【技术实现步骤摘要】
本申请属于太阳能电池，更具体地说，是涉及一种基于低温工艺的钙钛矿钝化方法及叠层太阳能电池。
技术介绍
1、目前，晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的制备技术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，制备高光电转换效率的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池。
2、然而，在晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池中，钙钛矿吸收层容易产生表面或界面缺陷，会引起大量的非辐射复合从而导致叠层太阳能电池的光电转换效率和稳定性能下降。在叠层太阳能电池所需要的特定宽带隙钙钛矿吸光层里，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。
3、为了解决上述问题，通常采用界面钝化，但是大多的钝化方法都是基于钙钛矿薄膜上表面或者下表面上进行的，虽然能有效钝化钙钛矿薄膜与其他薄膜界面上的缺陷，但上下表面的钝化剂难以渗透进钙钛矿薄膜的内部，对于钙钛矿多晶薄膜内部的晶界缺陷缺乏效果。对于晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池而言，所需的钙钛矿薄膜厚度往往高于普通钙钛矿单节电池。这使得薄膜内的晶界缺陷更多，更难以钝化，上述的钝化方法对于这种厚钙钛矿薄膜内部缺陷缺乏钝化效果，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。还有的是直接在钙钛矿前驱体溶液中添加钝化剂的方法，虽然能在一定程度上钝化钙钛矿多晶薄膜内部的晶界缺陷，但该方法也在一定程度上改变了钙钛矿前驱体溶液的本征特质，如粘度、化学计量平衡、沸点等，这会导致钙钛矿成膜特性也发生改变。使
技术实现思路
1、本申请实施例的目的在于提供一种基于低温工艺的钙钛矿钝化方法及叠层太阳能电池，以解决相关技术中存在的：钙钛矿吸收层产生的表面或界面缺陷，导致叠层太阳能电池的光电转换效率和稳定性能下降的问题。
2、为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案是：
3、一方面，提供一种基于低温工艺的钙钛矿钝化方法，包括晶硅底电池和钙钛矿顶电池，所述钙钛矿顶电池包括空穴传输层、钙钛矿吸收层、钙钛矿钝化层、电子传输层、缓冲层和钙钛矿电极层；所述基于低温工艺的钙钛矿钝化方法包括步骤：
4、在所述晶硅底电池的表面制备所述空穴传输层；
5、在所述空穴传输层的表面制备所述钙钛矿吸收层，以制备得到钙钛矿薄膜基底；
6、对所述钙钛矿薄膜基底进行低温冷却处理，控制所述钙钛矿薄膜基底的温度冷却至-30℃-0℃之间；
7、在经低温冷却处理后的所述钙钛矿薄膜基底的表面制备所述钙钛矿钝化层；
8、在所述钙钛矿钝化层的表面制备所述电子传输层；
9、在所述电子传输层的表面制备所述缓冲层；
10、在所述缓冲层的表面制备所述钙钛矿电极层。
11、在一个实施例中，于所述对所述钙钛矿薄膜基底进行低温冷却处理，控制所述钙钛矿薄膜基底的温度在-30℃-0℃之间步骤中：采用液氮冷却法对所述钙钛矿薄膜基底进行低温冷却处理。
12、在一个实施例中，于所述在所述晶硅底电池的表面制备所述空穴传输层步骤中：采用旋涂法将空穴传输层分散液均匀涂覆于所述晶硅底电池的表面，旋涂后进行退火处理；或者，
13、采用磁控溅射法将所述晶硅底电池置于磁控溅射设备中，以制备得到所述空穴传输层。
14、在一个实施例中，于所述在所述空穴传输层的表面制备所述钙钛矿吸收层，以制备得到钙钛矿薄膜基底步骤中：制备钙钛矿前驱体溶液，将所述钙钛矿前驱体溶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；或者，
15、制备所述钙钛矿前驱体溶液，将所述钙钛矿前驱体溶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，旋涂结束后进行闪蒸处理，闪蒸结束后进行退火处理；或者，
16、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，以制备得到所述钙钛矿吸收层。
17、在一个实施例中，于所述在经低温冷却处理后的所述钙钛矿薄膜基底的表面制备所述钙钛矿钝化层步骤中：制备钝化层分散液并均匀涂覆于经低温冷却处理后的所述钙钛矿吸收层的表面，将丙二胺碘溶于有机溶剂中，进行超声溶解并旋涂，旋涂结束后进行退火处理；或者，
18、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，以制备得到所述钙钛矿钝化层。
19、在一个实施例中，于所述在所述钙钛矿钝化层的表面制备所述电子传输层步骤中：采用旋涂法将电子传输层分散液均匀涂覆于所述钙钛矿钝化层的表面；或者，
20、采用蒸镀法将电子传输层材料蒸发至所述钙钛矿钝化层的表面，以制备得到所述电子传输层。
21、在一个实施例中，于所述在所述电子传输层的表面制备所述缓冲层步骤中：采用原子积沉积法将电子传输层材料利用原子积沉积设备沉积至所述电子传输层的表面；或者，
22、采用蒸镀法将电子传输层修饰层材料蒸发至所述电子传输层的表面，以制备得到所述缓冲层。
23、在一个实施例中，所述基于低温工艺的钙钛矿钝化方法还包括步骤：
24、在所述钙钛矿电极层的表面制备减反射层；
25、所述在所述钙钛矿电极层的表面制备减反射层步骤位于所述在所述缓冲层的表面制备所述钙钛矿电极层步骤之后。
26、在一个实施例中，所述减反射层通过磁控溅射法或者蒸镀法制备得到。
27、另一方面，提供一种叠层太阳能电池，采用上述任一实施例提供的基于低温工艺的钙钛矿钝化方法制备得到；所述叠层太阳能电池包括晶硅底电池和钙钛矿顶电池；
28、所述晶硅底电池包括晶硅电极层、设于所述晶硅电极层的表面的p型基底掺杂层、设于所述p型基底掺杂层的表面的基底底面钝化层、设于所述基底底面钝化层的表面的硅衬底、设于所述硅衬底的表面的基底表面钝化层、设于所述基底表面钝化层的表面的n型基底掺杂层和设于所述n型基底掺杂层的表面的隧穿层；
29、所述钙钛矿顶电池包括设于所述隧穿层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钙钛矿钝化层、设于所述钙钛矿钝化层的表面的电子传输层、设于所述电子传输层的表面的缓冲层、设于所述缓冲层的表面的钙钛矿电极层和设于所述钙钛矿电极层的表面的减反射层。
30、本申请实施例提供的基于低温工艺的钙钛矿钝化方法及叠层太阳能电池至少具有以下有益效果：本申请通过将钙钛矿薄膜基底进行低温冷却处理，一方面，相较于传统在钙钛矿前驱体溶液中添加钝化剂的方法而言，本申请的钙钛矿钝化方法避开了钝化剂对钙钛矿前驱体溶液的本征特质的改变，不改变钙钛矿成膜特性，保留了高质量的钙钛矿薄膜；另一方面，钙钛矿钝化层可在钙钛矿薄膜基底的表面及钙钛矿膜内晶界上一起制备，同时完成高质量的钙钛矿膜层界面钝化，以及本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于低温工艺的钙钛矿钝化方法，其特征在于，包括晶硅底电池和钙钛矿顶电池，所述钙钛矿顶电池包括空穴传输层、钙钛矿吸收层、钙钛矿钝化层、电子传输层、缓冲层和钙钛矿电极层；所述基于低温工艺的钙钛矿钝化方法包括步骤：
2.如权利要求1所述的基于低温工艺的钙钛矿钝化方法，其特征在于，于所述对所述钙钛矿薄膜基底进行低温冷却处理，控制所述钙钛矿薄膜基底的温度在-30℃-0℃之间步骤中：采用液氮冷却法对所述钙钛矿薄膜基底进行低温冷却处理。
3.如权利要求1所述的基于低温工艺的钙钛矿钝化方法，其特征在于，于所述在所述晶硅底电池的表面制备所述空穴传输层步骤中：采用旋涂法将空穴传输层分散液均匀涂覆于所述晶硅底电池的表面，旋涂后进行退火处理；或者，
4.如权利要求1所述的基于低温工艺的钙钛矿钝化方法，其特征在于，于所述在所述空穴传输层的表面制备所述钙钛矿吸收层，以制备得到钙钛矿薄膜基底步骤中：制备钙钛矿前驱体溶液，将所述钙钛矿前驱体溶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；或者，
5.如权利要求1所述的基于
6.如权利要求1所述的基于低温工艺的钙钛矿钝化方法，其特征在于，于所述在所述钙钛矿钝化层的表面制备所述电子传输层步骤中：采用旋涂法将电子传输层分散液均匀涂覆于所述钙钛矿钝化层的表面；或者，
7.如权利要求1所述的基于低温工艺的钙钛矿钝化方法，其特征在于，于所述在所述电子传输层的表面制备所述缓冲层步骤中：采用原子积沉积法将电子传输层材料利用原子积沉积设备沉积至所述电子传输层的表面；或者，
8.如权利要求1-7任一项所述的基于低温工艺的钙钛矿钝化方法，其特征在于，所述基于低温工艺的钙钛矿钝化方法还包括步骤：
9.如权利要求8所述的基于低温工艺的钙钛矿钝化方法，其特征在于：所述减反射层通过磁控溅射法或者蒸镀法制备得到。
10.叠层太阳能电池，其特征在于：采用如权利要求1-9任一项所述的基于低温工艺的钙钛矿钝化方法制备得到；所述叠层太阳能电池包括晶硅底电池和钙钛矿顶电池；
...【技术特征摘要】
1.一种基于低温工艺的钙钛矿钝化方法，其特征在于，包括晶硅底电池和钙钛矿顶电池，所述钙钛矿顶电池包括空穴传输层、钙钛矿吸收层、钙钛矿钝化层、电子传输层、缓冲层和钙钛矿电极层；所述基于低温工艺的钙钛矿钝化方法包括步骤：
2.如权利要求1所述的基于低温工艺的钙钛矿钝化方法，其特征在于，于所述对所述钙钛矿薄膜基底进行低温冷却处理，控制所述钙钛矿薄膜基底的温度在-30℃-0℃之间步骤中：采用液氮冷却法对所述钙钛矿薄膜基底进行低温冷却处理。
3.如权利要求1所述的基于低温工艺的钙钛矿钝化方法，其特征在于，于所述在所述晶硅底电池的表面制备所述空穴传输层步骤中：采用旋涂法将空穴传输层分散液均匀涂覆于所述晶硅底电池的表面，旋涂后进行退火处理；或者，
4.如权利要求1所述的基于低温工艺的钙钛矿钝化方法，其特征在于，于所述在所述空穴传输层的表面制备所述钙钛矿吸收层，以制备得到钙钛矿薄膜基底步骤中：制备钙钛矿前驱体溶液，将所述钙钛矿前驱体溶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；或者，
5.如权利要求1所述的基于低温工艺的钙钛矿钝化方法，其特征在于，于所述在经低温...
【专利技术属性】
技术研发人员：段磊平，张瑜，易海芒，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：
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