[发明专利]一种钙钛矿与GaAs串联叠层太阳电池的制备方法

说明书

本发明公开了一种钙钛矿与GaAs串联叠层太阳电池的制备方法，包括如下制备步骤：对GaAs单结电池片进行清洗干净；放入磁控溅射设备中进行磁控溅射，溅射一层中间传输层；使用匀胶机，依次形成空穴传输层、钙钛矿层、第一电子传输层、缓冲层；在缓冲层上蒸镀一层第二电子传输层，再蒸镀一层背电极。本发明综合了钙钛矿材料的开启电压高、制作简便、带隙可调的优点以及GaAs的弱光性能好、单节电池转化效率高的优点，将这两种性能优异的半导体材料结合起来形成了高转化效率的叠层太阳电池，利用二者吸光性能扩大太阳电池的光谱吸收范围从而可以进一步增加太阳电池对于光线的吸收，实现了高性能的太阳电池的制备。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种钙钛矿与GaAs串联叠层太阳电池的制备方法。

背景技术

随着人类科技文明的不断发展，能源问题逐渐成为人类发展的首要问题。太阳能作为一种近乎取之不尽用之不竭的清洁能源，符合人类发展的需求，光伏技术也因此随之取得快速发展。随着研究的不断推进，单节太阳电池的效率节节上升，但是始终无法突破肖克利-奎伊瑟(S-Q)极限。制作叠层电池是一种在现有技术和材料条件下用来突破S-Q极限最有效的方法。

钙钛矿作为一种新型的半导体光伏材料，具有光电转换效率高、制备简便、带隙可调等一系列优点。与此同时，钙钛矿材料由于具备可全溶液制备以及直接带隙的特点也十分适合用来制作叠层太阳电池。目前，大多数钙钛矿叠层太阳电池都是将单节钙钛矿太阳电池与Si太阳电池串联而得。但是Si作为一种间接带隙的半导体材料，具有弱光条件下光伏性能差，同时耐高温性较差，单节转化效率不高等缺点。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种钙钛矿与GaAs串联叠层太阳电池的制备方法，其综合了钙钛矿材料的开启电压高、制作简便、带隙可调的优点以及GaAs的弱光性能好、单节电池转化效率高的优点，将这两种性能优异的半导体材料结合起来形成了高转化效率的两端口钙钛矿/GaAs叠层太阳电池，利用二者吸光性能扩大太阳电池的光谱吸收范围从而可以进一步增加太阳电池对于光线的吸收，实现了高性能的太阳电池的制备。

本发明采用如下技术方案实现：

一种钙钛矿与GaAs串联叠层太阳电池的制备方法，包括如下制备步骤：

S1：对GaAs单结电池片进行清洗干净，形成GaAs底电池；

S2：用氮气枪对清洗干净的GaAs底电池进行吹干，再放入磁控溅射设备中进行磁控溅射，溅射一层中间传输层；

S3：将溅射有中间传输层的GaAs底电池放入手套箱中，使用匀胶机，在中间传输层上依次形成空穴传输层、FA_0.8Cs_0.16MA_0.04Pb(I_0.5Br_0.5)₃钙钛矿层、第一电子传输层、缓冲层；

S4：使用蒸镀机，在缓冲层上蒸镀一层第二电子传输层，再使用热蒸镀设备，在第二电子传输层上蒸镀一层背电极。

进一步地，所述FA_0.8Cs_0.16MA_0.04Pb(I_0.5Br_0.5)₃钙钛矿层中的FA_0.8Cs_0.16MA_0.04Pb(I_0.5Br_0.5)₃的制备方法为：在手套箱中分别称取137.58mgFAI、41.57mg CSI、6.36mg MAI、115.25mg PbI₂、275.26mg PbBr₂，然后进行混合，再加入750mlDMF和250mlDMSO，充分搅拌后，所得。