[发明专利]钙钛矿层制备方法、钙钛矿电池及叠层电池

说明书

本发明提供了一种钙钛矿层制备方法、钙钛矿电池及叠层电池，涉及太阳能光伏技术领域。其中，在基底的第一表面制备钙钛矿前驱体层后，将基底上第一表面的钙钛矿前驱体层浸入混合溶液，基底上的第二表面不接触混合溶液，以使混合溶液向钙钛矿前驱体层扩散交换形成钙钛矿层，此时，混合物溶液可以向直接浸入的钙钛矿前驱体层不受尺寸限制的扩散，避免了旋涂法中膜层的质量均差异，以及喷涂中在液膜中引入气泡等问题，能够有效制备均匀、大面积的钙钛矿层，同时，无需精密的刀头、狭缝，以及对其他参数的精确控制，简化了工艺，降低了制备成本。

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层制备方法、钙钛矿电池及叠层电池。

背景技术

钙钛矿电池是一种高效的太阳能电池，其带隙宽、吸收系数高、短波光谱响应高，光电转换效率可达25.5％。采用钙钛矿电池与窄带隙的太阳能电池构成叠层电池，可以实现光谱的分配吸收，降低载流子弛豫引起的能量损失，进一步提升太阳能电池的转换效率，如结构为钙钛矿电池/硅异质结电池的叠层电池光电转换效率可达29.5％。

钙钛矿层的质量、均匀性是影响钙钛矿电池光电性能的主要因素。目前，钙钛矿电池主要采用溶液法、真空法制备钙钛矿层。溶液法主要包括旋涂法、狭缝涂布法、喷墨打印法等，旋涂法由于器件的中心与边缘存在离心力、线速度差异，而狭缝涂布法、喷墨打印法受溶液粘度、环境湿度、温度等因素极大影响溶剂的挥发性，导致制备得到的钙钛矿层质量均匀性差。而且，在涂膜、喷涂时，液膜空气(惰性气体)的接触可能引入气泡，影响成膜质量，在涂膜开始、结束时会控制涂布速度，可能导致膜层边缘处成膜不均匀。而且，溶液法需要精密的刀头、狭缝，制备过程中，需要精确控制液体的黏度、刀头高度、移动速度等，工艺控制复杂、成本高。

因此，提供一种低成本的，可实现制备大面积均匀钙钛矿层的制备方法是提升钙钛矿电池光电性能，以及基于钙钛矿电池的叠层电池光电性能提升的关键。

发明内容

本发明提供一种钙钛矿层制备方法、钙钛矿电池及叠层电池，旨在提供一种低成本、可实现大面积均匀制备钙钛矿层的制备方法。

第一方面，本发明实施例提供了一种钙钛矿层制备方法，该方法可以包括：

在基底的第一表面上制备钙钛矿前驱体层；

将所述基底的第一表面上所述钙钛矿前驱体层浸入混合溶液，所述基底上的第二表面与所述混合溶液不接触，以使所述混合溶液向所述钙钛矿前驱体层扩散交换形成钙钛矿层。

可选地，所述钙钛矿前驱体层的孔隙率范围为30％-60％。

可选地，所述在基底的第一表面上制备钙钛矿前驱体层，包括：

在100℃-200℃的温度范围下，在基底的第一表面上采用前驱体材料沉积制备所述钙钛矿前驱体层。

可选地，所述前驱体材料的沉积速率范围为

可选地，所述钙钛矿前驱体层的厚度范围为300nm-800nm；

可选地，所述钙钛矿前驱体层的密度范围为2.2g/cm²-5.0g/cm²。

可选地，所述前驱体材料包括碘化铅、氯化铅、溴化铅、氯化铅、碘化铯、溴化铯、氯化铯、碘化铷中的至少一种。

可选地，所述将所述基底的第一表面上所述钙钛矿前驱浸入混合溶液，包括：

控制浸入深度范围为10μm-1000μm，将所述基底第一表面上的所述钙钛矿前驱体层浸入所述混合溶液。

可选地，所述混合溶液的浓度范围为0.5mol/ml-0.7mol/ml；所述混合溶液为有机卤化物混合溶液；