[发明专利]一种全喷涂钙钛矿太阳能电池制备方法及装置

权利要求书

1.一种全喷涂钙钛矿太阳能电池制备方法，包括水平设置的加热平台、垂直于加热平台设置的静电场、平行于加热平台的交变电场以及设置于加热平台底部的震动装置；其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

将导电基底置于加热平台上，开启垂直于加热平台的静电场，在导电基底上表面依序进行电子传输层浆料静电喷涂及烧结、介孔层浆料静电喷涂及烧结、间隔层浆料静电喷涂及烧结、碳层浆料静电喷涂及烧结，依次制备电子传输层、介孔层、间隔层和碳层；

对上述导电基底进行钙钛矿前驱液静电喷涂，在静电场和重力作用下使钙钛矿前驱液渗入介孔层和间隔层，即制得钙钛矿太阳能电池；

所述制备方法还包括：在各浆料静电喷涂之后烧结之前，同时开启平行于加热平台的交变电场及震动装置。

2.根据权利要求1所述的全喷涂钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于，制备电子传输层的具体方法如下：

将雾化后的电子传输层浆料静电喷涂于导电基底上；

将平行于加热平台的两组交变电场的最高强度调节为20~500V/cm，频率调节为50~400Hz，开启调节到位的交变电场同时对喷涂电子传输层浆料的导电基底进行机械震动处理，保持10~60s后关闭；

将垂直于加热平台的静电场的最高强度调节为300~1000V/cm，开启调节到位的静电场，控制加热平台的表面温度为300~500℃，对喷涂电子传输层浆料的导电基底烧结30~120min。

3.根据权利要求1或2所述的全喷涂钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于，静电喷涂介孔层浆料、间隔层浆料和碳层浆料后需分别进行如下处理：

将平行于加热平台的两组交变电场的最高强度调节为200~1000V/cm，频率调节为50~400Hz，开启调节到位的交变电场同时对喷涂浆料后的功能层进行机械震动处理，保持10~60s后关闭；

将垂直于加热平台的静电场的最高强度调节为300~1000V/cm，开启调节到位的静电场，控制加热平台的表面温度为200~600℃，对喷涂浆料后的功能层烧结30~120min。

4.根据权利要求3所述的全喷涂钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于，喷涂钙钛矿前驱液后需进行如下处理：

将平行于加热平台的两组交变电场的最高强度调节为20~1000V/cm，频率调节为50~100Hz，开启调节到位的交变电场对喷涂钙钛矿前驱液后的导电基底进行机械震动处理，保持10~60s后关闭；

调节垂直于加热平台的静电场强度为500~2000 V/cm，开启调节到位的静电场，室温静置10-20min，然后控制加热平台的表面温度为30~100℃，对喷涂钙钛矿前驱液后的导电基底烧结30~120min。

5.根据权利要求3所述的全喷涂钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于，电子传输层浆料静电喷涂前需对导电基底进行预处理，具体方法为：

采用去离子水、丙酮、乙醇进行超声清洗，采用氮气吹干后进行UVO处理。

6.根据权利要求3所述的全喷涂钙钛矿太阳能电池制备方法，其特征在于，所述电子传输层浆料固含量为0.5-3%，主体成分为二氧化钛、氧化锌、氧化锡、氧化铌、锡酸钡中的一种或多种混合物、所述介孔层浆料固含量为3-10%，主体成分为二氧化钛、氧化锌、氧化锡、氧化铌、锡酸钡中的一种或多种混合物；所述间隔层浆料为固含量3-10%，主体成分为氧化锆、二氧化硅、氧化铝、氧化铟、氧化镓、硫化镉中的一种或多种混合物；所述碳层浆料固含量为3-10%，主体成分为炭黑、石墨、石墨烯、碳纳米管中的一种或多种混合物；所述钙钛矿以钙钛矿结构ABX₃的晶体作为主体，其中A 为CH ₃NH₃⁺，B 为Pb₂⁺，X 为I^-、Br^-或Cl ^-中的一种或多种，钙钛矿前驱液固含量为5-30%。