柔性钙钛矿太阳能电池制备方法及柔性钙钛矿太阳能电池与流程

本申请涉及钙钛矿太阳能电池，尤其涉及一种柔性钙钛矿太阳能电池制备方法及柔性钙钛矿太阳能电池。

背景技术：

1、作为当今最具有产业化应用前景的太阳能电池技术，有机无机杂化钙钛矿太阳能电池具有效率高、原材料价格低廉、对不同基底材料的适应性强等优点。相较于以玻璃等刚性材料为基底的电池普遍存在重量大、容易脆断等问题而言，柔性基底具有重量轻、应用场景广等诸多优点，其产业化前景更为广阔。

2、然而当前大面积柔性钙钛矿太阳能电池的商业应用难以普及，主要问题在于柔性钙钛矿电池的稳定性和效率不足，以及机械性能较差，各膜层之间因弹性模量不一致导致膜层之间应力分布不均匀，膜层附着力差，整体抗弯折能力不足。

3、为了能够让柔性钙钛矿太阳能电池获得较好的耐高温性、效率和稳定性，应杜绝有机电荷传输层的使用，以无机电荷传输层替代。但是，无机电荷传输层一般需要高温退火处理，pet、pen、pi等聚合物柔性基底材料无法承受高稳，且在卷到卷大面积涂布制备过程中容易因拉伸导致聚合物基底不均匀形变，影响各膜层的结合力。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提出了一种柔性钙钛矿太阳能电池制备方法及柔性钙钛矿太阳能电池，以解决上述问题。

2、根据本申请的一方面，提供了一种柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：

3、对铁素体不锈钢箔基底进行镀膜前处理后，在所述铁素体不锈钢箔基底上沉积底电极；

4、对所述底电极进行镀膜前紫外活化处理后，在活化的所述底电极上沉积空穴传输层；

5、在所述空穴传输层上制备钙钛矿吸光层；

6、在所述钙钛矿吸光层上界面按照预设条件狭缝涂布预设浓度的硼酸盐溶液，制备硼酸盐修饰层；

7、在所述硼酸盐修饰层上制备电子传输层；

8、在所述电子传输层上制备顶电极，得到柔性钙钛矿太阳能电池。

9、作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述硼酸盐溶液中，硼酸盐为mgb2o4、cab2o4及其水合物、libo2、li2b4o7、k2b4o7及其水合物中的任意一种，溶剂为氯苯。

10、作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述预设浓度为0.5-2mg/ml。

11、作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述预设条件，包括：

12、注液速度0.05-0.15ml/min，涂布间隙0.2mm，涂头移动速度10mm/s。

13、作为本申请的一可选实施方案，可选地，在所述钙钛矿吸光层上界面按照预设条件狭缝涂布硼酸盐溶液，制备硼酸盐修饰层之后，还包括：

14、将所述硼酸盐修饰层在烘箱中退火后取出。

15、作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述铁素体不锈钢箔柔性基底的材料为1cr17铁素体不锈钢箔。

16、作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述底电极和所述顶电极的材料均为ito或fto中的任意一种；

17、所述空穴传输层的材料为niox；

18、所述钙钛矿吸光层的材料为ch3nh3pbi3-xclx。

19、所述电子传输层的材料为c60和bcp的混合物。

20、根据本申请的另一方面，提供了一种柔性钙钛矿太阳能电池，采用上述任一项所述的柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法制备而成，包括：

21、自下而上依次设置的铁素体不锈钢箔柔性基底、底电极、空穴传输层、钙钛矿吸光层、硼酸盐修饰层、电子传输层和顶电极。

22、作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述铁素体不锈钢箔基底的厚度为35-50μm；

23、所述底电极的厚度为150-450nm；

24、所述空穴传输层的厚度为10-50nm；

25、所述钙钛矿吸光层的厚度为300-500nm；

26、所述硼酸盐修饰层的厚度为5-20nm；

27、所述电子传输层的厚度为10-30nm；

28、所述顶电极的厚度为150-400nm。

29、本申请的有益效果：

30、本申请的方法有效地利用了铁素体不锈钢箔基底优异的机械性能，以及硼酸盐修饰材料对膜层应力的吸收，并结合钙钛矿材料优异的吸光性能，制备出一种抗弯折能力强、机械性能良好的光伏组件，适合工业上大规模生产，进而制备出大面积的柔性电池组件，在成本上相较于制造铜铟镓硒、碲化镉、晶硅等传统太阳能电池而言更具优势。并且本申请的方法制备工艺简单，能耗较低，工艺重复性较好，可产业化批量生产柔性太阳能电池组件。

31、根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本申请的其它特征及方面将变得清楚。

技术特征：

1.一种柔性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所述的柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述硼酸盐溶液中，硼酸盐为mgb2o4、cab2o4及其水合物、libo2、li2b4o7、k2b4o7及其水合物中的任意一种，溶剂为氯苯。

3.根据权利要求2所述的柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述预设浓度为0.5-2mg/ml。

4.根据权利要求1所述的柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述预设条件，包括：

5.根据权利要求1所述的柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，在所述钙钛矿吸光层上界面按照预设条件狭缝涂布硼酸盐溶液，制备硼酸盐修饰层之后，还包括：

6.根据权利要求1-5任一项所述的柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述铁素体不锈钢箔柔性基底的材料为1cr17铁素体不锈钢箔。

7.根据权利要求6所述的柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述底电极和所述顶电极的材料均为ito或fto中的任意一种；

8.一种柔性钙钛矿太阳能电池，采用权利要求1-7任一项所述的柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法制备而成，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的柔性钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述铁素体不锈钢箔基底的厚度为35-50μm；

技术总结
本申请涉及一种柔性钙钛矿太阳能电池制备方法及柔性钙钛矿太阳能电池，该方法包括对铁素体不锈钢箔基底进行镀膜前处理后，在铁素体不锈钢箔基底上沉积底电极；对底电极进行镀膜前紫外活化处理后，在活化的所述底电极上沉积空穴传输层；在空穴传输层上制备钙钛矿吸光层；在钙钛矿吸光层上界面按照预设条件狭缝涂布预设浓度的硼酸盐溶液，制备硼酸盐修饰层；在硼酸盐修饰层上制备电子传输层；在电子传输层上制备顶电极，得到柔性钙钛矿太阳能电池。有效地利用了铁素体不锈钢箔基底优异的机械性能，以及硼酸盐修饰材料对膜层应力的吸收，并结合钙钛矿材料优异的吸光性能，制备出一种抗弯折能力强、机械性能良好的光伏组件。

技术研发人员：李智鹏,王建华,郑德旭,杨琦,刘生忠,杜敏永,曹越先,吴飒建,刘吉双,邓凡
受保护的技术使用者：中核光电科技（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/17