钙钛矿太阳电池的制备方法及钙钛矿太阳电池与流程

本申请涉及钙钛矿太阳能电池，尤其涉及一种钙钛矿太阳电池的制备方法及钙钛矿太阳电池。

背景技术：

1、柔性光伏电池具有轻质，连续的卷对卷加工性，易于加工，易于储存，处理，运输和安装等方面的优势在众多如可穿戴电子产品，便携式充电器，远程电源、汽车、飞行物等新兴领域具有巨大的潜在应用价值。

2、目前业界普遍倾向于采用溶液处理的方法来制备钙钛矿太阳能电池。这种方法在操作上的简便性且具有灵活性。通过调配特定的溶液体系，研究人员能够轻松地将钙钛矿材料均匀地涂覆在衬底上，形成所需的薄膜结构。这种工艺不仅简化了生产流程，还降低了对设备复杂性的要求，使得大规模生产成为可能。但溶液处理方法为了获得良好的溶解性和成膜性，溶液处理材料往往无法完全避免使用某些有毒溶剂。这些溶剂在制备过程中可能会挥发出来，对操作人员的健康构成潜在威胁，同时也可能对环境造成污染。

技术实现思路

1、根据本申请的一方面，提供了一种钙钛矿太阳电池的制备方法，包括如下步骤：步骤一，在衬底上制备导电薄膜；步骤二，在所述导电薄膜上，通过磁控溅射技术或真空热蒸发技术制备第一传输层；步骤三，通过真空热蒸发技术将钙钛矿前躯体材料沉积在所述第一传输层上；步骤四，将沉积有所述钙钛矿前驱体材料的样品进行加热退火，形成钙钛矿吸收层；步骤五，在所述钙钛矿吸收层表面，通过真空热蒸发技术制备第二传输层；步骤六，在所述第二传输层表面利用真空热蒸发技术活磁控溅射技术制备背极板。

2、在一种可能实现的方式中，所述衬底为刚性材料或柔性材料。

3、在一种可能实现的方式中，所述导电薄膜为fto、ito、azo、iwo、纳米金属网格、纳米银线、ito/ag/ito中一种或两种以上的材料叠层构成。

4、在一种可能实现的方式中，所述第一传输层为电子传输层或空穴传输层；当所述第一传输层为电子传输层，且所述电子传输层材料为有机物时，使用真空热蒸发技术制备，其中，使用的材料为具有大共轭平面的芳香族化合物；当所述第一传输层为电子传输层，且所述电子传输层材料为无机物时，使用磁控溅射技术或真空热蒸发技术制备，其中，使用的材料为过渡金属氧化物；当所述第一传输层为空穴传输层，且所述空穴传输层材料为有机物时，其中，使用的材料为三芳胺衍生物；当所述第一传输层为空穴传输层，且所述空穴传输层材料为无机物时，其中，使用的材料至少包括gap、nio、coo、moox、wox、vox、cr2o3和含cu化合物的一种。

5、在一种可能实现的方式中，所述所述钙钛矿前驱体材料至少包括碘化铅、氯化铅、溴化铅、碘化铯、溴化铯、氯化铯和fai材料的一种。

6、在一种可能实现的方式中，所述钙钛矿前驱体材料交替沉积一个或多个周期后经过退火形成钙钛矿吸收层。

7、在一种可能实现的方式中，所述步骤二和所述步骤三均在真空环境下处理，真空环境的真空度高于10-3pa。

8、在一种可能实现的方式中，所述第二传输层为电子阻挡层或空穴传输层；当所述第二传输层为电子阻挡层，且所述电子传输层材料为有机物时，使用真空热蒸发技术制备，其中，使用的材料为具有大的共轭平面的芳香族化合物；当所述第二传输层为电子阻挡层，且所述电子传输层材料为无机物时，使用真空热蒸发技术制备，其中，使用的材料为过渡金属氧化物；当所述第二传输层为空穴传输层，且所述空穴传输层材料为有机物时，其中，使用的材料为三芳胺衍生物；当所述第一传输层为空穴传输层，且所述空穴传输层材料为无机物时，其中，使用的材料至少包括gap、nio、coo、moox、wox、vox、cr2o3和含cu化合物的一种。

9、在一种可能实现的方式中，所述背极板为金、银或铜材料。

10、根据本申请的另一方面，提供了一种钙钛矿太阳电池，采用上述任一项所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法制备而成，包括：自下而上依次设置的衬底、导电薄膜、第一传输层、钙钛矿前躯体材料、第二传输层和背极板。

11、本申请的有益效果：通过六步制备钙钛矿太阳电池，其中，第一步在衬底上制备导电薄膜；第二步在所述导电薄膜上，通过磁控溅射技术或真空热蒸发技术制备第一传输层；第三步通过真空热蒸发技术将钙钛矿前躯体材料沉积在所述第一传输层上；第四步将沉积有所述钙钛矿前驱体材料的样品进行加热退火，形成钙钛矿吸收层；第五步在所述钙钛矿吸收层表面，通过真空热蒸发技术制备第二传输层；第六步在所述第二传输层表面利用真空热蒸发技术活磁控溅射技术制备背极板，本申请制备的钙钛矿太阳电池能够实现高效的光电转化效率的同时，防止其在制备过程中产生有害物质污染环境，甚至对操作人员的健康造成影响。

12、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：

1.一种钙钛矿太阳电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳电池制备方法，其特征在于，所述衬底为刚性材料或柔性材料。

3.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳电池制备方法，其特征在于，所述导电薄膜为fto、ito、azo、iwo、纳米金属网格、纳米银线、ito/ag/ito中一种或两种以上的材料叠层构成。

4.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳电池制备方法，其特征在于，所述第一传输层为电子传输层或空穴传输层；

5.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳电池制备方法，其特征在于，所述所述钙钛矿前驱体材料至少包括碘化铅、氯化铅、溴化铅、碘化铯、溴化铯、氯化铯和fai材料的一种。

6.根据权利要求5所述的钙钛矿太阳电池制备方法，其特征在于，所述钙钛矿前驱体材料交替沉积一个或多个周期后经过退火形成钙钛矿吸收层。

7.根据权利要求4-6任一项所述的钙钛矿太阳电池制备方法，其特征在于，所述步骤二和所述步骤三均在真空环境下处理，真空环境的真空度高于10-3pa。

8.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳电池制备方法，其特征在于，所述第二传输层为电子阻挡层或空穴传输层；

9.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳电池制备方法，其特征在于，所述背极板为金、银或铜材料。

10.一种钙钛矿太阳电池，采用权利要求1-9任一项所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法制备而成，其特征在于，包括：

技术总结
本申请涉及一种钙钛矿太阳电池的制备方法及钙钛矿太阳电池，通过六步制备钙钛矿太阳电池，其中，第一步在衬底上制备导电薄膜；第二步在所述导电薄膜上，通过磁控溅射技术或真空热蒸发技术制备第一传输层；第三步通过真空热蒸发技术将钙钛矿前躯体材料沉积在所述第一传输层上；第四步将沉积有所述钙钛矿前驱体材料的样品进行加热退火，形成钙钛矿吸收层；第五步在所述钙钛矿吸收层表面，通过真空热蒸发技术制备第二传输层；第六步在所述第二传输层表面利用真空热蒸发技术活磁控溅射技术制备背极板，本申请制备的钙钛矿太阳电池能够实现高效的光电转化效率的同时，防止其在制备过程中产生有害物质污染环境，甚至对操作人员的健康造成影响。

技术研发人员：刘吉双,王建华,郑德旭,曾斌,刘生忠,李智鹏,吴飒建,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