【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳电池，尤其涉及一种钙钛矿层的制备方法、钙钛矿叠层太阳电池及其制备方法。
技术介绍
1、钙钛矿叠层太阳电池可以突破传统纯硅光伏电池的理论效率极限，进一步提升太阳电池的光电转换效率。然而，钙钛矿叠层太阳电池中的钙钛矿层存在碘化铅剩余较多、结晶性较差以及晶体缺陷较多的问题，限制了钙钛矿叠层太阳电池的光电转换效率进一步提升。
技术实现思路
1、本专利技术实施例公开了一种钙钛矿层的制备方法、钙钛矿叠层太阳电池及其制备方法，该钙钛矿层的制备方法能够降低碘化铅剩余，促进钙钛矿晶体的形成，解决采用目前钙钛矿层中碘化铅剩余剩余较多、结晶性较差以及晶体缺陷较多的问题。
2、为了实现上述目的，第一方面，本专利技术实施例公开了一种钙钛矿层的制备方法。
3、该钙钛矿层的制备方法包括以下步骤：
4、分别提供具有第一绒面的基底、透气导热层；
5、在所述基底的表面制备保型的卤化铅骨架层，在所述卤化铅骨架层上涂布阳离子溶液，得到具有第二绒面的钙钛矿中间结构；其中，所述阳离子溶液包括挥发性溶剂和溶于所述挥发性溶剂中的阳离子试剂；
6、将所述钙钛矿中间结构倒置，并与所述透气导热层相对设置，使所述第二绒面与所述透气导热层之间形成限制区域；
7、对倒置的所述钙钛矿中间结构进行退火处理，得到所述钙钛矿层。
8、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述限制区域为倒置的所述钙钛矿中间结构的所述第二绒面与相对的所述透气
9、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述透气导热层的孔径为0.1μm～10μm。
10、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述透气导热层为滤纸、玻璃片、聚合物薄膜、多孔金属材料和多孔陶瓷材料中的一种或者多种。
11、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述基底的金字塔绒面大小为1μm～6μm。
12、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述退火处理的温度为120℃～170℃，时间为20min～30min。
13、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述挥发性溶剂包括乙醇和异丙醇中的一种或者两种。
14、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述挥发性溶剂由所述乙醇和所述异丙醇按照质量比为1:0.5～2组成。
15、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述阳离子试剂的阳离子包括甲基铵、甲脒和铯离子中的一种或者多种，所述阳离子试剂的阴离子包括氯离子、溴离子和碘离子中的一种或者多种；和/或，
16、所述卤化铅骨架层至少包括碘化铅。
17、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述卤化铅骨架层采用蒸镀法制备。
18、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述卤化铅骨架层的厚度为300nm～400nm，所述钙钛矿层的厚度为450nm～550nm。
19、第二方面，本专利技术实施例提供一种钙钛矿叠层太阳电池。
20、该钙钛矿叠层太阳电池包括：
21、制绒硅基底电池；
22、堆叠于所述硅基底电池正面的第一透明导电层；
23、堆叠于所述第一透明导电层背离所述制绒硅基底电池一侧的空穴传输层；
24、堆叠于所述空穴传输层背离所述制绒硅基底电池一侧的钙钛矿层，所述钙钛矿采用如第一方面的钙钛矿层的制备方法制得；
25、堆叠于所述钙钛矿层背离所述制绒硅基底电池一侧的电子传输层；
26、堆叠于所述电子传输层远离所述制绒硅基底电池一侧的第二透明导电层；
27、还包括正电极和负电极，所述负电极与所述第二透明导电层形成欧姆接触，所述正电极与所述硅基底电池形成欧姆接触。
28、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述第一透明导电层的厚度为80nm～100nm；和/或，所述空穴传输层的厚度为20nm～30nm；和/或，所述电子传输层的厚度为15nm～25nm；和/或，所述第二透明导电层的厚度为80nm～130nm；和/或，所述正电极的厚度为300nm～350nm；和/或，所述负电极的厚度为300nm～350nm。
29、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述第一透明导电层的材料为铟锌氧化物或铟锡氧化物；和/或，所述空穴传输层的材料为氧化镍；和/或，所述电子传输层的材料为c60；和/或，所述第二透明导电层的材料为铟锌氧化物或铟锡氧化物；和/或，所述正电极的材料为银；和/或，所述负电极的材料为银。
30、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述电子传输层与第二透明导电层之间设置有缓冲层，所述缓冲层的厚度为20nm～30nm。
31、第三方面，本专利技术实施例提供一种钙钛矿叠层太阳电池的制备方法。
32、该钙钛矿叠层太阳电池的制备方法包括以下步骤：
33、提供制绒硅基底电池；
34、在所述制绒硅基底电池的正面制备第一透明导电层；
35、在所述第一透明导电层上制备空穴传输层；
36、在所述空穴传输层上制备钙钛矿层，所述钙钛矿层为第一方面所提及的钙钛矿层；
37、在所述钙钛矿层上制备电子传输层；
38、在所述电子传输层上制备第二透明导电层；
39、在所述第二透明导电层上制备负电极，在所述制绒硅基底电池的背面制备正电极。
40、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述第一透明导电层采用物理气相沉积法制备，所述空穴传输层采用物理气相沉积法制备，所述电子传输层采用蒸镀法制备，所述第二透明导电层采用物理气相沉积法制备。
41、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
42、本专利技术实施例提供的一种钙钛矿层的制备方法，在制备钙钛矿层过程中，先在基底的第一绒面上沉积卤化铅骨架层，接着在卤化铅骨架层表面涂布阳离子溶液，涂布后的阳离子溶液中部分挥发性溶剂快速挥发至空气中，剩余部分挥发性溶剂随阳离子试剂进入卤化铅骨架层内，得到表面形貌相对稳定且内部具有残余挥发性溶剂钙钛矿中间结构。通过将钙钛矿中间结构倒置于透气导热层上方，钙钛矿中间结构的第二绒面尖端朝向透气导热层，与透气导热层之间相对并形成限制区域，退火过程中，卤化铅骨架层内残余的挥发性溶剂蒸发后进入限制区域，该限制区域对挥发性溶剂蒸气的挥发具有一定的阻挡作用，导致挥发性溶剂蒸气的挥发速率下降，促使该限制区域内的挥发性溶剂蒸汽含量增加并形成溶剂蒸汽含量较高的溶剂氛围，而该溶剂氛围形成后，有利于促进阳离子渗入卤化铅骨架层底部，并且还促使阳离子与卤化铅骨架层反应形成钙钛矿结晶，从而降低钙钛矿层底部的碘化铅反应剩余，降低钙钛矿层的界面缺陷，有利于载流子传输和钙钛矿层的界面稳定性提升，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种钙钛矿层的制备方法，其特征在于，所述钙钛矿层的制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的钙钛矿层的制备方法，其特征在于，所述限制区域为倒置的所述钙钛矿中间结构的所述第二绒面与相对的所述透气导热层之间形成的区域，倒置的所述钙钛矿中间结构的所述第二绒面尖端靠近或抵接于所述透气导热层。
3.根据权利要求1所述的钙钛矿层的制备方法，其特征在于，所述透气导热层的孔径为0.1μm～10μm。
4.根据权利要求1所述的钙钛矿层的制备方法，其特征在于，所述透气导热层包括滤纸、玻璃片、聚合物薄膜、多孔金属材料和多孔陶瓷材料中的一种或者多种。
5.根据权利要求1所述的钙钛矿层的制备方法，其特征在于，所述第一绒面的大小为1μm～6μm。
6.根据权利要求1所述的钙钛矿层的制备方法，其特征在于，所述退火处理的温度为120℃～170℃，时间为20min～30min。
7.根据权利要求1所述的钙钛矿层的制备方法，其特征在于，所述挥发性溶剂包括乙醇和异丙醇中的一种或者两种。
8.根据权利要求7所述的钙钛矿层的制备
9.根据权利要求1所述的钙钛矿层的制备方法，其特征在于，所述阳离子试剂中阳离子包括甲基铵、甲脒和铯离子中的一种或者多种，所述阳离子试剂中阴离子包括氯离子、溴离子和碘离子中的一种或者多种；和/或，
10.根据权利要求1所述的钙钛矿层的制备方法，其特征在于，所述卤化铅骨架层采用蒸镀法制备。
11.根据权利要求1所述的钙钛矿层的制备方法，其特征在于，所述卤化铅骨架层的厚度为300nm～400nm，所述钙钛矿层的厚度为450nm～550nm。
12.一种钙钛矿叠层太阳电池，其特征在于：所述钙钛矿叠层太阳电池包括：
13.根据权利要求12所述的钙钛矿叠层太阳电池，其特征在于，所述第一透明导电层的厚度为80nm～100nm；和/或，所述空穴传输层的厚度为20nm～30nm；和/或，所述电子传输层的厚度为15nm～25nm；和/或，所述第二透明导电层的厚度为80nm～130nm；和/或，所述正电极的厚度为300nm～350nm；和/或，所述负电极的厚度为300nm～350nm。
14.根据权利要求13所述的钙钛矿叠层太阳电池，其特征在于，所述第一透明导电层的材料为铟锌氧化物或铟锡氧化物；和/或，所述空穴传输层的材料为氧化镍；和/或，所述电子传输层的材料为C60；和/或，所述第二透明导电层的材料为铟锌氧化物或铟锡氧化物；和/或，所述正电极的材料为银；和/或，所述负电极的材料为银。
15.根据权利要求14所述的钙钛矿叠层太阳电池，其特征在于，所述电子传输层与所述第二透明导电层之间设置有缓冲层，所述缓冲层的厚度为20nm～30nm。
16.一种钙钛矿叠层太阳电池的制备方法，其特征在于，所述钙钛矿叠层太阳电池的制备方法包括以下步骤：
17.根据权利要求16所述的钙钛矿叠层太阳电池的制备方法，其特征在于，所述第一透明导电层采用物理气相沉积法制备，所述空穴传输层采用物理气相沉积法制备，所述电子传输层采用蒸镀法制备，所述第二透明导电层采用物理气相沉积法制备。
...【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿层的制备方法，其特征在于，所述钙钛矿层的制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的钙钛矿层的制备方法，其特征在于，所述限制区域为倒置的所述钙钛矿中间结构的所述第二绒面与相对的所述透气导热层之间形成的区域，倒置的所述钙钛矿中间结构的所述第二绒面尖端靠近或抵接于所述透气导热层。
3.根据权利要求1所述的钙钛矿层的制备方法，其特征在于，所述透气导热层的孔径为0.1μm～10μm。
4.根据权利要求1所述的钙钛矿层的制备方法，其特征在于，所述透气导热层包括滤纸、玻璃片、聚合物薄膜、多孔金属材料和多孔陶瓷材料中的一种或者多种。
5.根据权利要求1所述的钙钛矿层的制备方法，其特征在于，所述第一绒面的大小为1μm～6μm。
6.根据权利要求1所述的钙钛矿层的制备方法，其特征在于，所述退火处理的温度为120℃～170℃，时间为20min～30min。
7.根据权利要求1所述的钙钛矿层的制备方法，其特征在于，所述挥发性溶剂包括乙醇和异丙醇中的一种或者两种。
8.根据权利要求7所述的钙钛矿层的制备方法，其特征在于，所述挥发性溶剂由所述乙醇和所述异丙醇按照质量比为1:0.5～2组成。
9.根据权利要求1所述的钙钛矿层的制备方法，其特征在于，所述阳离子试剂中阳离子包括甲基铵、甲脒和铯离子中的一种或者多种，所述阳离子试剂中阴离子包括氯离子、溴离子和碘离子中的一种或者多种；和/或，
10.根据权利要求1所述的钙钛矿层的制备方法，其特征在于，所述卤化铅骨架层采用蒸镀法制备。
11.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭盈，邢国强，张一峰，龙巍，
申请(专利权)人：通威太阳能成都有限公司，
类型：发明
国别省市：
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