一种制备钝化层的方法及晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池技术

本申请提供了一种制备钝化层的方法及晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池，包括晶硅电池和钙钛矿电池，钙钛矿电池包括由下至上依次设置的空穴传输层、钙钛矿吸收层、顶部钝化层、电子传输层和顶部电极层；晶硅电池、空穴传输层和钙钛矿吸收层组合形成稳态薄膜基底；通过光照将稳态薄膜基底激发形成亚稳态薄膜基底，于亚稳态薄膜基底的表面顶部钝化层。通过光照预先将稳态薄膜基底激发形成亚稳态薄膜基底，不仅能钝化稳态薄膜基底中已经存在的缺陷，还能对钙钛矿在光照情况下有可能产生缺陷的位点进行钝化，可进一步提高钝化效果。该方法也能有效抑制宽带隙钙钛矿的光致相分离现象，提升晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的光电转换效率和稳定性。定性。定性。

【技术实现步骤摘要】
一种制备钝化层的方法及晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池


[0001]本申请属于太阳能电池领域，更具体地说，是涉及一种制备钝化层的方法，以及由该制备钝化层的方法制备得到的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池。

技术介绍

[0002]太阳能是一种备受瞩目的新型清洁能源，具有大量资源和低成本的优势。目前，光伏电池是将太阳能转化为电能最有效的方式之一，而单晶硅和多晶硅等太阳能电池已经有了比较成熟的产业化技术。近年来，晶硅/钙钛矿叠层技术已成为光伏
的研究热点之一，备受广泛关注。这一技术的发展对提高太阳能电池的光电转换效率和降低制造成本具有重要意义，从而促进太阳能发电技术的进一步发展和应用。晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的理论有效光电转换效率高达40%以上，远高于晶体硅太阳能电池。晶硅/钙钛矿叠层技术的基本原理是将钙钛矿材料和晶硅材料堆叠在一起，形成一个异质结，利用钙钛矿材料的宽带隙、高吸收系数和高载流子迁移率，以及晶硅材料的稳定性和良好的电子传输性能，提高太阳能电池的光电转换效率。
[0003]目前，晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的光电转换效率已经超过32%，虽然与理论值存在差距，但仍有很大的进步空间，稳定性问题也是需要解决的挑战。其中，钙钛矿吸收层的优化为晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的重点之一，该钙钛矿吸收层容易产生表面或界面缺陷，引起大量的非辐射复合从而导致电池器件的光电和稳定性能下降。在晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池所需要的特定宽带隙钙钛矿吸收层里，其特有的光致相分离现象也会促使薄膜产生更多的缺陷，从而影响效率和稳定性。
[0004]虽然界面钝化的有效方法很多，但是大多钝化方法对于薄膜内一些潜在的有可能产生缺陷的位点缺乏效果。此外，在晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池里，所需要的钙钛矿薄膜为带隙在1.68
‑
1.73eV的宽带隙钙钛矿，具有光致相分离的特性而更容易在光照条件下产生新的缺陷。常见钝化方法都是在非光照条件下存放的稳态钙钛矿薄膜进行处理。这些方法能够有效钝化宽带隙钙钛矿薄膜在稳态情况下已经存在的缺陷。
[0005]然而，光伏器件的正常工作情况是在AM1.5G 1000mW/cm2的1
‑
sun光照条件下进行的。在正常工作情况下，钙钛矿薄膜处于光照所激发的亚稳态状态，而产生新的缺陷。常见钝化方法对于这种亚稳态钙钛矿薄膜在光照情况下所新产生的缺陷缺乏钝化效果，从而很难进一步提升晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的光电转换效率和稳定性。

技术实现思路

[0006]本申请实施例的目的在于提供一种制备钝化层的方法及晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池，以解决相关技术中存在的：亚稳态钙钛矿薄膜在光照情况下易产生的新缺陷，从而影响晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的光电转换效率和稳定性的问题。
[0007]为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案是：一方面，提供一种制备钝化层的方法，包括晶硅电池和设于所述晶硅电池的上方
的钙钛矿电池，所述钙钛矿电池包括设于所述晶硅电池的表面的空穴传输层、设于所述空穴传输层的表面的钙钛矿吸收层、设于所述钙钛矿吸收层的表面的顶部钝化层、设于所述顶部钝化层的表面的电子传输层和设于所述电子传输层的表面的顶部电极层；所述晶硅电池、所述空穴传输层和所述钙钛矿吸收层组合形成稳态薄膜基底；其中，通过光照将所述稳态薄膜基底激发形成亚稳态薄膜基底；在所述光照持续照射下，于所述亚稳态薄膜基底的表面形成所述顶部钝化层。
[0008]在一个实施例中，包括步骤：制备钝化层分散液，将所述钝化层分散液均匀涂覆于所述钙钛矿吸收层的表面；将丙二胺碘溶于有机溶剂中进行超声溶解，并将溶解后的溶液旋涂于所述钙钛矿吸收层的表面；旋涂结束后进行退火处理以形成所述顶部钝化层。
[0009]在一个实施例中，包括步骤：制备钝化层分散液，将所述钝化层分散液喷涂于所述钙钛矿吸收层的表面；喷涂结束后进行退火处理以形成所述顶部钝化层。
[0010]在一个实施例中，所述顶部钝化层包括丙二胺溴、丁基氯化胺、丁基溴化胺、丁基碘化胺、N,N
‑
二甲基
‑
1,3
‑
丙二胺盐酸盐、十二二胺溴中的至少一种。
[0011]在一个实施例中，所述顶部钝化层包括氟化镁、氟化锂、氟化钠中的至少一种。
[0012]在一个实施例中，包括步骤：制备钙钛矿前驱液，将所述钙钛矿前驱液均匀涂覆于所述空穴传输层的表面；使用反溶剂进行动态旋涂；旋涂结束后进行退火处理以形成所述钙钛矿吸收层；或者，旋涂结束后进行闪蒸处理，闪蒸结束后进行退火处理以形成所述钙钛矿吸收层。
[0013]在一个实施例中，所述钙钛矿前驱液为由ABX3结构的钙钛矿与有机溶剂溶解制得，所述钙钛矿前驱液的浓度范围为1.5
‑
2M。
[0014]在一个实施例中，于所述ABX3结构的钙钛矿中：A位为有机阳离子，包括CH3NH
3+
(MA+)、NH2CH＝NH
2+ (FA+)、CH3CH2NH
3+
或Cs
+
中的至少一种；B位为金属阳离子，包括Pb
2+
、Sn
2+
中的至少一种；X位为卤素阴离子，包括F
‑
、Cl
‑
、Br
‑
、I
‑
中的至少一种。
[0015]在一个实施例中，包括步骤：制备钙钛矿前驱粉末，将所述钙钛矿前驱粉末蒸发至所述空穴传输层的表面。
[0016]另一方面，提供一种晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池，由上述任一实施例提供的制备钝化层的方法制备。
[0017]本申实施例提供的制备钝化层的方法及晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池至少具有以下有益效果：本申请通过光照预先将稳态薄膜基底激发形成亚稳态薄膜基底，不仅能钝化稳态薄膜基底中已经存在的缺陷，还能对于钙钛矿在光照情况下有可能产生缺陷的位点进行钝化，即克服了亚稳态钙钛矿薄膜在光照情况下所新产生的缺陷，可进一步提高钝化效果。该方法也能有效抑制宽带隙钙钛矿的光致相分离现象，提升晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的光电转换效率和稳定性。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或示范性技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。
[0019]图1为本申请实施例提供的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的结构示意图；图2为本申请实施例提供的于步骤七中的稳态薄膜基底的结构示意图；图3为本申请实施例提供的于步骤七中通过光照将稳态薄膜基底激发呈亚稳态薄膜基底的结构示意图；图4为本申请实施例提供的于步骤七得到的具有顶部钝化层的稳态薄膜基底的结构示意图。
[0020]其中，图中各附图主要标记：1、晶硅电池；11、第一金属电极层；12、第一透明电极层；13、P型基底掺杂层；14、基底底面钝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备钝化层的方法，其特征在于：包括晶硅电池和设于所述晶硅电池的上方的钙钛矿电池，所述钙钛矿电池包括设于所述晶硅电池的表面的空穴传输层、设于所述空穴传输层的表面的钙钛矿吸收层、设于所述钙钛矿吸收层的表面的顶部钝化层、设于所述顶部钝化层的表面的电子传输层和设于所述电子传输层的表面的顶部电极层；所述晶硅电池、所述空穴传输层和所述钙钛矿吸收层组合形成稳态薄膜基底；其中，通过光照将所述稳态薄膜基底激发形成亚稳态薄膜基底；在所述光照持续照射下，于所述亚稳态薄膜基底的表面形成所述顶部钝化层。2.如权利要求1所述的制备钝化层的方法，其特征在于，包括步骤：制备钝化层分散液，将所述钝化层分散液均匀涂覆于所述钙钛矿吸收层的表面；将丙二胺碘溶于有机溶剂中进行超声溶解，并将溶解后的溶液旋涂于所述钙钛矿吸收层的表面；旋涂结束后进行退火处理以形成所述顶部钝化层。3.如权利要求1所述的制备钝化层的方法，其特征在于，包括步骤：制备钝化层分散液，将所述钝化层分散液喷涂于所述钙钛矿吸收层的表面；喷涂结束后进行退火处理以形成所述顶部钝化层。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的制备钝化层的方法，其特征在于：所述顶部钝化层包括丙二胺溴、丁基氯化胺、丁基溴化胺、丁基碘化胺、N,N
‑
二甲基
‑
1,3
‑
丙二胺盐酸盐、十二二胺溴中的至少一种。5.如权利要求1
‑
3任一项所述的制备钝化层的方法，其特征在于：所述顶部钝化层包括氟化镁、氟化锂、氟化钠中的至少一种。6.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：深圳黑晶光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：