[发明专利]一种多孔骨架层制备方法及太阳能电池吸收层制备方法

说明书

本申请属于太阳能电池技术领域，特别是涉及一种多孔骨架层制备方法及太阳能电池吸收层制备方法。现有的电雾化制造钙钛矿吸收层仅局限于单一材料，对吸收层的整体制备和器件的集成一体化制造工艺上尚有欠缺。本申请提供了一种多孔骨架层制备方法，包括1)配制碘化铅溶液；2)采用电流体动力雾化法在基底上沉积所述碘化铅溶液，形成多孔骨架层。将碘化铅溶液雾化成纳米级液滴，直接在基底上沉积碘化铅，形成多孔骨架层，加速甲基碘化铵和碘化铅的化学反应速率和吸收层晶粒的生长速度；通过使得沉积的甲基碘化铵向碘化铅充分渗透并形成钙钛矿吸收层，可以在大面积、低成本生产钙钛矿光吸收层的同时，显著提高反应速率并有效改善结晶质量。

技术领域

本申请属于太阳能电池技术领域，特别是涉及一种多孔骨架层制备方法及太阳能电池吸收层制备方法。

背景技术

钙钛矿太阳能电池的核心是有机金属卤化物类钙钛矿化合物吸收层，目前钙钛矿吸收层的沉积技术主要有液相一步法、两步法、双源气相沉积法和气相辅助溶液法等。其中溶液法简单经济，按沉积步骤分为一步法和两步法；传统的一步法成膜制备的吸收层薄膜对于成膜条件十分敏感，制备出的钙钛矿薄膜形貌难以控制，容易导致器件效率参差不齐；两步法是一种精确定量的方法，成膜性好，但与真空镀膜法类似，难以生产面积较大的钙钛矿连续膜，实验室生产的电池通常在几厘米大小，且吸收层材料和其他功能层材料往往需要通过不同的工艺制备得到，生产效率较低且对设备有较高要求；气相辅助溶液工艺(VASP)来制备钙钛矿吸收层，属于雾化沉积技术范畴，制得的吸收层具有完全的表面覆盖率，低的表面粗糙度以及微米级的晶体尺寸，这使得载流子在输运时具有低的表面复合率，从而使电池呈现出较高的开路电压，整个过程对真空度无特殊要求，相比共蒸发法经济环保，且具有大面积应用的潜力。

气动雾化、超声雾化具有大面积，低成本制备钙钛矿吸收层的应用潜力，但由于雾滴尺寸较大，易导致针孔状缺陷，化学反应速率较慢且不完全，制备出吸收层晶体较小，粗糙度较大等技术问题，电流体动力学雾化技术与之相比，具有电场控制、雾滴的直径在几纳米到数百微米之间变化且一致性较好、设备简单，不需要昂贵的控制系统和真空装置等优势。现有的电雾化制造钙钛矿吸收层仅局限于单一材料，对吸收层的整体制备和器件的集成一体化制造工艺上尚有欠缺。

发明内容

1.要解决的技术问题

基于气动雾化、超声雾化具有大面积，低成本制备钙钛矿吸收层的应用潜力，但由于雾滴尺寸较大，易导致针孔状缺陷，化学反应速率较慢且不完全，制备出吸收层晶体较小，粗糙度较大等技术问题，电流体动力学雾化技术与之相比，具有电场控制、雾滴的直径在几纳米到数百微米之间变化且一致性较好、设备简单，不需要昂贵的控制系统和真空装置等优势。现有的电雾化制造钙钛矿吸收层仅局限于单一材料，对吸收层的整体制备和器件的集成一体化制造工艺上尚有欠缺的问题，本申请提供了一种多孔骨架层制备方法及太阳能电池吸收层制备方法。

2.技术方案

为了达到上述的目的，本申请提供了一种多孔骨架层制备方法，包括如下步骤：

1)配制碘化铅溶液；

2)采用电流体动力雾化法在基底上沉积所述碘化铅溶液，形成多孔骨架层。

可选地，所述步骤1)包括将N，N-二甲基甲酰胺与二甲基亚砜混合后制成强配位混合溶剂，在所述混合溶剂中加入碘化铅，得到所述碘化铅溶液。

可选地，所述步骤2)包括将所述碘化铅溶液置入电流体动力雾化设备的微量注射器内，调节雾化电压、加热温度、基底旋转速度和注射泵输出溶液的流量，在所述基底上沉积所述碘化铅雾滴，形成多孔骨架层。

可选地，所述电流体动力雾化法将碘化铅溶液雾化成纳米级液滴。

可选地，所述多孔骨架层厚度为50～150纳米。

本申请还提供一种太阳能电池吸收层制备方法，所述方法包括如下步骤：