[发明专利]钙钛矿薄膜制备方法、钙钛矿电池及叠层电池

说明书

本发明提供了一种钙钛矿薄膜制备方法、钙钛矿电池及叠层电池，涉及太阳能光伏技术领域。其中，在基底上蒸镀金属卤化物薄膜，并使金属卤化物薄膜的孔隙率范围为30％‑60％，以使金属卤化物呈现疏松多孔的状态，此时，将金属卤化物薄膜与有机卤化物接触，在疏松多孔的状态下有机卤化物能够充分接触、渗透金属卤化物薄膜，在有机卤化物向金属卤化物扩散交换形成钙钛矿薄膜后，使得制备得到的钙钛矿薄膜中金属卤化物残留低、有机卤化物表面富集少，钙钛矿薄膜质量高，有效提高电池的转换效率。

技术领域

本发明涉及太阳能光伏技术领域，特别是涉及一种钙钛矿薄膜制备方法、钙钛矿电池及叠层电池。

背景技术

钙钛矿由于其优秀的光电特性、可调带隙、低加工成本等特点，被用于叠层电池中，以通过不同带隙的吸收层叠加降低光电转换过程的热损失，如钙钛矿电池与单晶硅异质结电池串联形成的二端叠层电池效率高达29.5％，并且有突破30％的潜力。

目前，钙钛矿电池的钙钛矿薄膜常先蒸镀金属卤化物薄膜，再旋涂甲眯氢碘酸盐、甲胺氢溴酸盐等前驱体溶液使其反应形成钙钛矿薄膜，但是，蒸镀得到的金属卤化物薄膜通常为片状结构、致密度高，前驱体溶液难以充分渗透下层，导致与金属卤化物薄膜无法充分反应，使制备得到的钙钛矿薄膜中存在碘化铅残留、有机卤素表面富集等问题，影响叠层电池的转换效率。

发明内容

本发明提供一种钙钛矿薄膜制备方法、钙钛矿电池及叠层电池，旨在使得有机卤化物与金属卤化物薄膜充分反应，以提高制备钙钛矿薄膜的质量，从而提高电池的转换效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种钙钛矿薄膜制备方法，该方法可以包括：

在基底上蒸镀金属卤化物薄膜，所述金属卤化物薄膜的孔隙率范围为30％-60％；

将所述金属卤化物薄膜与有机卤化物接触，以使所述有机卤化物向所述金属卤化物薄膜扩散交换形成钙钛矿薄膜。

可选地，所述金属卤化物薄膜的颗粒呈球状或椭球状；

可选地，所述金属卤化物薄膜的颗粒粒径范围为50nm-200nm；

可选地，所述金属卤化物薄膜的厚度范围为300nm-1000nm。

可选地，所述在基底上蒸镀金属卤化物薄膜，包括：

在80℃-250℃的沉积温度下，在所述基底上蒸镀金属卤化物，制备金属卤化物薄膜。

可选地，所述金属卤化物包括碘化铅、氯化铅、溴化铅、碘化铯、溴化铯、氯化铯、碘化铷中的至少一种。

可选地，所述有机卤化物包括有机阳离子和卤素阴离子，所述有机阳离子包括甲胺阳离子和甲脒阳离子中的至少一个，所述卤素阴离子包括氯离子、溴离子和碘离子中的至少一个。

可选地，所述基底具有绒面结构，所述在基底上蒸镀金属卤化物薄膜，包括：

在所述基底的绒面结构上蒸镀共形覆盖所述绒面结构的金属卤化物薄膜。

可选地，所述绒面结构为金字塔，所述金字塔尺寸范围为0.5μm-10μm。

可选地，所述有机卤化物为有机卤化物溶液，所述将所述基底上所述金属卤化物薄膜与有机卤化物接触，包括：

将所述基底上所述金属卤化物薄膜浸入所述有机卤化物溶液，所述基底背离所述金属卤化物薄膜的表面与所述有机卤化物溶液不接触，所述有机卤化物溶液的浓度范围为0.5mol/ml-0.7mol/ml；

可选地，所述有机卤化物为有机卤化物蒸气，所述将所述基底上所述金属卤化物薄膜与有机卤化物接触，包括：

将所述基底上所述金属卤化物薄膜置于所述有机卤化物蒸气的气氛中，所述基底背离所述金属卤化物薄膜的表面与所述有机卤化物蒸气不接触。