[发明专利]一种基于钙钛矿材料的光伏发光特种玻璃及其制备方法

权利要求书

1.一种基于钙钛矿材料的光伏发光特种玻璃，其特征在于，所述光伏发光玻璃使用钙钛矿材料作为吸收层和发射层，整体纵向结构单元从下到上依次为：透明导电玻璃电极、缓冲层1、钙钛矿层、缓冲层2、透明电极、图案化辅助电极、玻璃保护层；横向结构为重复单元和辅助栅格电路。

2.根据权利要求1所述的基于钙钛矿材料的光伏发光特种玻璃，其特征在于，所述透明导电玻璃电极为ITO或FTO透明导电玻璃。

3.根据权利要求1所述的基于钙钛矿材料的光伏发光特种玻璃，其特征在于，缓冲层1的材料选自SnO₂、ZnO或TiO₂；所述缓冲层1的厚度为20-80nm。

4.根据权利要求1所述的基于钙钛矿材料的光伏发光特种玻璃，其特征在于，所述钙钛矿层的组分为ABX₃，其中A为MA、FA、Cs中的一种或两种以上，B为Pb和Sn的一种或两种，X为I和Br的一种或两种；所述钙钛矿层的厚度为100-1000nm。

5.根据权利要求1所述的基于钙钛矿材料的光伏发光特种玻璃，其特征在于，缓冲层2的材料选自NiO_x、spiro-OMeTAD或PTAA；所述缓冲层2的厚度为20-120nm。

6.根据权利要求1所述的基于钙钛矿材料的光伏发光特种玻璃，其特征在于，所述透明电极为银纳米线、ITO或超薄透光金属电极；所述透明电极的厚度为50-150nm。

7.根据权利要求1所述的基于钙钛矿材料的光伏发光特种玻璃，其特征在于，通过激光划线工艺加工P1、P2、P3以实现串联模组的制备，得到图案化辅助电极；所述图案化辅助电极的厚度为200-800nm。

8.权利要求1-7任一项所述的基于钙钛矿材料的光伏发光特种玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)P1划线

在透明导电玻璃基底上使用激光划线加工P1，P1线宽80-200μm；

(2)透明导电玻璃的清洗

导电玻璃超声清洗，用氮气或者压缩空气将导电玻璃吹干，然后采用紫外光表面清洗处理去除有机物和增加成膜性；

(3)缓冲层1的制备

配置缓冲层1材料的前驱体溶液，将其通过化学浴沉积、旋涂、刮涂或喷涂沉积于透明导电玻璃电极上，热退火处理；或者通过ALD制备相应缓冲层1；

(4)钙钛矿层的制备

通过旋涂或刮涂的方式获得钙钛矿前驱体薄膜，之后将薄膜进行热退火处理；

(5)缓冲层2的制备

配置缓冲层2材料的前驱体溶液，通过旋涂、刮涂工艺制备相应缓冲层2；或者通过ALD制备相应缓冲层2；

(6)P2划线

在透明缓冲层2基底上使用激光划线加工P2，要求钙钛矿层清理干净，P2线宽100-400μm，其与P1间距为100-200μm；

(7)透明电极的制备

通过ALD将ITO沉积到缓冲层2的基底上制备透明电极，或者通过旋涂工艺制备银纳米线透明电极，或者通过蒸镀金属得到透明电极；

(8)P3划线

在透明电极基底上使用激光划线加工P3，要求上层透明电极清理干净，P3线宽为80-200μm，其与P2间距为100-200μm；

(9)图案化辅助电极的制备

图案化电极为辅助性栅格化电极Ag,Au,Cu,Al中的一种，通过掩膜版蒸镀或者丝网印刷形成电路连接，收集及注入电荷，但不影响大面积透光；

(10)玻璃保护层的制备

采用UV胶和硅树脂通过光聚合和触发聚合的方式，辅助玻璃封装，形成整体器件。

9.根据权利要求8所述的基于钙钛矿材料的光伏发光特种玻璃的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，配置钙钛矿前驱体溶液，浓度为1-1.6mol/mL，溶解后，将钙钛矿前驱体溶液在2000-5000rpm的条件下旋涂于透明缓冲层1上；或者通过刮涂的方式获得钙钛矿前驱体薄膜。

10.根据权利要求8所述的基于钙钛矿材料的光伏发光特种玻璃的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，获得钙钛矿前驱体薄膜之后，将旋涂好的钙钛矿薄膜放在100-150℃的加热台上热处理1-30min。