背钝化钙钛矿光伏器件制造技术

本申请涉及钙钛矿光伏器件领域，尤其是一种背钝化钙钛矿光伏器件。一种背钝化钙钛矿光伏器件，包括玻璃基板，玻璃基板由下至上形成有透明电极层、第一界面层、钙钛矿层、第二界面层界面，所述钙钛矿层部分被第二界面层致密覆盖，但另外部分未被第二界面层致密覆盖；未被第二界面层致密覆盖的部分原位处理形成钝化区，即被第二界面层致密覆盖区不会变成绝缘的钝化区，未被第二界面层致密覆盖区原位处理后会变成绝缘的钝化区；钙钛矿层背向第一界面层的表面形成有背电极层；第二界面层、钝化层与背电极层相接。本申请可减少钙钛矿和界面层或电极接触区域，减少非辐射复合，有利于实现高效率器件。效率器件。效率器件。

【技术实现步骤摘要】
背钝化钙钛矿光伏器件


[0001]本申请涉及钙钛矿光伏器件领域，尤其是涉及背钝化钙钛矿光伏器件。

技术介绍

[0002]钙钛矿材料具有优秀的光电特性，采用钙钛矿材料制备的钙钛矿光伏器件具有较好的光电转换效率。但是，通过常规的溶液法或气相沉积法制备钙钛矿光伏器件存在以下缺陷：（1）钙钛矿的缺陷常富集在表面，影响器件性能；（2）通常钙钛矿薄膜具有一定的粗糙度，界面层覆盖不全会导致钙钛矿和背电极的直接接触，影响器件效率和稳定性。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本申请提供了背钝化钙钛矿光伏器件。
[0004]本申请提供的背钝化钙钛矿光伏器件，是通过以下技术方案得以实现的：背钝化钙钛矿光伏器件，包括玻璃基板，所述玻璃基板由下至上形成有透明电极层、第一界面层、钙钛矿层、第二界面层界面，所述钙钛矿层部分被第二界面层致密覆盖，但另外部分未被第二界面层致密覆盖；未被第二界面层致密覆盖的部分原位处理形成钝化区，即被第二界面层致密覆盖区不会变成绝缘的钝化区，未被第二界面层致密覆盖区原位处理后会变成绝缘的钝化区；钙钛矿层背向第一界面层的表面形成有背电极层；第二界面层、钝化层与背电极层相接。
[0005]本申请可减少钙钛矿和界面层接触区域，减少非辐射复合，有利于实现高效率器件，且本申请可适配溶液法，自适应形成背钝化接触，易于实现大面积高效率器件。
[0006]优选的，所述钝化层为铅的氧硫化合物。
[0007]优选的，所述铅的氧硫化合物是对钙钛矿层的凸齿顶端进行臭氧和/或二氧化硫气氛下原位处理所得。
[0008]优选的，所述铅的氧硫化合物是：将甲胺(Sigma
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Aldrich, 33 wt%溶解在乙醇中)或辛胺(SigmaAldrich, 99%)和硫酸溶液(Sigma
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Aldrich, 99.999%)溶解在浓度为4 mM的混合溶剂(甲苯/异丙醇= 5:1)中制备硫酸铵溶液，对钙钛矿层进行旋涂处理所得。
[0009]优选的，所述铅的氧硫化合物是：通过旋涂吡啶
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羧基铅(PbPyA2)形成富铅钙钛矿表面，用六甲基二硅酸烷(TMS)进行硫化，TMS与固相PbPyA2反应，即使用PbPyA2的钝化功能和它在非水溶剂中的高溶解度，从而保留了下面的钙钛矿层所得。
[0010]通过采用上述技术方案，对玻璃上的钙钛矿薄膜进行原位钝化处理后，表面生成铅的氧硫化合物，对钙钛矿具有一定钝化作用，PL峰强增强。
[0011]优选的，所述第一界面层为电子传输层，所述第二界面层为空穴传输层，则所述背钝化钙钛矿光伏器件为正式结构的钙钛矿光伏器件。
[0012]优选的，所述第一界面层为空穴传输层，所述第二界面层为电子传输层，则所述背钝化钙钛矿光伏器件为反式结构的钙钛矿光伏器件。
[0013]优选的，所述空穴传输层为NiOx、PTAA、CuCaO3、P3HT中的任意一种；所述电子传输
层为C60、PCBM、SnOx、ZnO、TiOx中的至少一种。
[0014]优选的，所述透明电极层为铟锡氧化物ITO或者氟掺杂氧化锡FTO。
[0015]优选的，所述钙钛矿吸材料为ABX3，ABX3中的A为Cs、CH3NH3和HN= CHNH3中的至少一种，ABX3中的B为Pb和Sn中的至少一种，ABX3中的X为C1、Br和I中的至少一种。
[0016]优选的，所述背电极层为ITO、Ag、Cu中的一种或者ITO、Ag、Cu形成的复合电极。
[0017]优选的，所述背钝化钙钛矿光伏器件的制备方法包括以下步骤：（1）在玻璃基板上形成透明电极层；（2）在透明电极层基底上通过旋涂法制备第一界面层；（3）在第一界面层上通过溶液法或者气相沉积法制备钙钛矿层；（4）在钙钛矿层上制备第二界面层；（5）钝化层的制备：步骤（4）中的样品原位生成钝化层，即未被所述第二界面层覆盖的凸齿部分原位生成有钝化层；（6）在第二界面层上制备背电极，得成品背钝化钙钛矿光伏器件。
[0018]本申请中的背钝化钙钛矿光伏电池的制备方法相对简单，操作难度低，便于实现工业化生产制造。
[0019]优选的，所述步骤（6）在第二界面层上先形成界面缓冲层再制备背电极，得成品背钝化钙钛矿光伏器件；所述界面缓冲层为BCP，SnOx中的至少一种。
[0020]综上所述，本申请具有以下优点：1、本申请可减少钙钛矿和界面层接触区域，减少非辐射复合，有利于实现高效率器件。
[0021]2、本申请中的背钝化钙钛矿光伏电池的制备方法相对简单，操作难度低，便于实现工业化生产制造。
[0022]3、本申请可适配溶液法，自适应形成背钝化接触，易于实现大面积高效率器件。
附图说明
[0023]图1是本申请中背钝化钙钛矿光伏电池的整体结构示意图及其制备流程图。
[0024]图2是本申请中实施例1和测试对比样品的PL发光图谱。
[0025]图3是本申请中实施例1中背钝化钙钛矿光伏电池的四探针测试电阻的示意图。
[0026]图4是本申请中实施例1中背钝化钙钛矿光伏电池的的电镜扫描图。
[0027]图5是本申请中实施例1和对比例1中钙钛矿光伏电池的光电效果图。
实施方式
[0028]以下结合对比例和实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例
[0029]参考图1，本申请公开的背钝化钙钛矿光伏器件，包括玻璃基板，玻璃基板由下至上形成有透明电极层、第一界面层、钙钛矿层、第二界面层。
[0030]其中，当第一界面层为电子传输层，第二界面层为空穴传输层，则背钝化钙钛矿光伏器件为正式结构的钙钛矿光伏器件。
[0031]其中，当第一界面层为空穴传输层，第二界面层为电子传输层，则背钝化钙钛矿光伏器件为反式结构的钙钛矿光伏器件。
[0032]空穴传输层为NiOx、PTAA、CuCaO3、P3HT中的任意一种。
[0033]电子传输层为C60、PCBM、SnOx、ZnO、TiOx中的至少一种。
[0034]透明电极层为铟锡氧化物ITO或者氟掺杂氧化锡FTO。
[0035]钙钛矿吸材料为ABX3，ABX3中的A为Cs、CH3NH3和HN= CHNH3中的至少一种，ABX3中的B为Pb和Sn中的至少一种，ABX3中的X为C1、Br和I中的至少一种。
[0036]参考图1，钙钛矿层部分被第二界面层致密覆盖，但另外部分未被第二界面层致密覆盖；未被第二界面层致密覆盖的部分原位处理形成钝化区，即被第二界面层致密覆盖区不会变成绝缘的钝化区，未被第二界面层致密覆盖区原位处理后会变成绝缘的钝化区，钝化区为铅的氧硫化合物。
[0037]原位处理生成钝化层的方法如下：优选的，铅的氧硫化合物是对钙钛矿层的凸齿顶端进行臭氧和/或二氧化硫气氛下原位处理所得。
[0038]优选的，所述铅的氧硫化合物是：将甲胺(Sigma
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.背钝化钙钛矿光伏器件，包括玻璃基板，所述玻璃基板由下至上形成有透明电极层、第一界面层、钙钛矿层、第二界面层界面，其特征在于：所述钙钛矿层部分被第二界面层致密覆盖，但另外部分未被第二界面层致密覆盖；未被第二界面层致密覆盖的部分原位处理形成钝化区，即被第二界面层致密覆盖区不会变成绝缘的钝化区，未被第二界面层致密覆盖区原位处理后会变成绝缘的钝化区；钙钛矿层背向第一界面层的表面形成有背电极层；第二界面层、钝化层与背电极层相接。2.根据权利要求1所述的背钝化钙钛矿光伏器件，其特征在于：所述钝化层为铅的氧硫化合物。3.根据权利要求1所述的背钝化钙钛矿光伏器件，其特征在于：所述第一界面层为电子传输层，所述第二界面层为空穴传输层，则所述背钝化钙钛矿光伏器件为正式结构的钙钛矿光伏器件。4.根据权利要求1所述的背钝化钙钛矿光伏器件，其特征在于：所述第一界面层为空穴传输层，所述第二界面层为电子传输层，则所述背钝化钙钛矿光伏器件为反式结构的钙钛矿光伏器件。5.根据权利要求3和4所述的背钝化钙钛矿光伏器件，其特征在于：所述空穴传输层为NiO、PTAA、CuCaO3、P3HT中的任意一种；所述电子传输层为C6...

【专利技术属性】
技术研发人员：麦耀华，何明珠，吴绍航，刘冲，刘亮，
申请(专利权)人：广东脉络能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：