【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳电池领域，尤其涉及一种钙钛矿层及制备方法、钙钛矿硅叠层太阳电池、光伏组件。
技术介绍
1、钙钛矿硅叠层太阳电池制备过程中，采用蒸镀和溶液相结合的方法是工业上制备钙钛矿层的常用方法，即先沉积一层保型的卤化铅骨架层，然后涂覆阳离子溶液，采用该方法制备的钙钛矿层具有较佳的保型效果。
2、硅底电池的带隙为1.1ev左右，为了得到与硅底电池相匹配的带隙，钙钛矿层需具备较宽带隙。但由上述蒸镀和溶液相结合方法制备的保型钙钛矿层带隙调整较难，需要在阳离子溶液中提高br的含量来提升钙钛矿层的带隙值，而br的含量较高，容易导致钙钛矿的结晶速度比普通带隙钙钛矿快，从而导致钙钛矿晶体生长不可控、晶相杂乱、陷阱态较多。
技术实现思路
1、为了解决宽带隙的钙钛矿结晶速率较快的问题，本专利技术提供一种钙钛矿层及制备方法、钙钛矿硅叠层太阳电池、光伏组件。
2、为了实现上述目的，本专利技术公开了一种钙钛矿层，所述钙钛矿层的晶体结构为abx3，其中所述a为阳离子，所述b为pb2+，所述x为卤素阴离子，所述钙钛矿层通过卤化铅骨架层和阳离子溶液反应而成，所述阳离子溶液包括甲脒离子、甲脒衍生物和br-，所述br-的浓度为0.2mol/l～0.4mol/l，所述甲脒衍生物包括甲脒亚磺酸、脲基甲脒、2-嘧啶甲脒，醋酸甲脒和氯甲脒盐酸盐中的一种或者多种组合。
3、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述钙钛矿层中钙钛矿的晶面取向为钙钛矿100晶面。
4
5、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述甲脒衍生物包括甲脒亚磺酸、脲基甲脒、2-嘧啶甲脒，醋酸甲脒和氯甲脒盐酸盐中的一种或者多种组合。
6、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述钙钛矿层的生长基底为具有绒面结构的基底。
7、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述钙钛矿层的带隙为1.65ev～1.7ev。
8、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述阳离子溶液还包括甲胺离子、cl-、i-中的一种或者多种。
9、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述阳离子溶液包括i-，所述i-的浓度为0.2mol/l～0.4mol/l。
10、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述阳离子溶液中，所述甲脒离子的浓度为0.6mol/l～0.7mol/l，所述甲脒衍生物的浓度为5mmol/l～30mmol/l。
11、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述阳离子溶液的溶剂为无水乙醇；和/或，所述卤化铅骨架层至少包括碘化铅。
12、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述卤化铅骨架层的厚度为300nm～500nm，所述钙钛矿层的厚度为450nm～650nm。
13、第二方面，本专利技术提供一种钙钛矿层的制备方法。
14、所述钙钛矿层的制备方法包括以下步骤：
15、提供基底，在所述基底上沉积卤化铅骨架层，在所述卤化铅骨架层上涂布阳离子溶液，所述阳离子溶液包括甲脒离子、甲脒衍生物和br-，所述br-的浓度为0.2mol/l～0.4mol/l，所述阳离子溶液中，所述甲脒离子的浓度为0.6mol/l～0.7mol/l，所述甲脒衍生物的浓度为5mmol/l～30mmol/l，甲脒衍生物包括甲脒亚磺酸、脲基甲脒、2-嘧啶甲脒，醋酸甲脒和氯甲脒盐酸盐中的一种或者多种组合，退火处理，得到如第一方面所提及的钙钛矿层。
16、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述退火的温度为100℃～170℃，所述退火时间为20min～30min。
17、第三方面，本专利技术提供一种钙钛矿硅叠层太阳电池。
18、所述钙钛矿硅叠层太阳电池包括：
19、硅底电池；
20、堆叠于所述硅底电池上的第一透明导电层；
21、堆叠于所述第一透明导电层上的第一传输层；
22、堆叠于所述第一传输层上的钙钛矿层，所述钙钛矿层为如第一方面所提及的钙钛矿层；
23、堆叠于所述钙钛矿层上的第二传输层，所述第一传输层和所述第二传输层的其中一层为电子传输层，另一层为空穴传输层；
24、堆叠于所述第二传输层上的第二透明导电层；
25、还包括第一电极和第二电极，所述第一电极与所述硅底电池形成欧姆接触，所述第二电极与所述第二透明导电层形成欧姆接触。
26、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20nm～25nm；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～20nm；和/或，所述第二透明导电层的厚度为70nm～140nm；和/或，所述第二电极的厚度为300nm～350nm；和/或，所述第一电极的厚度为300nm～350nm。
27、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，所述空穴传输层的材料为氧化镍，所述电子传输层的材料为c60，所述第二透明导电层的材料为铟锌氧化物或铟锡氧化物。
28、作为一种可选的实施方式，在本专利技术的实施例中，所述第二传输层和所述第二透明导电层之间还堆叠设置有缓冲层。
29、第四方面，本专利技术提供一种光伏组件。
30、一种光伏组件，所述光伏组件包括如第三方面所提及的钙钛矿硅叠层太阳电池。
31、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
32、本专利技术实施例提供的一种钙钛矿层，在用于制备钙钛矿层的阳离子溶液中，除了加入甲脒离子，还添加特定的甲脒衍生物，结合宽带隙钙钛矿薄膜的成核结晶动力学过程分析，在钙钛矿结晶成核过程中，上述甲脒衍生物与甲脒离子形成竞争关系，更趋向于填充钙钛矿abx3晶体结构中的a位，因此甲脒衍生物更易占据a位形成钙钛矿结构。在钙钛矿晶核生长过程中，由甲脒衍生物填充a位形成的钙钛矿晶体结晶生长速率相比甲脒填充a位形成的钙钛矿晶体结晶生长速率较慢。因此在阳离子溶液中加入甲脒衍生物，可以有效减缓钙钛矿的结晶速率，调控钙钛矿的成核结晶过程，从而降低钙钛矿层的缺陷，抑制非辐射性复合，解决溴离子含量过高，阳离子溶液与卤化铅骨架层反应过快，导致钙钛矿结晶速度过快，形成的钙钛矿层缺陷过多，稳定性较差的问题。
33、此外，通过引入上述甲脒衍生物调控宽带隙的甲脒钙钛矿成膜结晶过程，不但能够在不影响钙钛矿层光学和电学性质的前提下，有效调控钙钛矿结晶生长，降低钙钛矿层的缺陷，而且本专利技术调控的手段十分简单，重复性好，能显著提升卤化铅骨架层和阳离子溶液反应形成的钙钛矿层质量，对制备高效的钙钛矿硅叠层太阳电池和工业产业化具有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种钙钛矿层，其特征在于，所述钙钛矿层的晶体结构为ABX3，其中所述A为阳离子，所述B为Pb2+，所述X为卤素阴离子，所述钙钛矿层通过卤化铅骨架层和阳离子溶液反应得到，所述阳离子溶液包括甲脒离子、甲脒衍生物和Br-，所述Br-的浓度为0.2mol/L～0.4mol/L，所述甲脒衍生物包括甲脒亚磺酸、脲基甲脒、2-嘧啶甲脒，醋酸甲脒和氯甲脒盐酸盐中的一种或者多种组合。
2.根据权利要求1所述的钙钛矿层，其特征在于，所述钙钛矿层中钙钛矿的晶面取向为钙钛矿100晶面。
3.根据权利要求1所述的钙钛矿层，其特征在于，所述阳离子溶液中，所述甲脒离子的浓度为0.6mol/L～0.7mol/L，所述甲脒衍生物的浓度为5mmol/L～30mmol/L。
4.根据权利要求1所述的钙钛矿层，其特征在于，所述钙钛矿层的生长基底为具有绒面结构的基底。
5.根据权利要求1所述的钙钛矿层，其特征在于，所述钙钛矿层的带隙为1.65eV～1.7eV。
6.根据权利要求1所述的钙钛矿层，其特征在于，所述阳离子溶液还包括甲胺离子、Cl-、I-中的一种或
7.根据权利要求6所述的钙钛矿层，其特征在于，所述阳离子溶液包括I-，所述I-的浓度为0.2mol/L～0.4mol/L。
8.根据权利要求1所述的钙钛矿层，其特征在于，所述阳离子溶液的溶剂为无水乙醇；和/或，所述卤化铅骨架层至少包括碘化铅。
9.一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：
10.根据权利要求9所述的钙钛矿层的制备方法，其特征在于，所述退火的温度为100℃～170℃，所述退火时间为20min～30min。
11.一种钙钛矿硅叠层太阳电池，其特征在于，包括：
12.根据权利要求11所述的钙钛矿硅叠层太阳电池，其特征在于，所述第一透明导电层的厚度为20nm～25nm；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～20nm；和/或，所述第二透明导电层的厚度为70nm～140nm；和/或，所述第二电极的厚度为300nm～350nm；和/或，所述第一电极的厚度为300nm～350nm。
13.根据权利要求11所述的钙钛矿硅叠层太阳电池，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，所述空穴传输层的材料为氧化镍，所述电子传输层的材料为C60，所述第二透明导电层的材料为铟锌氧化物或铟锡氧化物。
14.根据权利要求11所述的钙钛矿硅叠层太阳电池，其特征在于，所述第二传输层和所述第二透明导电层之间还堆叠设置有缓冲层。
15.一种光伏组件，其特征在于，所述光伏组件包括如权利要求11-14任一所述的钙钛矿硅叠层太阳电池。
...【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿层，其特征在于，所述钙钛矿层的晶体结构为abx3，其中所述a为阳离子，所述b为pb2+，所述x为卤素阴离子，所述钙钛矿层通过卤化铅骨架层和阳离子溶液反应得到，所述阳离子溶液包括甲脒离子、甲脒衍生物和br-，所述br-的浓度为0.2mol/l～0.4mol/l，所述甲脒衍生物包括甲脒亚磺酸、脲基甲脒、2-嘧啶甲脒，醋酸甲脒和氯甲脒盐酸盐中的一种或者多种组合。
2.根据权利要求1所述的钙钛矿层，其特征在于，所述钙钛矿层中钙钛矿的晶面取向为钙钛矿100晶面。
3.根据权利要求1所述的钙钛矿层，其特征在于，所述阳离子溶液中，所述甲脒离子的浓度为0.6mol/l～0.7mol/l，所述甲脒衍生物的浓度为5mmol/l～30mmol/l。
4.根据权利要求1所述的钙钛矿层，其特征在于，所述钙钛矿层的生长基底为具有绒面结构的基底。
5.根据权利要求1所述的钙钛矿层，其特征在于，所述钙钛矿层的带隙为1.65ev～1.7ev。
6.根据权利要求1所述的钙钛矿层，其特征在于，所述阳离子溶液还包括甲胺离子、cl-、i-中的一种或者多种。
7.根据权利要求6所述的钙钛矿层，其特征在于，所述阳离子溶液包括i-，所述i-的浓度为0.2mol/l～0.4mol/l。
8.根据权利要求1所述的钙钛矿层，其特征在于，所述阳离子溶液的溶剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭盈，邢国强，
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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