一种全丝网印刷钙钛矿太阳能电池的制备方法与流程

文档序号:23267062发布日期:2020-12-11 18:57阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种全丝网印刷钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于步骤如下:

步骤1、在玻璃基底层和透明电极层上丝网印刷空穴阻挡层c-tio2:玻璃基底层和透明电极层置于丝网网板的下部,将粘度为30000cp的c-tio2浆料倒入丝网网板的一端,在刮刀作用下丝网印刷得到湿润的空穴阻挡层;将得到的湿润的c-tio2在120℃下退火10min,然后500℃烧结45min得到空穴阻挡层;

步骤2、丝网印刷电子传输层m-tio2:丝网网板位于空穴阻挡层上部,将粘度为20000cp的c-tio2浆料倒入丝网网板的一端,在刮刀作用下丝网印刷得到湿润的电子传输层;将得到的湿润的m-tio2在100℃下退火20min,然后500℃烧结45min得到电子传输层;

步骤3、丝网印刷绝缘层zro2:丝网网板位于电子传输层上部,将粘度为8000cp的zro2浆料倒入丝网网板的一端,在刮刀作用下丝网印刷得到湿润的绝缘层,印刷速度为0.3±0.1m/s;

将得到的湿润的zro2在100℃下退火20min,然后500℃烧结45min得到绝缘层;

步骤4、基于离子液体钙钛矿层制备:丝网网板位于绝缘层的上部,在丝网网板一端倒入钙钛矿印刷介质,通过刮刀对丝网网版上的钙钛矿印刷介质施加0.08±0.02mpa的压力,同时以0.3±0.1m/s的速度朝丝网印版另一端移动,钙钛矿印刷介质在移动过程中被刮刀从图文部分的网孔中挤压到玻璃片上;将丝网印刷得到的钙钛矿湿润薄膜在120℃下退火10min得到致密钙钛矿薄膜;

刮刀始终与丝网网版和玻璃基底呈线接触;

所述钙钛矿印刷介质:将甲胺氢碘酸盐mai与碘化铅pbi2按摩尔比1︰1溶入1ml离子液体中,在充满惰性气体手套箱中将混合物在50~70℃下搅拌12小时,然后放置于10℃环境中2h,制备成钙钛矿丝网印刷介质;然后将钙钛矿丝网印刷介质转移到空气环境中,用于丝网印刷钙钛矿薄膜;

步骤5、丝网印刷碳对电极:丝网网板位于钙钛矿薄膜的上部,将粘度为50000cp的碳浆料倒入丝网网板的一端,在刮刀作用下丝网印刷得到湿润的碳对电极,印刷速度为0.3±0.1m/s;将得到的湿润的碳对电极在110℃下退火8min,得到单层厚度为8-10μm的碳对电极;重复本步骤多次,得到符合要求厚度的碳对电极;

得到氧化氟锡fto导电玻璃、丝网印刷的空穴阻挡层c-tio2、电子传输层m-tio2、绝缘层zro2、钙钛矿层以及碳对电极,构成钙钛矿太阳能电池。

2.根据权利要求1所述的全丝网印刷钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于:在步骤4钙钛矿层时,对fto玻璃基底在50±5℃预热温度5分钟。

3.根据权利要求1所述的全丝网印刷钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述离子液体的成分包括但不限于:甲酸甲胺mafa、醋酸甲胺maac、丙酸甲胺map或丁酸甲胺maba中的一种或数种。

4.根据权利要求1所述的全丝网印刷钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述步骤1的丝网印刷时压力为0.08±0.02mpa,印刷速度为0.5±0.1m/s。

5.根据权利要求1所述的全丝网印刷钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述步骤2和步骤3的丝网印刷时压力为0.08±0.02mpa,印刷速度为0.3±0.1m/s。

6.根据权利要求1所述的全丝网印刷钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述步骤5的丝网印刷时压力为0.15±0.05mpa,印刷速度为0.3±0.1m/s。

7.根据权利要求1所述全丝网印刷钙钛矿太阳能电池的制备方法,其特征在于:所述丝网网板目数为325目。


技术总结
本发明涉及一种全丝网印刷钙钛矿太阳能电池及制备方法,丝网印刷机可制备整个钙钛矿太阳能电池各层薄膜,降低仪器使用成本,制备过程简便、高效;传统的有机溶剂粘度非常低,不具备丝网印刷的条件,采用环境友好的离子液体作为溶剂制备钙钛矿印刷介质可用来丝网印刷钙钛矿薄膜;器件制备环境无特殊要求(如低湿度、惰性气体保护),器件性能稳定、耐湿性好、重复性高。

技术研发人员:陈永华;陈畅顺;黄维;宋霖;冉晨鑫
受保护的技术使用者:西北工业大学
技术研发日:2020.09.02
技术公布日:2020.12.11
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