【技术实现步骤摘要】
本申请涉及光伏，特别是涉及一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法以及光伏器件。
技术介绍
1、光伏领域中，钙钛矿太阳能电池（psc）由于其优异的光电性能、高的光电转换效率、低成本及制备工艺简单等特点，在第三代太阳能电池中备受瞩目。近年来有机-无机杂化钙钛矿太阳电池发展迅速，其光电转换效率（pce）已从3.8%提高到26.1%，然而实际使用场景与其理论极限效率仍有一定的差距。同时，钙钛矿吸光层在水分、氧气、光照和热的长期作用下，稳定性较差，这导致钙钛矿太阳能电池的使用寿命降低，严重影响电池的商业化应用。影响电池效率和稳定性的一个重要原因是通过溶液法制备的钙钛矿薄膜是多晶的，其表面、晶界和体相内部存在大量的缺陷，这些缺陷会导致光生载流子发生严重的复合并引起离子迁移和水氧渗入。对于钙钛矿缺陷钝化策略主要集中在通过引入钝化剂分子与钙钛矿中的离子形成配位键，来消除由未配位金属阳离子或卤素阴离子引起的深能级缺陷，以及碘离子空位/间隙形成的浅能级缺陷。
2、目前用于钙钛矿薄膜缺陷钝化的钝化剂种类繁多，主要包括碱性卤化物、有机分子、有机卤化物盐、聚合物、金属卤化物和低维钙钛矿等。其中，多功能有机小分子由于体积小、溶解度高、渗透性好，更容易与钙钛矿结合并发生相互作用。目前的钙钛矿薄膜缺陷钝化的钝化剂在用于钙钛矿缺陷钝化策略中仍存在许多问题。
技术实现思路
1、基于此，有必要提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法。本专利技术的钙钛矿太阳能电池的制备方法通过溶液法对钙钛矿薄膜进行改性，将钝化剂引入钙钛
2、本申请一实施例提供了一种钙钛矿太阳能电池的制备方法。
3、一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
4、制备钙钛矿薄膜层；
5、以及采用反溶剂法、体相掺杂法或表面钝化法将钝化剂引入钙钛矿薄膜层的体相或表界面处形成钝化层，其中，采用反溶剂法、体相掺杂法制备钝化层时所述钙钛矿薄膜层经过一次退火处理，采用表面钝化法制备钝化层时所述钙钛矿薄膜层采用两次退火处理，所述钝化剂包括对氟苯甲腈、对氯苯甲腈、对碘苯甲腈和对溴苯甲腈中的一种或几种。
6、在其中一些实施例中，所述钙钛矿薄膜层的结构式为abx3，其中，a为甲胺、甲脒、乙脒、铯或铷中的一种或几种，b为铅、锡、铜和锗中的一种或几种，x为f-、i-、br-、cl-、bf4-、pf6-和scn-中的一种或几种。
7、在其中一些实施例中，采用反溶剂法将钝化剂引入钙钛矿薄膜层的体相或表界面处时，具体包括如下步骤：
8、将钝化剂溶于反溶剂，在钙钛矿前驱体溶液旋涂的过程中将含有所述钝化剂的所述反溶剂直接引入钙钛矿薄膜层中，经过一次退火处理形成含有钝化剂的钙钛矿薄膜层，该钝化剂的浓度范围为0.1mg/ml～20mg/ml，一次退火处理时的温度范围为60℃～180℃，时间为1min～80min。
9、在其中一些实施例中，采用体相掺杂法将钝化剂引入钙钛矿薄膜层的体相或表界面处时，具体包括如下步骤：
10、将钝化剂溶于钙钛矿前驱体溶剂中，该钝化剂浓度范围为0.1mg/ml～20mg/ml，旋涂钙钛矿前驱体溶剂并经过一次退火处理形成所述钙钛矿薄膜层以及所述钝化层，一次退火处理时的温度范围为60℃～180℃，时间为1min～80min。
11、在其中一些实施例中，采用表面钝化法将钝化剂引入钙钛矿薄膜层的体相或表界面处时，具体包括如下步骤：
12、旋涂钙钛矿前驱体溶剂并经过一次退火处理形成所述钙钛矿薄膜层，一次退火处理时的温度范围为60℃～180℃，时间为1min～80min；
13、将钝化剂溶于反溶剂中，该钝化剂的浓度范围为0.1mg/ml～20mg/ml，将所述反溶剂涂覆在已结晶的钙钛矿薄膜上表面，经过二次退火处理后将钝化剂引入钙钛矿薄膜的体相或表界面，形成所述钝化层，所述二次退火处理的温度范围为50℃～180℃，时间为1min～30min。
14、在其中一些实施例中，所述反溶剂包括氯苯、乙酸乙酯、苯甲醚、乙醚、乙醇以及异丙醇中一种或几种。
15、本申请一实施例还提供了一种钙钛矿太阳能电池。
16、一种钙钛矿太阳能电池，采用上述的制备方法制备而成。
17、在其中一些实施例中，所述钙钛矿太阳能电池包括依次层叠分布的透明导电基底、第一功能层、钙钛矿薄膜层、钝化层、第二功能层、阻挡层和金属电极。
18、在其中一些实施例中，所述第一功能层、所述第二功能层为分别空穴传输层、电子传输层。
19、在其中一些实施例中，所述透明导电基底为柔性基底或者刚性基底，其中所述刚性基底包括ito透明导电玻璃或者fto透明导电玻璃；
20、和/或，所述阻挡层和所述金属电极之间还具有修饰层和/或缓冲层。
21、本申请一实施例还提供了一种光伏器件。
22、一种光伏器件，包括封装结构以及上述的制备方制备得到的所述钙钛矿太阳能电池，所述封装结构用于封装所述钙钛矿太阳能电池。
23、上述钙钛矿太阳能电池的制备方法，采用反溶剂法、体相掺杂法或表面钝化法中的任意一种方法将钝化剂引入钙钛矿薄膜的体相或表界面处，经过一次退火或两次退火处理后，可以有效改善钙钛矿薄膜的结晶质量，钝化钙钛矿薄膜中未配位的pb2+及碘空位缺陷，减少光生载流子的非辐射复合。本申请所采用的钝化剂能够表现出lewis碱的特性，其中的腈基（-cn）可以有效钝化钙钛矿薄膜中未配位的pb2+及碘空位缺陷，同时，钝化剂中的卤素离子例如f-/cl-/i-/br-也可以改善薄膜的结晶质量并补偿钙钛矿在退火过程中造成的卤素离子缺失，使其电压、电流、填充因子和效率均得到提升。
24、本申请通过不同的制备工艺将钝化剂引入钙钛矿薄膜的体相或者界面处，有效改善钙钛矿薄膜的结晶质量，减少载流子在晶界处的复合，钝化钙钛矿薄膜体相或者界面处的缺陷，从而有效提高光伏器件的效率和稳定性。具体方法为：将钝化剂溶于溶剂中，通过溶液法将钝化剂涂覆于钙钛矿薄膜的上表面，从而有效钝化钙钛矿薄膜体相/界面处的缺陷，且在二次退火的过程中诱导小尺寸晶粒发生二次生长，减少钙钛矿薄膜的晶界，提高钙钛矿薄膜的结晶质量，有效提高光伏器件的光电性能。采用反溶剂法将钝化剂材料溶于反溶剂中，在滴加反溶剂的过程中将钝化材料引入钙钛矿薄膜中，从而有效钝化钙钛矿薄膜体相/界面处的缺陷，有效提高器件的效率。将钝化剂材料溶于钙钛矿前驱体溶液中，通过溶液法制备钙钛矿薄膜，从而有效钝化钙钛矿薄膜体相/界面处的缺陷，有效提高光伏器件的效率。
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1.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述钙钛矿薄膜层的结构式为ABX3，其中，A为甲胺、甲脒、乙脒、铯或铷中的一种或几种，B为铅、锡、铜和锗中的一种或几种，X为F-、I-、Br-、Cl-、BF4-、PF6-和SCN-中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，采用反溶剂法将钝化剂引入钙钛矿薄膜层的体相或表界面处时，具体包括如下步骤：
4.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，采用体相掺杂法将钝化剂引入钙钛矿薄膜层的体相或表界面处时，具体包括如下步骤：
5.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，采用表面钝化法将钝化剂引入钙钛矿薄膜层的体相或表界面处时，具体包括如下步骤：
6.根据权利要求3或5所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述反溶剂包括氯苯、乙酸乙酯、苯甲醚、乙醚、乙醇以及异丙醇中一种或几种。
7.一种钙钛矿太阳能电池，其特
8.根据权利要求7所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池包括依次层叠分布的透明导电基底、第一功能层、钙钛矿薄膜层、钝化层、第二功能层、阻挡层和金属电极。
9.根据权利要求8所述的钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述第一功能层、所述第二功能层为分别空穴传输层、电子传输层；
10.一种光伏器件，包括封装结构以及权利要求1~6任意一项所述的制备方制备得到的所述钙钛矿太阳能电池或者权利要求7~9任意一所述的钙钛矿太阳能电池，所述封装结构用于封装所述钙钛矿太阳能电池。
...【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述钙钛矿薄膜层的结构式为abx3，其中，a为甲胺、甲脒、乙脒、铯或铷中的一种或几种，b为铅、锡、铜和锗中的一种或几种，x为f-、i-、br-、cl-、bf4-、pf6-和scn-中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，采用反溶剂法将钝化剂引入钙钛矿薄膜层的体相或表界面处时，具体包括如下步骤：
4.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，采用体相掺杂法将钝化剂引入钙钛矿薄膜层的体相或表界面处时，具体包括如下步骤：
5.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，采用表面钝化法将钝化剂引入钙钛矿薄膜层的体相或表界面处时，具体包...
【专利技术属性】
技术研发人员：李佳辉，吴佳汶，张学玲，冯志强，
申请(专利权)人：天合光能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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