腔室中设置有暂存架，用于暂时存放已通过所述有机腔室且尚未进入所述无机腔室的待沉积太阳能电池；优选的，所述喷淋沉积装置还包括进片室和出片室，各腔室按照进片室、有机腔室、静置腔室、无机腔室和出片室的顺序排列。4.根据权利要求3所述的电子传输层的制造方法，其特征在于，所述形成电子传输层的步骤包括：所述第一基底自所述进片室输送进入所述真空沉积腔室；所述第一基底通过所述进片室进入所述有机腔室，在所述有机腔室内进行有机源沉积，使所述第一基底表面在离开所述有机腔室前形成所述有机源的膜层；所述第一基底通过所述静置腔室进入所述无机腔室，在所述无机腔室内进行无机源喷洒，使所述有机源的膜层表面在离开所述有机腔室前形成所述无机源的膜层，形成已沉积太阳能电池片。5.根据权利要求4所述的电子传输层的制造方法，其特征在于，在所述有机腔室内，所述有机源在第一辅助气体的推送下进入所述有机...

【专利技术属性】
技术研发人员：王学雷，邵君，
申请(专利权)人：无锡极电光能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：