[发明专利]一种高性能钙钛矿电池吸收层的连续化生产方法

说明书

本发明属于钙钛矿电池吸收层技术领域，具体涉及一种高性能钙钛矿电池吸收层的连续化生产方法。本发明的方法包括如下步骤：制备前驱体墨水；将前驱体墨水装入固定进料板中，在固定进料板的进料口附近设置5层刀口带有微孔的刮刀，5层刮刀内部分别装有氯苯溶液、改性剂、抗氧化涂层前驱体、抗水涂层前驱体、成膜助剂，5层刮刀的加热温度范围依次为60～70℃、70～80℃、80～90℃、90～100℃、100～110℃；固定进料板的下方设置活动基板，活动基板以0.58～0.62mm/s的速度沿水平方向匀速移动，在活动基板的表面获得具有均匀涂层的钙钛矿吸收层。本发明可实现高性能钙钛矿电池的连续化生产。

技术领域

本发明属于钙钛矿电池吸收层技术领域，具体涉及一种高性能钙钛矿电池吸收层的连续化生产方法。

背景技术

有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池作为第三代太阳能电池，具有光电转换效率高、成本低廉等优点，将逐渐代替第二代多晶硅太阳能电池。但目前的钙钛矿电池吸收层同样存在很多缺点，合成工艺要求精细，寿命不长。许多科研人员致力于解决这两个方面的问题，典型的解决方案为通过各种精细化工艺和掺杂改性以提高其结晶度。然而，现阶段报导的典型改性工艺如SnF₂掺杂、真空闪蒸等技术，对合成环境的要求较高，大多需要无氧或真空设备，不利于电池的连续化生产。因此，针对高性能钙钛矿电池的连续化生产工艺的改进具有十分重要的实际意义。

申请号为CN201711483820.0 的发明提供一种钙钛矿电池，包括依次叠置的导电基底层、电子传输层、钙钛矿吸收层和金属电极，其中，在所述钙钛矿吸收层与电子传输层之间和/或在所述钙钛矿吸收层与所述金属电极之间的表面设有导电防水层，所述导电防水层包括水接触角大于90°的无机材料和电导率高于105S/cm的聚合物。还提供其制备方法，本申请所述的钙钛矿电池在防水的同时，兼顾对钙钛矿结构材料活性的保护以及钛矿结构材料对光的吸收，提高钙钛矿电池的光电转化效率。

申请号为CN201910230452.1的发明提供了一种大面积钙钛矿太阳能电池的制备方法，具体包括采用刮涂法制备电子传输层和空穴传输层，采用先喷涂后刮涂的方法制备钙钛矿吸收层。刮涂的方式制备电子传输层和空穴传输层，能够保证良好的膜层质量，为钙钛矿层提供基础平台，实现钙钛矿吸收层和电子传输层之间、钙钛矿吸收层与空穴传输层之间的良好结合；先喷涂后刮涂的方法所制备得钙钛矿层均匀平整，表面缺陷大大降低，对钙钛矿太阳能电池的效率提高具有很强的增益效果；刮涂和喷涂得制备方法简单可行，对设备要求比较低，可应用于大面积钙钛矿太阳能电池的制备；可充分利用材料，在最大程度上节约成本，实现绿色生产。

申请号为CN201910509950.X的发明公开了一种具有防水功能的钙钛矿太阳能电池及其制备方法，方法包括：在衬底上依次制备各个功能层；在最外层的功能层上制备离子液体层，其中离子液体层的材料为阳离子具有疏水特性的官能团，且支链末端含有C＝C双键，离子液体阴离子为卤元素离子I-、Br-、Cl-以及F-中的一种的离子液体；在离子液体层上制备金属电极，得到所述钙钛矿太阳能电池。本发明利用具有C＝C双键的离子液体在空气中加热发生聚合的性质，能在钙钛矿太阳能电池表面形成一层网状的离子液体，加上离子液体疏水的特性，能起到表面防水的作用，从而显著提高钙钛矿太阳电池的抗湿性能。当在表面沉积离子液体时，不会阻挡电荷的传输，从而不会造成钙钛矿太阳能电池转换效率的衰减。

申请号为201811334914.6的发明公开了一种CsPbBr₃钙钛矿电池的连续气相沉积制备方法，该电池结构在FTO导电玻璃的FTO薄膜所在面上沉积致密层NiO₂薄膜或PEDOT:PSS薄膜作为空穴传输层；在空穴传输层上通过连续化学气相沉积法制备钙钛矿光吸收层薄膜；在钙钛矿吸收层薄膜上制备电子传输层；最后在电子传输层上蒸镀Ag电极作为顶电极。从而提高了钙钛矿光吸收层薄膜质量、衬底覆盖性、稳定性及重复性，减少载流子复合。同时，这种制备方法简单，成本低廉，为钙钛矿太阳能电池的商业化应用提供了新的思路。