[发明专利]一种钙钛矿太阳电池制备方法及制备装置

说明书

本发明公开了一种钙钛矿太阳电池制备方法及制备装置。该制备装置包括气体输运系统、反应源供应系统、真空加热沉积系统、尾气处理系统及控制系统。一种钙钛矿太阳电池制备方法，为低压气相沉积方法(lpvd)制备钙钛矿太阳电池功能层和钙钛矿太阳电池。本发明具备以下优点：制备方法及制备装置，相比于溶液法制备钙钛矿太阳电池的手套箱，不需要氮气气氛保护，运行成本低；密闭性好，反应源不会渗漏，对人员和环境友好；可以实现大面积连续化生产。2)本发明中的制备方法及制备装置，相比于真空蒸发法采用固体粉末作为反应源制备钙钛矿太阳电池，采用溶液作为反应源，制备的大面积钙钛矿太阳电池转换效率更高。

技术领域

本发明涉及一种钙钛矿太阳电池制备方法及制备装置，属于太阳电池制备领域。

背景技术

钙钛矿太阳电池作为一种新型薄膜太阳电池，在短短几年时间内，电池效率由3.8％提升至25.2％，并且制备工艺简单，成本低廉，极具商业发展潜力。因此，钙钛矿太阳电池已经成为新能源领域研究的热点。当前钙钛矿太阳电池的制备方法主要有溶液法和真空法。溶液法制备的钙钛矿太阳电池效率比较高，但是不能实现大面积连续化制备；真空法虽然可以实现大面积连续化制备，但是制备的钙钛矿太阳电池效率比较低。因此，当前的制备方法制约了钙钛矿太阳电池的发展。因此，有必要进一步改进钙钛矿太阳电池制备方法及系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种钙钛矿太阳电池制备方法及制备装置。该发明在衬底材料上通过低压气相沉积方法(lpvd)依次制备或分别制备电荷传输层、钙钛矿太阳电池光电转化层，从而实现大面积高效率钙钛矿太阳电池的连续制备，解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种钙钛矿太阳电池制备装置，该制备装置包括气体输运系统、反应源供应系统、真空加热沉积系统、尾气处理系统及控制系统。

所述控制系统包括PLC、工控机、控制软件等，实现对气体输运系统、反应源供应系统、真空加热沉积系统、尾气处理系统的控制和操作；

所述气体输运系统包括气瓶、减压阀、流量控制计等，实现对载气的输运和控制；

所述反应源供应系统包括反应源发生装置、载气输入装置、载气输出装置等，实现载气对反应源的输运；

所述真空加热沉积系统包括真空腔室、加热装置、载气载入装置、压强控制装置等，实现反应源在真空腔室的低压气相沉积；

所述尾气处理系统包括加热燃烧装置、水洗装置和过滤装置等，实现对尾气的安全排放。

一种钙钛矿太阳电池器件结构制备方法，包括以下步骤：

1)控制系统发出指令，开启真空加热沉积系统的真空及加热，开启尾气处理系统；

2)打开气体输运系统，并设定载气流量；

3)打开反应源供应系统，载气通过反应源供应系统，并将反应源载入真空加热沉积系统；

4)反应源在真空加热沉积系统中沉积生成相应功能层。

进一步地，所述步骤1)中，本底真空可达到1E-6torr，加热温度设定范围25-300摄氏度；

进一步地，所述步骤2)中，载气流量设定范围为0-500sccm，载气输运管道有加热功能，加热温度设定范围25-100摄氏度；

进一步地，所述步骤3)中，反应源供应系统有加热功能；加热温度设定范围25-100摄氏度；

进一步地，所述步骤4)中，为保证沉积膜层的均匀性，真空加热沉积系统有旋转或摆动功能。

本发明的优点和积极效果：