[发明专利]一种高效率大面积钙钛矿太阳能电池的制备方法

说明书

本发明公开了一种高效率大面积钙钛矿太阳能电池的制备方法，该方法包括以下步骤：处理基板；制备空穴传输层；制备钙钛矿活性层：在基板的空穴传输层上热蒸发一层甲基胺碘盐，再在甲基胺碘盐上蒸镀一层碘化铅并进行加热处理，甲胺盐与碘化铅反应生成钙钛矿活性层；制备电子传输层；制备金属对电极；封装钙钛矿太阳能电池。本发明的有益效果为：本发明采用两步蒸镀法制备钙钛矿太阳能电池的关键组件——钙钛矿活性层，克服了传统旋涂法方法存在的大面积成膜膜厚不均匀的问题，保证了钙钛矿活性层的稳定性，提高了大面积钙钛矿太阳能电池的质量和性能。

技术领域

本发明涉及太阳能电池制备工艺，具体涉及一种高效率大面积钙钛矿太阳能电池的制备方法。

背景技术

近年来，廉价高效大面积的新型太阳能电池研究进展迅速，钙钛矿型太阳能电池的光电转换效率也已从2009年的3.8％提升到了目前的22％，钙钛矿型太阳能电池以其光学性能优异、工艺制备简单、成本低等的优点广泛应用于各行各业。

目前，现有的小面积钙钛矿太阳能电池(约1cm²)的光电转换效率超过22％，已超过市面上已商业化的单晶硅太阳能电池的光电转换效率(约16％)，其可以满足商业化生产的基本要求。然而，目前钙钛矿太阳能器件由于制备工艺繁琐，工艺流程不成熟，传统生产大面积钙钛矿太阳能电池时采用旋涂法成膜质量差，难以保证成膜的均匀性，同时器件内部的有机无机杂化钙钛矿材料对水和氧气非常敏感，钙钛矿材料的分解而不稳定，影响大面积钙钛矿太阳能电池的质量和光电转换效率。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种高效大面积钙钛矿太阳能电池的制备方法。

本发明采用的技术方案为：一种高效率大面积钙钛矿太阳能电池的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、处理基板：基板包括透明基板和覆于透明基板表面的导电层；

步骤二、制备空穴传输层：在处理后的基板上激光刻线，再在刻线后的基板上蒸镀酞菁铜形成空穴传输层；

步骤三、制备钙钛矿活性层：在基板的空穴传输层上热蒸发一层甲基胺碘盐，再在甲基胺碘盐上蒸镀一层碘化铅并进行加热处理，甲胺盐与碘化铅反应生成钙钛矿活性层；

步骤四、制备电子传输层；在基板的钙钛矿活性层上蒸镀一层富勒烯，形成电子传输层5；

步骤五、制备金属对电极：在基板的电子传输层上激光刻蚀一条线槽，去掉线槽内的电子传输层，钙钛矿活性层和空穴传输层，线槽内置一条用来串联各组件的电极线，形成太阳能电池预制体，在太阳能电池预制体的表面沉积一层金属电极，形成金属对电极；

步骤六、封装钙钛矿太阳能电池。

按上述方案，先将甲胺盐粉末放置于145～155℃的热板上均匀加热，然后将基板倒贴在玻璃表面皿内部，使基板上的空穴传输层暴露于空气中，再将此表面皿扣在加热处理的甲胺盐上，利用甲胺盐蒸气在空穴传输层的表面上沉积一层甲胺盐薄膜；在甲胺盐薄膜上蒸镀一层碘化铅，再将整个基板热处理，使甲胺盐与碘化铅反应生成钙钛矿活性层。

按上述方案，碘化铅的蒸镀厚度为185～215nm。

按上述方案，在甲胺盐薄膜上蒸镀一层碘化铅后，将整个基板置于125～175℃的环境中热处理。

按上述方案，在步骤一中，基板的处理方法为：采用洗洁精水溶液、去离子水和乙醇依次超声清洗各15～20min，氮气流吹干后在紫外光照射处理。

按上述方案，在步骤二中，蒸镀酞菁铜的具体方法为:在真空腔体内，通过加热置有酞菁铜的有机坩埚，在基板的导电层上蒸发一层致密的酞菁铜。