[发明专利]一种太阳能电池基底制绒的方法

说明书

本发明涉及一种太阳能电池基底制绒的方法，包括步骤：将浓度为40％～50％的HF和去离子水混合，制备得到腐蚀液；调节Ar浓度、沉积压强和溅射功率，利用磁控溅射镀膜设备在带有绒面的干净玻璃表面生长透明基底。本发明的有益效果是：本发明采用一种太阳能电池基底制绒的方法，通过HF腐蚀的方式制备纳米结构的绒面，解决光学损失的问题，并对叠层电池进行光管理。本发明一方面通过纳米结构的光管理增加了光的散射以增长光路、减少反射，提高了光的收集效率，在全向减反都有不同程度的提高；另一方面在通过HF处理获得的绒面上形成钙钛矿层，钙钛矿层会获得纳米绒面结构，拥有更好的鲁棒性，有利于减少钙钛矿层缺陷。

技术领域

本发明属于光伏领域，尤其涉及一种太阳能电池基底制绒的方法。

背景技术

近年来，钙钛矿电池因其拥有优异的光电特性，获得广泛的关注。其活性层吸收系数高，载流子扩散长度长，并且带隙可调节等特性，使其可以配合低带隙的晶硅电池形成串联器件。目前钙钛矿/硅叠层太阳能电池光电转化效率的理论值为45.3％，但是目前钙钛矿/硅叠层的太阳能电池的最高认证光电转化效率为29.5％，远远低于理论值。影响器件达到理论效率的原因包括光学损失和电学损失，光学损失包括界面反射和不同层的寄生吸收，电学损失包括非辐射复合，电荷传输不完善导致填充因子低等。

为了克服钙钛矿基串联器件和单结钙钛矿太阳能电池的光学损耗，光管理是目前的研究重点；目前为了减少光学损失，基于陷光以及干涉的原理，常采用的减反射技术包括：

(1)腐蚀法；光伏产业采用的玻璃大多是Na₂O-CaO-SiO₂的结构，通过化学反应获得微观结构；

(2)蒸镀和刻蚀；加法和减法制备表面减反层，可以针对性的制备高透过率，大带宽特性，且均匀性良好的几十层甚至上百层的减反膜；

(3)纳米组装；纳米组装技术如模板法、刻蚀法、生长法或其多种方法组合；通过形成纳米棒、纳米球、纳米针等，利用光刻、组装等方式形成均匀有序的微结构；

(4)溶胶凝胶法；该减反技术最大的优势可以采用浸涂，喷涂或滚涂等多种简单方法进行大面积沉积，可以有效降低成本；

对光伏电池而言，高效利用太阳能，在克服技术问题以及成本问题以后，理想的减反层仍需要满足以下三项要求：

(1)具备超低的反射率；

(2)具备较大的可调减反射带宽；理想的减反层对于可吸收的光谱全谱段都有较好的减反效果，尤其针对钙钛矿吸收波段需要有较好的陷光作用；

(3)具备全向减反射的能力，从0°到90°都有较好的减反射能力。

目前腐蚀法大多难以控制均匀性和反应厚度，PVD、CVD等方法无法完全满足均匀性和反应厚度要求，并且成本较高；Sol-Gel法难以控制膜厚度，折射率大，难以多层沉积。纳米组装技术以刻蚀蒸镀等技术为基础，拥有与Sol-Gel法相似的问题。大面积制备和高效率难题仍未攻克。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种太阳能电池基底制绒的方法。

这种太阳能电池基底制绒的方法，用HF处理获得纳米绒面，包括以下步骤：

步骤1、将浓度为40％～50％的HF和去离子水混合，制备得到腐蚀液；将待制绒的干净玻璃放入腐蚀液中进行腐蚀，通过控制腐蚀时长，来获得设定尺寸的具备纳米尺度微结构的绒面；

步骤2、调节Ar浓度、沉积压强和溅射功率，利用磁控溅射镀膜设备在步骤1所得带有绒面的干净玻璃表面生长透明基底；

步骤3、采用热蒸镀法在透明基底上制备空穴传输层(HTL)；

步骤4、在空穴传输层上通过旋涂法制备钙钛矿薄膜，形成共型钙钛矿层；