[发明专利]一种钙钛矿薄膜电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钙钛矿薄膜电池及其制备方法，包括以下制备步骤：1)将带有顶电极的基底清洗，对顶电极层的表面处理，得到表面张力大于40达因的带有顶电极层的基底层；2)在基底层上的顶电极层表面涂布电子传输层；3)在电子传输层表面涂布无机层和有机层，有机层和无机层反应生成钙钛矿吸光层；4)在钙钛矿吸光层表面涂布空穴传输层；5)在空穴传输层表面印刷或蒸镀背电极；本发明提供的一种制备钙钛矿薄膜电池及其制备方法，工艺窗口较宽，工艺可重复性和稳健性较好，有利于规模化生产。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种钙钛矿薄膜电池及其制备方法。

背景技术

钙钛矿太阳能电池经过短短几年的发展，其性能已经超过了近十年来太阳能电池中使用的半导体化合物(如CdTe和CIGS(铜铟镓硒))的最高效率。钙钛矿薄膜可以通过简单且廉价的溶液涂布工艺制备，在商业化太阳能电池上有着巨大的潜力。

传统的钙钛矿薄膜的制备工艺涉及到溶剂挥发和钙钛矿结晶同时进行又相互影响，工艺窗口要求严格，工艺可重复性和稳健性差，容易产生均匀性差及孔洞等问题，不利于规模化生产。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种钙钛矿薄膜电池及其制备方法，工艺窗口较宽，工艺可重复性和稳健性较好，有利于规模化生产。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种制备钙钛矿薄膜电池的制备方法，包括以下制备步骤：

1)将带有顶电极的基底清洗，对顶电极层的表面处理，得到表面张力大于40达因的带有顶电极层的基底层；

2)在基底层上的顶电极层表面涂布电子传输层；

3)在电子传输层表面涂布无机层和有机层，有机层和无机层反应生成钙钛矿吸光层；

4)在钙钛矿吸光层表面涂布空穴传输层；

5)在空穴传输层表面印刷或蒸镀背电极。

本发明提供的一种钙钛矿薄膜电池及其制备方法，工艺窗口较宽，工艺可重复性和稳健性较好，有利于规模化生产。

在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：

作为优选的方案，步骤1)中的顶电极层为铟锡氧化物半导体透明导电膜、SnO₂薄膜或银纳米线膜层中的任一种，步骤1)中的基底为玻璃、云母片或石英中的任一种。

作为优选的方案，步骤1)中的将带有顶电极层基底清洗的步骤为用含有洗洁精的水溶液将其表面擦拭干净，然后浸泡于丙酮中超声10-40min，再浸泡于异丙醇中超声10-40min；将清洗后的带有顶电极层的基底表面处理的步骤为将清洗好的带有顶电极层的基底进行等离子体表面处理，处理后得到表面张力大于40达因的带有顶电极层的基底层。

作为优选的方案，步骤2)中的电子传输层为SnO₂层，在带有顶电极层的基底层上的顶电极层表面涂布SnO₂层包括以下工艺步骤：配制纳米SnO₂胶体分散液，纳米SnO₂胶体分散液固含量为0.5％-5％，在顶电极层表面涂布纳米SnO₂胶体分散液，然后在100-150℃温度下加热干燥10-20min得到厚度为30-100nmSnO₂层。