一种制备叠层钙钛矿太阳能电池的方法以及产品.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115915880A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211655136.7H10K30/80(2023.01)(22)申请日2022.12.22H10K30/10(2023.01)H10K39/10(2023.01)(71)申请人湖北大学地址430062湖北省武汉市武昌区友谊大道368号(72)发明人吴聪聪石洋刘钰雪朱咏琪金博文李静王世敏(74)专利代理机构武汉华之喻知识产权代理有限公司42267专利代理师王世芳梁鹏(51)Int.Cl.H10K71/12(2023.01)H10K71/15(2023.01)H10K71/00(2023.01)H10K30/50(2023.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称一种制备叠层钙钛矿太阳能电池的方法以及产品(57)摘要本发明提供了一种制备叠层钙钛矿太阳能电池的方法以及产品，属于钙钛矿薄膜材料领域，其包括，S1：在无氧无水的环境中，先利用挥发性溶剂制作正置结构的底层宽带隙钙钛矿，得到第一中间品器件，S2：维持无水无氧的环境，将制作好的第一中间品器件转移到原子层沉积(ALD)反应仓内，沉积一层约18nm～22nm厚的中间层，获得第二中间品器件，S3：将沉积好的第二中间品器件转移到无水无氧环境中制备顶层窄带隙钙钛矿层。本发明还提供按照如上方法制备的叠层钙钛矿太阳能电池。本发明方法可有效提高钙钛电池的效率及稳定性，工艺简单，成本低廉，经济环保。CN115915880ACN115915880A权利要求书1/1页1.一种制备叠层钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，其包括如下步骤：S1：在无氧无水的环境中，将全液态钙钛矿前驱体溶液涂覆在指定处，所述全液态钙钛矿前驱体溶液利用挥发性溶剂溶解钙钛矿中间体获得，待挥发性溶剂完全挥发后，全液态钙钛矿前驱体溶液自然干燥结晶，形成底层宽带隙钙钛矿层，制备获得第一中间品器件，S2：维持无水无氧的环境，将制作好的第一中间品器件转移到原子层沉积反应仓内，沉积一层约18nm～22nm厚的SnO2中间层，获得第二中间品器件，S3：将沉积好的第二中间品器件转移到无水无氧环境中，将所述的全液态钙钛矿前驱体溶液涂覆在SnO2中间层上，待全液态钙钛矿前驱体溶液中的挥发性溶剂完全挥发后，其自然干燥结晶，形成顶层窄带隙钙钛矿层，获得叠层钙钛矿太阳能电池。2.如权利要求1所述的一种制备叠层钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，步骤S2中，沉积一层约19nm～21nm厚的SnO2中间层。3.如权利要求2所述的一种制备叠层钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，步骤S2中，进行原子层沉积反应时，反应仓的温度为75℃～85℃。4.如权利要求1‑3任一所述的一种制备叠层钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，步骤S2中，锡源为四二甲氨基锡溶液，氧化剂为去离子水。5.如权利要求4所述的一种制备叠层钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，步骤S2中，进行原子层沉积反应时，锡源的温度和去离子水的温度均为55°～65°。6.如权利要求5所述的一种制备叠层钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，步骤S2中，进行原子层沉积反应时，需要重复多个周期，每个周期为先沉积锡源，再清洗，最后采用去离子水氧化。7.如权利要求1所述的一种制备叠层钙钛矿太阳能电池的方法，其特征在于，步骤S1和步骤S3中，全液态钙钛矿前驱体溶液的制备过程如下：在容器中将所需比例的MAI、PbI2粉末配置好，再放置在装有甲胺乙醇溶液的容器中熏制，在与甲胺相互作用后，得到澄清的黄色液体状钙钛矿中间体，最后将乙腈溶液按所需浓度加入黄色液体状的钙钛矿中间体中，得到淡黄色澄清的全液态钙钛矿前驱体溶液。8.按照如权利要求1‑7任一所述方法制备获得的叠层钙钛矿太阳能电池。2CN115915880A说明书1/6页一种制备叠层钙钛矿太阳能电池的方法以及产品技术领域[0001]本发明属于钙钛矿薄膜材料领域，更具体地，涉及一种制备高质量叠层钙钛矿太阳能电池的方法以及产品。背景技术[0002]日益增长的能源需求和全球变暖使得开发可再生能源成为必要。太阳能是一个理想的候选能源，其干净而且取之不尽。为了获取这种能量，光伏技术，尤其是钙钛矿太阳能电池(PSCs)因其高效率、易于制造、低成本和快速发展而大有可为。在过去十年中，单结钙钛矿太阳能电池的功率转换效率(PCEs)从3.8％飙升至25.2％，使最高PCE电池的性能与硅同类电池相当。单结太阳能电池的理论PCE受到能量高于带隙的光子热化损失和能量低于带隙的光子传输损失的限制，其发展还是受到一定限制。[0003]叠层太阳能电池(TSC)由两个具有互补带隙的子电池组成，有效地减轻了这些损耗，并利用了广泛的太阳光谱。两种最典型的串联