本发明专利技术提出了一种基于倒置两步法的CsPbBr3太阳电池制备方法，实现步骤为：在透明导电衬底上沉积电子传输层和CsBr；生成CsPbBr3吸光层；生成空穴传输层；生成氧化钼缓冲层；获取制备结果。本发明专利技术首先在透明导电衬底上沉积n型半导体氧化物作为电子传输层，并在形成的电子传输层上沉积CsBr薄膜，然后在CsBr薄膜上沉积PbBr2薄膜，经过退火结晶，形成CsPbBr3钙钛矿层，这种倒置两步法由于CsBr层的密度与CsPbBr3层的密度相近，在沉积的过程中所形成的两个薄膜体积变化较小，能够降低晶格畸变并使CsBr和PbBr2反应更充分，能够降低载流子的复合，进而有效提高了CsPbBr3太阳电池的光电转换效率。池的光电转换效率。池的光电转换效率。
【技术实现步骤摘要】
基于倒置两步法的CsPbBr3太阳电池制备方法
[0001]本专利技术属于半导体
，涉及一种太阳电池制备方法，具体涉及一种基于倒置两步法的CsPbBr3太阳电池制备方法，可应用于智能光伏玻璃、光伏汽车一体化和光伏建筑一体化等领域。
技术介绍
[0002]太阳电池是以半导体材料的光伏效应为基础，吸收太阳光能量转化为电能的半导体器件，根据所用半导体材料的不同，太阳电池可以分为晶体硅太阳电池和薄膜太阳电池。薄膜太阳电池中的有机无机杂化钙钛矿太阳电池自2009年首次报道以来，受到了广泛关注，在十五年内电池的光电转换效率已从3.8％提升到26％。尽管有机无机杂化钙钛矿太阳电池效率有了很大的提升，但其较差的稳定性阻碍了其商业化道路。采用无机铯离子(Cs
+
)完全取代杂化钙钛矿中的有机阳离子(如MA
+
)，形成的全无机钙钛矿在高湿度、高温度、光照等条件下具有更高的稳定性。在全无机钙钛矿体系中CsPbBr3钙钛矿具有最佳的稳定性，用于制备太阳电池可实现效率和稳定性的平衡。特别地，由于CsPbBr3薄膜的光学带隙大(＞2.3eV)，故在可见光长波段具有良好的透光性，将其制备成半透明电池在智能光伏玻璃、光伏汽车一体化和光伏建筑一体化等方面有极大的应用前景。
[0003]现有CsPbBr3太阳电池制备过程中，制备CsPbBr3钙钛矿薄膜采用的是两步溶液法，即以PbBr2为基底在其表面旋涂CsBr溶液或将其浸泡在CsBr溶液中，再通过退火结晶生成CsPbBr3钙钛矿薄膜。但由于这一过程中薄膜密度从PbBr2层的～6.69g/cm3下降到CsPbBr3层的～4.84g/cm3，同时薄膜体积膨胀了1.38倍，阻止CsBr继续向PbBr2深层扩散，从而造成CsBr和PbBr2反应不充分，导致薄膜表面由于CsBr过量而生成Cs4PbBr6杂相，薄膜底部由于PbBr2过量而生成CsPb2Br5杂相，表面和底部带有杂相的CsPbBr3钙钛矿薄膜的均匀性变差，且这些杂相会形成能量势垒和陷阱态，增加载流子的复合，最终导致CsPbBr3电池性能低下，限制大面积电池性能的提升。例如Zhang Zeyang等人2022年在《Energy&Environmental Materials》中发表文章“Accelerated Sequential Deposition Reaction via Crystal Orientation Engineering for Low
‑
Temperature,High
‑
Efficiency Carbon
‑
Electrode CsPbBr
3 Solar Cells”，公开了一种高性能CsPbBr3太阳电池的制备方法，虽然通过在两步溶液法中的PbBr2前驱体溶液中掺入CsBr，降低了PbBr2薄膜与CsBr薄膜的反应势垒，能够加速两者反应生成CsPbBr3，在一定程度上改善了CsPbBr3钙钛矿薄膜的均匀性，但是仍然无法避免这一过程中因薄膜体积膨胀致使晶格畸变以及CsBr和PbBr2反应不充分导致CsPbBr3太阳电池效率提升有限的问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提出了一种基于倒置两步法的CsPbBr3太阳电池制备方法，旨在保证太阳电池稳定性的同时，提高CsPbBr3太阳电池光电转换效率。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0006]一种基于倒置两步法的CsPbBr3太阳电池制备方法，包括如下步骤：
[0007](1)在透明导电衬底上沉积电子传输层和CsBr薄膜：
[0008]使用雾化化学沉积法在透明导电衬底上沉积n型半导体氧化物，形成电子传输层，并在电子传输层上沉积CsBr薄膜；
[0009](2)生成CsPbBr3吸光层：
[0010]使用狭缝涂布法在CsBr薄膜上沉积PbBr2薄膜，并将其置于热台上退火结晶，形成CsPbBr3钙钛矿层；
[0011](3)生成空穴传输层：
[0012]使用狭缝涂布法在CsPbBr3钙钛矿层上沉积p型半导体材料，形成空穴传输层；
[0013](4)生成氧化钼缓冲层：
[0014]使用热蒸发工艺在空穴传输层上沉积氧化钼，形成氧化钼缓冲层；
[0015](5)获取制备结果：
[0016]使用磁控溅射工艺在氧化钼缓冲层上沉积氧化铟锌IZO层，作为透明电极，最后使用金属掩模版在IZO上沉积银栅线电极，得到自上而下依次层叠的金属电极层、IZO层、氧化钼层、空穴传输层、CsPbBr3吸光层、电子传输层、透明导电衬底的半透明CsPbBr3太阳电池。
[0017]一种基于倒置两步法的CsPbBr3太阳电池制备方法，包括如下步骤：
[0018](1)在透明导电衬底上沉积电子传输层和CsBr薄膜：
[0019]使用雾化化学沉积法在透明导电衬底上沉积n型半导体氧化物，形成电子传输层，并在电子传输层上沉积CsBr薄膜；
[0020](2)生成CsPbBr3吸光层：
[0021]使用狭缝涂布法在CsBr薄膜上沉积PbBr2薄膜，并将其置于热台上退火结晶，形成CsPbBr3钙钛矿层；
[0022](3)获取制备结果：
[0023]使用丝网印刷法在CsPbBr3钙钛矿层上沉积导电碳浆，形成碳电极，得到自上而下依次层叠的碳电极、CsPbBr3吸光层、电子传输层、透明导电衬底的CsPbBr3太阳电池。
[0024]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：
[0025]本专利技术首先在透明导电衬底上沉积n型半导体氧化物作为电子传输层，并在形成的电子传输层上沉积CsBr薄膜，然后在CsBr薄膜上沉积PbBr2薄膜，经过退火结晶，形成CsPbBr3钙钛矿层，这种倒置两步法由于CsBr层的密度与CsPbBr3层的密度相近，在沉积的过程中所形成的两个薄膜体积变化较小，能够降低晶格畸变并使CsBr和PbBr2反应更充分，避免了现有两步溶液法先沉积PbBr2再沉积CsBr而导致的CsPbBr3层杂相较多、均匀性差的缺点，能够降低载流子的复合，进而有效提高了CsPbBr3太阳电池的光电转换效率。
附图说明
[0026]图1为本专利技术实施例1的实现流程图；
[0027]图2为本专利技术实施例1的所制备的太阳电池结构示意图。
具体实施方式
[0028]下面结合附图和具体实施例，对本专利技术作进一步详细描述。
[0029]实施例1：
[0030]参照图1，本专利技术包括如下步骤：
[0031]步骤1)在透明导电衬底上沉积电子传输层和CsBr薄膜：
[0032]使用雾化化学沉积法在透明导电衬底上沉积n型半导体氧化物，形成电子传输层，并在电子传输层上沉积CsBr薄膜。
[0033]透明导电衬底采用FTO导电玻璃衬底或AZO导电玻璃衬底，本实施例采用相比于本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于倒置两步法的CsPbBr3太阳电池制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在透明导电衬底上沉积电子传输层和CsBr薄膜：使用雾化化学沉积法在透明导电衬底上沉积n型半导体氧化物，形成电子传输层，并在电子传输层上沉积CsBr薄膜；(2)生成CsPbBr3吸光层：使用狭缝涂布法在CsBr薄膜上沉积PbBr2薄膜，并将其置于热台上退火结晶，形成CsPbBr3钙钛矿层；(3)生成空穴传输层：使用狭缝涂布法在CsPbBr3钙钛矿层上沉积p型半导体材料，形成空穴传输层；(4)生成氧化钼缓冲层：使用热蒸发工艺在空穴传输层上沉积氧化钼，形成氧化钼缓冲层；(5)获取制备结果：使用磁控溅射工艺在氧化钼缓冲层上沉积氧化铟锌IZO层，作为透明电极，最后使用金属掩模版在IZO上沉积银栅线电极，得到自上而下依次层叠的金属电极层、IZO层、氧化钼层、空穴传输层、CsPbBr3吸光层、电子传输层、透明导电衬底的半透明CsPbBr3太阳电池。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的透明导电衬底，采用FTO导电玻璃衬底或AZO导电玻璃衬底。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的对透明导电衬底沉积电子传输层和CsBr薄膜，实现步骤为：(1a)将透明导电衬底放置在MistCVD系统的腔室中，采用雾化化学沉积法，在透明导电衬底上沉积n型半导体氧化物，原位结晶成膜，形成电子传输层；(1b)将沉积了电子传输层的透明导电衬底继续放置在原MistCVD系统的腔室中，采用雾化化学沉积法，替换雾化源为浓度250mg/mL的CsBr水溶液，在电子传输...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈大正，王子昊，张春福，朱卫东，周龙，习鹤，何逸冰，张进成，郝跃，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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