【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钙钛矿太阳能电池领域，特别是涉及一种钙钛矿薄膜制备方法、叠层太阳能电池及制备方法。
技术介绍
1、太阳能是一种备受瞩目的新型清洁能源。目前，光伏电池是将太阳能转化为电能最有效的方式之一，而单晶硅和多晶硅等太阳电池已经有了比较成熟的产业化技术。近年来，钙钛矿/晶硅叠层技术已成为光伏
的研究热点之一，备受广泛关注。这一技术的发展对提高太阳能电池的光电转换效率和降低制造成本具有重要意义，从而促进太阳能发电技术的进一步发展和应用。目前晶硅/钙钛矿叠层太阳电池光电转换效率已经超过32%，仍与理论值存在差距，具有很大的进步空间。
2、现有的钙钛矿高效成膜方法一般都是针对抛光基底的。但是目前基于抛光晶硅底电池的晶硅/钙钛矿叠层太阳电池，普遍拥有较大的吸光损失，且有较低的短路电流密度。
3、因此，现阶段已经大规模商业化的晶硅电池的表面大多为绒面，绒面可以大大减少器件对于入射光的反射，提升光吸收。
4、然而对于绒面基底来说，采用传统用于抛光基底的钙钛矿的成膜方法并不适用。由于绒面基底因为其特有的基底不平整性，使用溶液湿法制备的钙钛矿薄膜无法在绒面基底上保形全覆盖，从而导致器件短路。
5、现有的为了在绒面晶硅基底上制备保形全覆盖的钙钛矿薄膜，通常采用蒸发、溶液两步法的方法；即第一步使用蒸发法制备保形的碘化铅溴化铯碘化铅薄膜，第二步使用混合铵盐溶液与蒸发薄膜反应，来形成保形钙钛矿薄膜。然而在这种方法中，保形碘化铅薄膜中位于接近上表面的碘化铅更易与铵盐溶液形成完全反应。薄膜中接近埋底面
6、因此，需要研究一种新的技术方案来解决上述问题。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术的缺陷和不足，本专利技术提供了一种钙钛矿薄膜制备方法、叠层太阳能电池及制备方法，其提供一种基于冷冻工艺制备钙钛矿薄膜的方法，能够有效地降低钙钛矿太阳能电池的衰减率、提高光电转换效率、短路电流密度及开路电压。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下之技术方案：
3、一种钙钛矿薄膜制备方法，包括有基底，包括有如下步骤：
4、s1，在所述基底表面制备用于保形的碘化铅薄膜；
5、s2，将碘化铅薄膜进行冷冻；
6、s3，在完成s2步骤的碘化铅薄膜上均匀涂覆铵盐前驱液，然后进行退火处理。
7、作为一种优选方案，所述碘化铅薄膜为碘化铅与溴化铯制成；所述冷冻包括将碘化铅薄膜浸入液氮中冷却，所述碘化铅薄膜浸入液氮的时间为0-1000s；并使得碘化铅薄膜的温度冷却至-100℃至25℃之间。
8、作为一种优选方案，在s1中，所述碘化铅薄膜采用二元共蒸法制得，其中：所述碘化铅的蒸镀速率为0-10a/s，溴化铯的蒸镀速率为0-10a/s；
9、所述碘化铅薄膜的厚度为200-800nm，所述碘化铅和溴化铯的质量比为10:1至2:1之间。
10、作为一种优选方案，在s3中，所述铵盐前驱液通过旋涂法设置于所述碘化铅薄膜上，其中：
11、所述旋涂转速为1200-6000rpm，旋涂时间为20-120s；旋涂结束后，进行退火处理，退火温度为50-150℃，退火时间为5-40min；
12、所述铵盐前驱液的制备是通过将碘化甲脒（fai）、溴化甲脒（fabr）及氯化甲胺（macl）以一定比例溶解在有机溶剂中，fai和fabr的体积比在10：1 到1：10之间； macl相对于fai、fabr两种铵盐添加剂的体积比在0%到50%之间，溶液浓度控制在0.5-2 m之间；所述有机溶剂包括乙醇、异丙醇、甲醇、二甲基甲酰胺 (dmf)、g-丁内酯 (gbl)、二甲基亚砜(dmso)以及n,n-二甲基乙酰胺 (dma)中的至少一种，溶剂体积比在0-3：10-7之间。
13、一种叠层太阳能电池，所述太阳能电池其结构从下至上依次为第一金属电极层、第一透明电极层、p型基底掺杂层、基底背面钝化层、绒面硅衬底、基底表面钝化层、n型基底掺杂层、隧穿层、空穴传输层、钙钛矿吸收层、钝化层、电子传输层、缓冲层、第二透明电极层、第二金属电极层、减反射层；
14、其中，所述钙钛矿吸收层为采用前述的一种钙钛矿薄膜制备方法制得的钙钛矿薄膜。
15、一种叠层太阳能电池的制备方法，所述叠层太阳能电池为前述的一种叠层太阳能电池，包括在所述绒面硅衬底背面制备基底背面钝化层；
16、在所述基底背面钝化层背面制备p型基底掺杂层；
17、在所述p型基底掺杂层背面制备第一透明电极层；
18、在所述第一透明电极层背面制备第一金属电极层；
19、在所述绒面硅衬底表面制备基底表面钝化层；
20、在所述基底表面钝化层表面制备n型基底掺杂层；
21、在所述n型基底掺杂层表面制备隧穿层；
22、在所述隧穿层表面制备空穴传输层；
23、在所述空穴传输层表面制备钙钛矿吸收层；
24、在所述钙钛矿吸收层表面制备钝化层；
25、在所述钝化层表面制备电子传输层；
26、在所述电子传输层表面制备缓冲层；
27、在所述缓冲层上制备第二透明电极层；
28、在所述第二透明电极层表面制备第二金属电极层；
29、在所述第二金属电极层表面制备减反射层。
30、作为一种优选方案，所述第一透明电极层采用磁控溅射法制备；
31、所述第一金属电极层采用蒸镀法制备；
32、所述隧穿层采用原子层沉积法、磁控溅射法或湿化学法制备；
33、所述空穴传输层制备前采用紫外-臭氧机(uv-ozone)处理0-30 min；
34、所述空穴传输层采用旋涂法或磁控溅射法制备；
35、所述钝化层采用蒸镀法、旋涂法、喷涂法制备；
36、所述电子传输层采用旋涂法、喷墨法或蒸镀法制备；
37、所述缓冲层采用旋涂法、原子层沉积法或蒸镀法制备；
38、所述第二透明电极层采用磁控溅射法或蒸镀法制备；
39、所述第二金属电极层采用蒸镀法制备；
40、所述减反射层采用磁控溅射法或蒸镀法制备。
41、作为一种优选方案，所述第一透明电极层采用的磁控溅射法，包括将制备完成基底背面钝化层、p型基底掺杂层、基底表面钝化层和n型基底掺杂层的基底样片置于磁控溅射设备中，控制功率在50-200w之间；
42、所述第一金属电极层采用蒸镀法，包括将基底样片放置于掩模版上进行蒸镀，蒸镀真空度为5×10-5-2×10-4pa，蒸镀温度在500-2000℃，蒸发速率为0.1-5 å/s；
43、所述空本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种钙钛矿薄膜制备方法，包括有基底，其特征在于：包括有如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于：所述碘化铅薄膜为碘化铅与溴化铯制成；所述冷冻包括将碘化铅薄膜浸入液氮中冷却，所述碘化铅薄膜浸入液氮的时间为0-1000s；并使得碘化铅薄膜的温度冷却至-100℃至25℃之间。
3.根据权利要求2所述的一种钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于：在S1中，所述碘化铅薄膜采用二元共蒸法制得，其中：所述碘化铅的蒸镀速率为0-10A/S，溴化铯的蒸镀速率为0-10A/S；
4.根据权利要求2所述的一种钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于：在S3中，所述铵盐前驱液通过旋涂法设置于所述碘化铅薄膜上，其中：
5.一种叠层太阳能电池，其特征在于：所述太阳能电池其结构从下至上依次为第一金属电极层、第一透明电极层、P型基底掺杂层、基底背面钝化层、绒面硅衬底、基底表面钝化层、N型基底掺杂层、隧穿层、空穴传输层、钙钛矿吸收层、钝化层、电子传输层、缓冲层、第二透明电极层、第二金属电极层、减反射层；
6.一种叠层太阳能电池的制备方法，
7.根据权利要求6所述的一种叠层太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述第一透明电极层采用磁控溅射法制备；
8.根据权利要求7所述的一种叠层太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述第一透明电极层采用的磁控溅射法，包括将制备完成基底背面钝化层、P型基底掺杂层、基底表面钝化层和N型基底掺杂层的基底样片置于磁控溅射设备中，控制功率在50-200W之间；
9.根据权利要求8所述的一种叠层太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述空穴传输层、电子传输层、第二透明电极层、第二金属电极层、减反射层的厚度为1-600 nm；所述缓冲层的厚度为0-30 nm。
10.根据权利要求9所述的一种叠层太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述空穴传输层为聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺](PTAA)、聚-3己基噻吩(P3HT)、氧化镍(NiOx)、三氧化钼(MoO3)、碘化亚铜(CuI)、硫氰酸亚铜(CuSCN)中的至少一种；
...【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿薄膜制备方法，包括有基底，其特征在于：包括有如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于：所述碘化铅薄膜为碘化铅与溴化铯制成；所述冷冻包括将碘化铅薄膜浸入液氮中冷却，所述碘化铅薄膜浸入液氮的时间为0-1000s；并使得碘化铅薄膜的温度冷却至-100℃至25℃之间。
3.根据权利要求2所述的一种钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于：在s1中，所述碘化铅薄膜采用二元共蒸法制得，其中：所述碘化铅的蒸镀速率为0-10a/s，溴化铯的蒸镀速率为0-10a/s；
4.根据权利要求2所述的一种钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于：在s3中，所述铵盐前驱液通过旋涂法设置于所述碘化铅薄膜上，其中：
5.一种叠层太阳能电池，其特征在于：所述太阳能电池其结构从下至上依次为第一金属电极层、第一透明电极层、p型基底掺杂层、基底背面钝化层、绒面硅衬底、基底表面钝化层、n型基底掺杂层、隧穿层、空穴传输层、钙钛矿吸收层、钝化层、电子传输层、缓冲层、第二透明电极层、第二金属电极层、减反射层；
6.一种叠层太阳能电池的...
【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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