一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术涉及光伏电池技术领域，涉及一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法。钙钛矿太阳能电池的制备方法包括以下步骤：在透明导电电极的一侧制备第一载流子传输层；在第一载流子传输层背离透明导电电极的一侧制备钙钛矿吸光层；对钙钛矿吸光层背离第一载流子传输层的一侧进行研磨抛光处理；在钙钛矿吸光层背离第一载流子传输层的一侧制备第二载流子传输层；在第二载流子传输层背离钙钛矿吸光层的一侧制备金属电极层，得到钙钛矿太阳能电池。本发明专利技术提供的钙钛矿太阳能电池制备方法，有效降低钙钛矿吸光层表面的起伏落差，增强第二载流子传输层和钙钛矿吸光层之间的贴合度，提高电荷传输提取效率，提升钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和稳定性。率和稳定性。率和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法


[0001]本专利技术涉及光伏电池
，尤其涉及一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]钙钛矿太阳能电池的发展如火如荼，但其光电转换效率和稳定性仍有提升空间，制约的因素为钙钛矿晶体生长条件苛刻，易受退火温度、空气湿度和工艺手法的影响，导致钙钛矿吸光层表面不平整不均匀，起伏类似山峰和山谷。钙钛矿吸光层表面的起伏落差近100nm，而第二载流子传输层一般小于50nm，进而影响第二载流子传输层和钙钛矿吸光层表面的贴合，不平整的贴合甚至会刺穿第二载流子传输层和金属电极层，造成缺陷复合中心，影响电荷传输，也会诱发水蒸气的渗入，从而降低钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和稳定性。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，能够有效降低钙钛矿吸光层表面的起伏落差，增强第二载流子传输层和钙钛矿吸光层之间的贴合度，提高电荷传输提取效率，整体提升钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和稳定性。
[0004]本专利技术还提供一种钙钛矿太阳能电池。
[0005]本专利技术提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
[0006]在透明导电电极的一侧制备第一载流子传输层；
[0007]在所述第一载流子传输层背离所述透明导电电极的一侧制备钙钛矿吸光层；
[0008]对所述钙钛矿吸光层背离所述第一载流子传输层的一侧进行研磨抛光处理；
[0009]在所述钙钛矿吸光层背离所述第一载流子传输层的一侧制备第二载流子传输层；
[0010]在所述第二载流子传输层背离所述钙钛矿吸光层的一侧制备金属电极层，得到所述钙钛矿太阳能电池。
[0011]根据本专利技术提供的钙钛矿太阳能电池的制备方法，通过对钙钛矿吸光层背离第一载流子传输层的一侧进行研磨抛光处理，能够有效降低钙钛矿吸光层表面的起伏落差，使得钙钛矿吸光层表面平整均一化处理；随后在钙钛矿吸光层背离第一载流子传输层的一侧制备第二载流子传输层，第二载流子传输层和平整的钙钛矿吸光层贴合，增强第二载流子传输层和钙钛矿吸光层之间的贴合度，提高电荷传输提取效率，整体提升钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和稳定性。
[0012]根据本专利技术提供的一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，所述在透明导电电极的一侧制备第一载流子传输层的步骤之前，还包括：
[0013]将所述透明导电电极浸入洗涤剂中进行超声清洗；
[0014]将所述透明导电电极依次浸入去离子水、丙酮以及异丙醇中分别进行超声清洗。
[0015]根据本专利技术提供的一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，在所述将所述透明导电电极依次浸入去离子水、丙酮以及异丙醇中分别进行超声清洗的步骤之前，还包括：
[0016]将所述透明导电电极浸入去离子水中，以去除洗涤剂。
[0017]根据本专利技术提供的一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，所述对所述钙钛矿吸光层背离所述第一载流子传输层的一侧进行研磨抛光处理的步骤，包括：
[0018]向所述钙钛矿吸光层背离所述第一载流子传输层的一侧滴加研磨抛光液；
[0019]通过打磨头对所述钙钛矿吸光层背离所述第一载流子传输层的一侧进行研磨抛光处理。
[0020]根据本专利技术提供的一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，所述研磨抛光液由磨料和分散液组成，所述磨料为金刚石、氧化铝、二氧化硅或者碳化硅中的一种或者几种的组合；所述分散液为体积比95％的反溶剂异丙醇和体积比5％的N,N
‑
二甲基甲酰胺混合。
[0021]根据本专利技术提供的一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，所述磨料的粒径为10nm
‑
50nm。
[0022]根据本专利技术提供的一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，所述打磨头为羊毛磨头、聚酯纤维磨头或者锦纶纤维磨头。
[0023]根据本专利技术提供的一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，若所述钙钛矿太阳能电池为正式结构，则所述第一载流子传输层为电子传输层，所述第二载流子传输层为空穴传输层；若所述钙钛矿太阳能电池为反式结构，则所述第一载流子传输层为空穴传输层，所述第二载流子传输层为电子传输层；所述电子传输层的材质为二氧化锡、二氧化钛、氧化锌或富勒烯衍生物中的一种；所述空穴传输层的材质为2,2',7,7'
‑
四[N,N
‑
二(4
‑
甲氧基苯基)氨基]‑
9,9'
‑
螺二芴、三苯胺聚合物、3，4
‑
乙撑二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸盐中的一种。
[0024]根据本专利技术提供的一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，所述第一载流子传输层通过旋涂法、蒸镀法、喷涂法或者刮涂法形成于所述透明导电电极的一侧；所述第二载流子传输层通过旋涂法、蒸镀法、喷涂法或者刮涂法形成于所述钙钛矿吸光层背离所述第一载流子传输层的一侧。
[0025]根据本专利技术第二方面实施例的一种钙钛矿太阳能电池，所述钙钛矿太阳能电池基于上述任意一项所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法制得，所述钙钛矿太阳能电池包括：
[0026]透明导电电极；
[0027]第一载流子传输层，设置于透明导电电极的一侧；
[0028]钙钛矿吸光层，设置于所述第一载流子传输层背离所述透明导电电极的一侧；
[0029]第二载流子传输层，设置于所述钙钛矿吸光层背离所述第一载流子传输层的一侧；其中，所述钙钛矿吸光层背离所述第一载流子传输层的一侧的均匀性为92％
‑
98％；
[0030]金属电极层，设置于所述第二载流子传输层背离所述钙钛矿吸光层的一侧。
[0031]本专利技术实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：
[0032]根据本专利技术提供的钙钛矿太阳能电池的制备方法，通过对钙钛矿吸光层背离第一载流子传输层的一侧进行研磨抛光处理，能够有效降低钙钛矿吸光层表面的起伏落差，使得钙钛矿吸光层表面平整均一化处理；随后在钙钛矿吸光层背离第一载流子传输层的一侧制备第二载流子传输层，第二载流子传输层和平整的钙钛矿吸光层贴合，增强第二载流子传输层和钙钛矿吸光层之间的贴合度，提高电荷传输提取效率，整体提升钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和稳定性。
[0033]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变
得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1是本专利技术实施例提供的钙钛矿太阳能电池的制备方法的流程图；
[0036]图2是本专利技术实施例提供的对钙钛矿吸光层背离第一载流子传输层的一侧进行研磨抛光处理的原理示意图；
[0037]图3是本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在透明导电电极的一侧制备第一载流子传输层；在所述第一载流子传输层背离所述透明导电电极的一侧制备钙钛矿吸光层；对所述钙钛矿吸光层背离所述第一载流子传输层的一侧进行研磨抛光处理；在所述钙钛矿吸光层背离所述第一载流子传输层的一侧制备第二载流子传输层；在所述第二载流子传输层背离所述钙钛矿吸光层的一侧制备金属电极层，得到所述钙钛矿太阳能电池。2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述在透明导电电极的一侧制备第一载流子传输层的步骤之前，还包括：将所述透明导电电极浸入洗涤剂中进行超声清洗；将所述透明导电电极依次浸入去离子水、丙酮以及异丙醇中分别进行超声清洗。3.根据权利要求2所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，在所述将所述透明导电电极依次浸入去离子水、丙酮以及异丙醇中分别进行超声清洗的步骤之前，还包括：将所述透明导电电极浸入去离子水中，以去除洗涤剂。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述对所述钙钛矿吸光层背离所述第一载流子传输层的一侧进行研磨抛光处理的步骤，包括：向所述钙钛矿吸光层背离所述第一载流子传输层的一侧滴加研磨抛光液；通过打磨头对所述钙钛矿吸光层背离所述第一载流子传输层的一侧进行研磨抛光处理。5.根据权利要求4所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述研磨抛光液由磨料和分散液组成，所述磨料为金刚石、氧化铝、二氧化硅或者碳化硅中的一种或者几种的组合；所述分散液为体积比95％的反溶剂异丙醇和体积比5％的N,N
‑
二甲基甲酰胺混合制成。6.根据权利要求5所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述磨料的粒径为10nm
‑
50nm。7.根据权利要求4所述的钙钛矿太阳能电...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱瑞，李纯盛，吴疆，龚旗煌，
申请(专利权)人：北京大学长三角光电科学研究院，
类型：发明
国别省市：