一種太陽能電池及其制備方法與流程

本發(fā)明涉及太陽能電池的，具體涉及了一種太陽能電池的制備方法，以及一種太陽能電池。

背景技術：

1、鈣鈦礦材料具有先進的光電性能和簡單的溶液制備工藝，制備的鈣鈦礦太陽能電池可以實現(xiàn)高效率和低成本的太陽能發(fā)電。目前，溶液法制備的單結鈣鈦礦太陽能電池實驗室認證效率已經達到了26.1％，距離理論效率33％仍有進步空間，并且大面積效率低和長期穩(wěn)定性差等問題阻礙其商業(yè)化的發(fā)展。

2、在鈣鈦礦與硅疊層太陽能電池中，通常使用的硅基底作為底電池，其表面會有絨面結構，絨面結構的高度一般為2微米，用于提高電池性能。而溶液法無法完全覆蓋在大絨面的底電池上，因此無法使得鈣鈦礦薄膜覆蓋在絨面上保形生長。對此，氣相沉積法可以很好地實現(xiàn)鈣鈦礦薄膜在大絨面底電池上的保形生長。

3、在兩步法進行真空蒸鍍沉積鈣鈦礦薄膜的過程包括，先將鈣鈦礦前驅體(如pbi2)沉積在襯底上，然后在鈣鈦礦前驅體上沉積有機胺鹽(甲脒碘化物，fai)。但是，由于氣相沉積的鈣鈦礦前驅體(如pbi2)薄膜比溶液制備的薄膜具有更致密的形貌，這也因此會導致有機胺鹽的擴散更加困難。有機胺鹽滲透性差會影響鈣鈦礦的成膜不均，使底層的鈣鈦礦前驅體層無法反應完全，導致器件效率和穩(wěn)定性嚴重降低。并且，有機胺鹽殘留在鈣鈦礦薄膜表面，會使得其在濕度的影響，快速降解，從而對鈣鈦礦薄膜產生嚴重影響。

4、為了解決現(xiàn)有技術中存在的上述問題，本領域亟需一種改進的太陽能電池的制備技術，能夠降低鈣鈦礦薄膜形貌的致密性，促進鈣鈦礦前驅體的擴散反應，從而使得鈣鈦礦成膜均勻，并且生成的薄膜具有良好的保形性，進而提升器件效率和穩(wěn)定性。

技術實現(xiàn)思路

1、以下給出一個或多個方面的簡要概述以提供對這些方面的基本理解。此概述不是所有構想到的方面的詳盡綜覽，并且既非旨在指認出所有方面的關鍵性或決定性要素亦非試圖界定任何或所有方面的范圍。其唯一的目的是要以簡化形式給出一個或多個方面的一些概念以為稍后給出的更加詳細的描述之前序。

2、為了克服現(xiàn)有技術存在的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種太陽能電池的制備方法，以及一種太陽能電池，能夠降低鈣鈦礦薄膜形貌的致密性，促進鈣鈦礦前驅體的擴散反應，從而使得鈣鈦礦成膜均勻，并且生成的薄膜具有良好的保形性，進而提升器件效率和穩(wěn)定性。

3、具體來說，根據(jù)本發(fā)明的第一方面提供的太陽能電池的制備方法，包括：獲取包括空穴傳輸層的襯底；制備致密性可調整的骨架層；基于所述骨架層的阻擋，在所述空穴傳輸層的表面蒸鍍鈣鈦礦前驅體，以獲得形貌稀疏的鈣鈦礦前驅體層；在所述鈣鈦礦前驅體層上蒸鍍有機胺鹽，獲得鈣鈦礦吸光層；以及在所述鈣鈦礦吸光層的表面依次制備電子傳輸層和電極層。

4、進一步地，在本發(fā)明的一些實施例中，所述制備致密性可調整的骨架層的步驟包括：在所述基板的一側設置絲網擋板；在所述絲網擋板的一側，通過若干個蒸發(fā)源，在所述絲網擋板上共蒸沉積；以及至少調節(jié)所述絲網擋板與所述基板之間的距離，獲得共蒸沉積后的所述致密性可調整的骨架層。

5、進一步地，在本發(fā)明的一些實施例中，所述絲網擋板由多個網格組成，所述至少調整所述絲網擋板與所述基板之間的距離，獲得共蒸沉積后的所述致密性可調整的骨架層的步驟包括：調節(jié)所述絲網擋板與所述基板之間的距離，以及調節(jié)所述絲網擋板中的若干個網格的寬度，獲得共蒸沉積后的所述致密性可調整的骨架層。

6、進一步地，在本發(fā)明的一些實施例中，所述絲網擋板與所述基板之間的距離的調節(jié)范圍在1～3cm。

7、進一步地，在本發(fā)明的一些實施例中，所述絲網擋板中的所述網格的寬度的調節(jié)范圍在0.5～1.5cm。

8、進一步地，在本發(fā)明的一些實施例中，所述在所述絲網擋板的一側，通過若干個蒸發(fā)源，在所述絲網擋板上共蒸沉積的步驟包括：在所述絲網擋板的一側采用第一蒸發(fā)源和第二蒸發(fā)源共蒸，其中，所述第一蒸發(fā)源和所述第二蒸發(fā)源之間相互間隔；以及旋轉所述基板，以使所述第一蒸發(fā)源和所述第二蒸發(fā)源均勻的覆蓋所述絲網擋板。

9、進一步地，在本發(fā)明的一些實施例中，所述第一蒸發(fā)源包括碘化鉛，所述第二蒸發(fā)源至少包括溴化銫。

10、進一步地，在本發(fā)明的一些實施例中，所述第二蒸發(fā)源的蒸發(fā)速率為

11、進一步地，在本發(fā)明的一些實施例中，所述在所述鈣鈦礦前驅體層上蒸鍍有機胺鹽，獲得鈣鈦礦吸光層的步驟包括：在所述鈣鈦礦前驅體層上蒸鍍有機胺鹽，獲得預制鈣鈦礦層；將所述預制鈣鈦礦層在惰性環(huán)境中進行第一步退火處理，獲得鈣鈦礦薄膜；以及將所述鈣鈦礦薄膜在有一定濕度的空氣環(huán)境中進行第二步退火處理，獲得鈣鈦礦吸光層。

12、此外，根據(jù)本發(fā)明的第二方面提供的上述太陽能電池，包括：依次層疊的襯底、空穴傳輸層、骨架層、鈣鈦礦吸光層、電子傳輸層以及電極層，其中，所述骨架層的致密性可調整。

技術特征：

1.一種太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括：

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述制備致密性可調整的骨架層的步驟包括：

3.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述絲網擋板由多個網格組成，所述至少調整所述絲網擋板與所述基板之間的距離，獲得共蒸沉積后的所述致密性可調整的骨架層的步驟包括：

4.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述絲網擋板與所述基板之間的距離的調節(jié)范圍在1～3cm。

5.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述絲網擋板中的所述網格的寬度的調節(jié)范圍在0.5～1.5cm。

6.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述在所述絲網擋板的一側，通過若干個蒸發(fā)源，在所述絲網擋板上共蒸沉積的步驟包括：

7.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述第一蒸發(fā)源包括碘化鉛，所述第二蒸發(fā)源至少包括溴化銫。

8.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述第二蒸發(fā)源的蒸發(fā)速率為

9.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述在所述鈣鈦礦前驅體層上蒸鍍有機胺鹽，獲得鈣鈦礦吸光層的步驟包括：

10.一種太陽能電池，其特征在于，包括：依次層疊的襯底、空穴傳輸層、骨架層、鈣鈦礦吸光層、電子傳輸層以及電極層，其中，所述骨架層的致密性可調整。

技術總結
本發(fā)明公開了一種太陽能電池及其制備方法。太陽能電池的制備方法包括：獲取包括空穴傳輸層的襯底；制備致密性可調整的骨架層；基于所述骨架層的阻擋，在所述空穴傳輸層的表面蒸鍍鈣鈦礦前驅體，以獲得形貌稀疏的鈣鈦礦前驅體層；在所述鈣鈦礦前驅體層上蒸鍍有機胺鹽，獲得鈣鈦礦吸光層；以及在所述鈣鈦礦吸光層的表面依次制備電子傳輸層和電極層。通過上述太陽能電池的制備方法，能夠降低鈣鈦礦薄膜形貌的致密性，促進鈣鈦礦前驅體的擴散反應，從而使得鈣鈦礦成膜均勻，并且生成的薄膜具有良好的保形性，進而提升器件效率和穩(wěn)定性。

技術研發(fā)人員：徐晨鑫,時宇,賀銳,王殿曦,張學玲
受保護的技術使用者：天合光能股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/14