【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钙钛矿太阳能电池材料及器件领域，具体涉及气相法制备籽晶辅助化学气相沉积钙钛矿薄膜及其方法、器件。
技术介绍
1、随着社会的不断进步，石油、煤炭等传统能源的弊端逐渐显现出来，一方面，石油、煤炭等能源在使用过程中会造成严重的环境污染，另一方面，石油、煤炭等能源有限，随着人类对能源的需求日益增长，传统能源逐渐枯竭；因此，找到可替代的新型无污染的可再生能源已经是迫在眉睫的问题。在众多可再生能源中，太阳能以其可持续性，无污染等优势脱颖而出。太阳能光伏发电是指不通过热过程，直接将太阳的光能变换成电能的太阳能利用方式。依靠光伏电池，把照射到光伏电池上的光能直接转换成电能输出的光伏发电是太阳能光发电的主流。薄膜钙钛矿太阳能电池凭借着制备工艺简单、成本低、效率高等优势，在短短的十几年间，钙钛矿太阳能电池的效率取得了巨大的突破。目前其光电转换效率已经达到26.1％。但在光电转换效率发展迅速的背后，钙钛矿太阳能电池性能稳定性以及大面积制备的问题也不可忽视，这两点是限制钙钛矿太阳能电池商业化应用的一大阻碍。
2、目前，实验室制备高效钙钛矿太阳能电池的方法主要是通过溶液法来制备。但是溶液法制备钙钛矿太阳能电池很难实现大面积制备。相比之下化学气相沉积工艺具有设备简单、重复性佳、易于工业法放大等优势。但化学气相沉积制备的钙钛矿太阳能电池效率低于液相法制备的钙钛矿太阳能电池的效率。通过籽晶诱导钙钛矿薄膜生长可以有效改善钙钛矿晶粒的结晶性能，增大钙钛矿晶粒尺寸，减少薄膜缺陷，进一步提高器件光电转换效率，增加钙钛矿太阳能电池的稳定性。但目
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种气相法制备籽晶辅助化学气相沉积钙钛矿薄膜及其方法、器件，可以有效的改善钙钛矿晶粒的结晶性能，增大钙钛矿晶粒尺寸，减少薄膜缺陷，提高钙钛矿太阳能电池的光电转化效率，并且相对于传统的溶液法引入籽晶而言，更容易实现大面积制备钙钛矿薄膜太阳能电池。
2、为实现上述目的，本专利技术第一方面提出了一种气相法制备籽晶辅助化学气相沉积钙钛矿薄膜的方法，包括
3、在前驱体薄膜上通过化学气相沉积甲胺氯形成籽晶层；
4、在籽晶层上通过化学气相沉积生成钙钛矿薄膜。
5、优选地，所述在前驱体薄膜上通过化学气相沉积甲胺氯形成籽晶层包括：
6、将甲胺氯粉末和前驱体薄膜分别置于管式炉的两端加热，使甲胺氯粉末气化；
7、通入惰性气体使管式炉内形成单向气流，单向气流带动气化的甲胺氯输送到前驱体薄膜所在处，使气化的甲胺沉积在前驱体薄膜上形成籽晶层。
8、优选地，所述在籽晶层上通过化学气相沉积生成钙钛矿薄膜具体为：
9、采用mai或fai粉末在管式炉内沉积在籽晶层上生成钙钛矿薄膜，所述mai或者fai粉末与包含籽晶层的前驱体薄膜的质量比为50000～2：1。
10、优选地，所述化学气相沉积生成钙钛矿薄膜的反应温度为100-180℃，反应时间为5-120min，反应在0.01-100pa下进行。
11、优选地，抽真空使管式炉内气压为0.01-100pa，管式炉内甲胺氯粉末所在一端温度加热至80-150℃；前驱体薄膜所在一端温度加热至80-150℃。
12、优选地，所述在前驱体薄膜上通过化学气相沉积甲胺氯形成籽晶层的反应时间为5-60min。
13、优选地，所述前驱体薄膜为碘化铅前驱体薄膜，碘化铅前驱体薄膜厚度为150-300nm，通过气相法或者溶液旋涂制备碘化铅前驱体薄膜。
14、优选地，所述碘化铅前驱体薄膜制备过程如下：
15、将pbi2粉末溶于n，n-二甲基甲酰胺和n,n-二甲基亚砜的混合溶剂中，形成pbi2溶液，n，n-二甲基甲酰胺和n,n-二甲基亚砜的体积比为9～4:1；将pbi2溶液旋涂在基底上，在温度为70-150℃下退火5-60min，即获得碘化铅前驱体薄膜。
16、本专利技术第二方面提出了一种根据上述气相法制备籽晶辅助化学气相沉积钙钛矿薄膜的方法制备得到的钙钛矿薄膜。
17、本专利技术第三方面提出了一种光伏器件，所述光伏器件为钙钛矿薄膜光伏电池，所述钙钛矿薄膜光伏电池包括由下至上依次设置的fto导电玻璃、sno2电子传输层、根据上述气相法制备籽晶辅助化学气相沉积钙钛矿薄膜的方法制备得到的钙钛矿薄膜光吸收层、spiro-ometad空穴传输层和ag电极。
18、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
19、(1)本专利技术技术方案采用气相法在前驱体薄膜中引入了籽晶。一方面，通过引入籽晶，可以进一步降低化学气相反应沉积过程的相转变能垒及反应活化能，另一方面，通过气相法可通过控制反应时间来控制籽晶的生长，其引入籽晶的成本低廉、且易于放大，可望在大面积钙钛矿太阳电池及叠层太阳电池制备中得以推广应用。
20、(2)本专利技术技术方案所制备的钙钛矿薄膜衬底覆盖性佳、晶粒尺寸较大、且分布均匀。
21、(3)本专利技术技术方案制备的fto/sno2/perovskite/spiro-ometad/ag结构的钙钛矿电池，相比于不采用籽晶辅助生长钙钛矿形成的器件，能够大幅度提高光伏器件的光电转化效率和长期稳定性。实验证明，本专利技术已成功制备出钙钛矿电池，首批采用气相法制备籽晶辅助化学气相沉积钙钛矿薄膜制备的电池期间光电转换效率达到了17.98％：而没有采用气相法制备籽晶辅助化学气相沉积钙钛矿薄膜制备的电池的光电转化效率仅有16.40％。
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1.一种气相法制备籽晶辅助化学气相沉积钙钛矿薄膜的方法，其特征在于，包括
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在前驱体薄膜上通过化学气相沉积甲胺氯形成籽晶层包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在籽晶层上通过化学气相沉积生成钙钛矿薄膜具体为：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述化学气相沉积生成钙钛矿薄膜的反应温度为100-180℃，反应时间为5-120min，反应在0.01-100Pa下进行。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，抽真空使管式炉内气压为0.01-100Pa，管式炉内甲胺氯粉末所在一端温度加热至80-150℃；前驱体薄膜所在一端温度加热至80-150℃。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在前驱体薄膜上通过化学气相沉积甲胺氯形成籽晶层的反应时间为5-60min。
7.根据权利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于，所述前驱体薄膜为碘化铅前驱体薄膜，碘化铅前驱体薄膜厚度为150-300nm，通过气相法或者溶液旋涂制备碘化铅前驱体薄膜。
...【技术特征摘要】
1.一种气相法制备籽晶辅助化学气相沉积钙钛矿薄膜的方法，其特征在于，包括
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在前驱体薄膜上通过化学气相沉积甲胺氯形成籽晶层包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在籽晶层上通过化学气相沉积生成钙钛矿薄膜具体为：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述化学气相沉积生成钙钛矿薄膜的反应温度为100-180℃，反应时间为5-120min，反应在0.01-100pa下进行。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，抽真空使管式炉内气压为0.01-100pa，管式炉内甲胺氯粉末所在一端温度加热至80-150℃；前驱体薄膜所在一端温度加热至80-150℃。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在前驱体薄膜上通过化学气相沉...
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