[发明专利]一种钙钛矿电池的制备方法

说明书

本发明公开了一种钙钛矿电池的制备方法，包括如下步骤：(1)用酸性水溶液浸泡氧化镍基底，浸泡完成后，对氧化镍基底进行烘干处理；(2)在氧化镍基底上涂敷PbI₂溶液，然后再涂敷甲胺碘溶液制成薄膜；(3)薄膜冷却后涂敷电子传输层；(4)蒸镀银电极组装成钙钛矿电池。利用酸性水溶液刻蚀钝化钙钛矿电池器件的传输底层界面，能有效地减少钙钛矿与传输层之间的界面缺陷，降低界面处空穴‑电子的复合速率，从而有效地提升钙钛矿电池的光电转化效率及湿度稳定性。

技术领域

本发明属于光伏器件制造技术领域，涉及一种钙钛矿电池的制备方法。

背景技术

目前面对能源危机及环境污染，太阳能作为一种可再生能源，成为近几年的研究重点。随着光伏产业应用发展和推广，光伏装机容量和技术迭代创新呈现螺旋式增长。电池技术按发展历程可分为第一代晶硅技术，第二代铜铟镓硒、砷化镓薄膜技术，第三代新型电池技术。在第三代新型电池技术中，原材料来源丰富、高效、低成本的钙钛矿太阳能电池自问世以来被公认为是最有发展潜力的新一代光伏技术之一，目前单节器件最高认证效率已达25.5％；晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的认证效率已经突破29.5％。

在电池制备技术中，表界面复合一直是影响电池光电转换效率的关键因素之一。为了减少表面复合对电池的影响，相关技术和工艺已相继被研发，其中，在钙钛矿层与传输层界面额外引入一种物质来修饰界面成为减少表界面缺陷的重要策略之一。但额外引入其他物质往往会使工艺更为复杂，而且常常存在界面处难以均匀铺展的现象，使其在钙钛矿电池的大规模生产上存在一定的局限性。

中国专利CN108054282A公开了一种锌掺杂氧化镍纳米颗粒空穴传输层反置钙钛矿太阳能电池及制备方法。该制备方法主要包括以下内容：(1)以FTO玻璃作为窗口层进行部分刻蚀；(2)制备锌掺杂氧化镍纳米颗粒空穴传输层；(3)制备钙钛矿体异质结薄膜；(4)在钙钛矿层上制备电子传输层；(5)在电子传输层上制备电极修饰层；(6)在电极修饰层上制备金属电极，从而获得太阳能电池。本发明主要通过掺杂锌优化氧化镍纳米颗粒得到与钙钛矿匹配良好的空穴传输层，最后通过组装得到钙钛矿太阳能电池。对所得电池进行电池性能测试，得到光电转换效率最高可达18.9％。尽管本发明制备的空穴传输层相比于传统的空穴传输材料，在电池性能方面有一定的提高，但额外引入的锌使得制备工艺更为复杂且不稳定，因此，探索一种方法简单、稳定性高且光电转化效率高的钙钛矿电池的制备方法就显得尤为重要。

发明内容

本发明提供了一种钙钛矿电池的制备方法，不仅能改变底层薄膜的宏观形貌，促使结构性能的改变，而且通过酸性物质额外引入的阴离子与底层薄膜产生化学作用，从而达到双重减少表界面缺陷的作用，以此来钝化钙钛矿界面，提升钙钛矿电池光电转化效率和湿度稳定性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

首先，提供了一种钙钛矿电池的制备方法，包括如下步骤：

(1)用酸性水溶液浸泡氧化镍基底，浸泡完成后，对氧化镍基底进行烘干处理；

(2)在氧化镍基底上涂敷PbI₂溶液，然后再涂敷甲胺碘溶液制成薄膜；

(3)薄膜冷却后涂敷电子传输层；

(4)蒸镀银电极组装成钙钛矿电池；

步骤(1)中所述酸性水溶液包括非含氧酸和/或含氧酸。

进一步地，步骤(1)中所述酸性水溶液中非含氧酸、含氧酸加入的体积比为0-1:1-2.5。

进一步地，所述非含氧酸包括氢碘酸、氢溴酸、氢氟酸、盐酸的一种或几种，所述含氧酸包括硫酸、硝酸、磷酸、亚磷酸、柠檬酸、草酸、亚硫酸、丙酮酸、亚硝酸、碳酸、苹果酸、葡萄糖酸、甲酸、乳酸、硅酸、苯甲酸、丙烯酸、乙酸、丙酸、硬脂酸、次氯酸、硼酸、氯酸﹑高氯酸﹑亚氯酸﹑次氯酸的一种或几种；所述含氧酸优选为亚磷酸、甲酸。