[发明专利]一种室温负压蒸发制备钙钛矿太阳电池的方法

说明书

本发明公开了一种室温负压蒸发制备钙钛矿太阳电池的方法，属于太阳电池领域。太阳电池结构包括透明导电衬底、电子传输层、钙钛矿吸收层、空穴传输层和电极。所述的负压蒸发法特征在于将功能层湿膜置于负压空间内，使溶剂从湿膜中快速挥发，获得高质量干膜。该法可在室温下完成功能层制备，无需退火，方便快捷，解决了电子传输层、钙钛矿吸收层等功能层在退火过程中受热不均匀、高能耗、无法大面积制备等问题。该法适用于柔性或刚性衬底、单结或多结钙钛矿太阳电池各功能层(电子传输层，钙钛矿吸收层，空穴传输层等)的室温制备，和其它光电器件(发光二极管，光电探测器，激光器等基于溶液制程的光电器件)功能薄膜的室温制备，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于钙钛矿太阳电池领域，具体涉及一种室温负压蒸发制备钙钛矿太阳电池的方法。

技术背景

钙钛矿半导体已广泛用作光电器件的活性层材料，如太阳能电池，发光二极管和光电探测器。钙钛矿材料具有吸光系数高、带隙可调、材料成本低、溶液可加工等优点。其中应用最成功和最广泛的是钙钛矿太阳能电池，其效率以前所未有的速度从原来的3.8％提高到25.5％。除了在单结太阳能电池上的成功，具有可调节带隙和良好吸光性能的钙钛矿半导体可成为多结串联太阳能电池的理想顶部电池，如钙钛矿/钙钛矿或钙钛矿/晶硅叠层太阳电池，但该领域存在电子传输层等功能层在退火过程中受热不均匀、高能耗、无法大面积制备等问题。本发明可在室温下完成钙钛矿太阳电池的制备，无需退火，方便快捷，解决了上述问题。本发明适用于柔性或刚性衬底、单结或多结钙钛矿太阳电池各功能层(电子传输层，钙钛矿吸收层，空穴传输层等)的室温制备，和其它光电器件(发光二极管，光电探测器，激光器等基于溶液制程的光电器件)功能薄膜的室温制备，应用前景广阔。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种室温负压蒸发制备钙钛矿太阳电池的方法，该方法是通过液体的沸点随外界压强减小而降低的原理，压强越低，沸点就越低，通过降低环境压强来快速降低液体的沸点，使其从液相快速汽化，促进湿膜中溶质析出结晶并成膜的方法。相比于传统的旋涂加高温退火的方法，该方法无需加热退火，不仅方便快捷，而且解决了柔性钙钛矿太阳电池中功能薄膜高温退火时受热不均匀的问题。此外，室温负压蒸发能够很好地解决大面积均匀性的问题，为高效、大面积钙钛矿太阳电池产业化提供了可能。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：