太阳能电池及其制备方法与流程

本申请涉及光伏器件，特别是涉及一种太阳能电池及其制备方法。

背景技术：

1、自组装单分子层(self-assembled monolayer，sam)作为空穴传输层，用于取代传统有机空穴传输材料（如ptaa和pedot:pss），sam具有与钙钛矿能级匹配、寄生吸收小、稳定性高以及成本低和可规模化生产等优点。目前，sam采用旋涂法制备，但是旋涂法在制备过程中容易受到环境因素影响，导致形成的膜层均匀性差且同批次制备的膜层一致性差。

技术实现思路

1、基于此，本申请一实施例提供一种有利于提高膜层一致性和接触效果的太阳能电池及其制备方法。

2、第一方面，本申请提供一种太阳能电池的制备方法，所述制备方法包括：

3、提供基底，所述基底上形成有第一电极层；

4、对所述基底进行加热，采用真空蒸发法，在所述第一电极层的表面形成空穴传输层，所述空穴传输层的材料包括sam材料；

5、在所述空穴传输层上形成钙钛矿层。

6、在一些实施方式中，所述加热的温度为80℃~150℃。

7、在一些实施方式中，在形成所述空穴传输层时，采用所述真空蒸发法的原料蒸发速度为0.1å/s~0.3å/s，真空度为9.9×10-7torr~5×10-5torr。

8、在一些实施方式中，所述形成钙钛矿层的步骤包括：

9、采用真空蒸发法，在所述空穴传输层背离所述基底的表面形成无机盐骨架层；

10、采用真空蒸发法，在所述无机盐骨架层上形成有机盐层，所述无机盐骨架层和有机盐层构成钙钛矿预制层；

11、对所述钙钛矿预制层进行退火处理，制备所述的钙钛矿层。

12、在一些实施方式中，在对所述钙钛矿预制层退火处理之前，还包括：采用真空蒸发，在所述钙钛矿预制层的表面形成钝化层。

13、在一些实施方式中，所述钝化层的材料包括2-苯乙胺盐酸盐、2-苯乙胺氢碘酸盐、2-苯乙胺氢溴酸盐、4-三氟甲基-苯乙胺碘、2-噻吩乙胺盐酸盐、2-噻吩乙胺氢碘酸盐、2-噻吩乙胺氢溴酸盐、正丁胺盐酸盐、正丁胺氢碘酸盐和正丁胺氢溴酸盐中的至少一种。

14、在一些实施方式中，在形成所述钝化层时，采用所述真空蒸发法的原料蒸发速度为0.1å/s~1å/s，真空度为9.9×10-7torr~5×10-5torr。

15、在一些实施方式中，所述钝化层的厚度为1nm~100nm。

16、在一些实施方式中，所述退火处理的温度为100℃~200℃，真空度为9.9×10-7torr~5×10-5torr，时间为10min~120min。

17、在一些实施方式中，还包括：在所述钙钛矿层背离基底的表面依次形成电子传输层、缓冲层和电极。

18、可选地，采用真空蒸发法、狭缝涂布法和旋涂法中的至少一种形成所述电子传输层。

19、可选地，采用真空蒸发法和原子层沉积法中的至少一种形成所述缓冲层。

20、可选地，采用真空蒸发法和磁控溅射法中的至少一种形成所述电极。

21、在一些实施方式中，所述第一电极层的材料包括透明导电氧化物。

22、可选地，所述第一电极层的厚度为100nm~200nm。

23、在一些实施方式中，所述空穴传输层的厚度为1nm~100nm。

24、在一些实施方式中，所述sam材料包括[4-（3,6-二甲基-9h-咔唑-9-基）丁基]膦酸、[2-(3,6-二甲氧基-9h-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[2-(9h-咔唑-9-基)乙基]膦酸、[4-(7h-二苯并咔唑-7-基)丁基]磷酸和(4-(5,9-二溴-7h-二苯并[c，g]咔唑-7-基)丁基)膦酸中的至少一种。

25、在一些实施方式中，所述sam材料中含有稠环。

26、可选地，所述sam材料包括[4-(7h-二苯并咔唑-7-基)丁基]磷酸和(4-(5,9-二溴-7h-二苯并[c，g]咔唑-7-基)丁基)膦酸中的至少一种；进一步可选地，所述空穴传输层的厚度为10nm~100nm。

27、第二方面，本申请提供一种如第一方面所述太阳能电池的制备方法制备得到的太阳能电池。

28、在一些实施方式中，所述太阳能电池为叠层太阳能电池，所述叠层太阳能电池包括层叠设置的至少两个子电池，至少一个所述子电池中包括所述空穴传输层。

29、相对于传统技术，本申请至少具有以下有益效果：

30、本申请采用真空蒸发法制备包括sam材料的空穴传输层，有效保证空穴传输层的制备一致性，可以实现更致密的膜层沉积和更好的膜厚控制。并且本申请在制备过程中对基底进行加热，蒸发后的sam材料在接触到热基底后，能够有效保证sam材料分子中的功能基团与基底的键合键合速率与键合概率达到合适的水平，实现分子的有序、致密排列，从而提高基底上沉积的sam材料的膜层质量，提高采用真空蒸发法制备得到的空穴传输层与基底的接触效果。

技术特征：

1.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述加热的温度为80℃~150℃。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在形成所述空穴传输层时，采用所述真空蒸发法的原料蒸发速度为0.1å/s~0.3å/s，真空度为9.9×10-7torr~5×10-5torr。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述形成钙钛矿层的步骤包括：

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在对所述钙钛矿预制层退火处理之前，还包括：

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述钝化层满足如下条件中的至少一个：

7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述退火处理的温度为100℃~200℃，真空度为9.9×10-7torr~5×10-5torr，时间为10min~120min。

8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，还包括：

9.如权利要求1-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第一电极层的材料包括透明导电氧化物；

10.如权利要求1-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述空穴传输层满足如下条件中的至少一个：

11.如权利要求1-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述sam材料中含有稠环；

12.一种权利要求1-11任一项所述太阳能电池的制备方法制备得到的太阳能电池。

13.如权利要求12所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池为叠层太阳能电池，所述叠层太阳能电池包括层叠设置的至少两个子电池，至少一个所述子电池中包括所述空穴传输层。

技术总结本申请提供了一种太阳能电池及其制备方法，制备方法包括：提供基底，基底上形成有第一电极层；对基底进行加热，采用真空蒸发法，在第一电极层的表面形成空穴传输层，空穴传输层的材料包括SAM材料，在空穴传输层上形成钙钛矿层。本申请制备得到的空穴传输层一致性好且与基底的接触效果好。技术研发人员：贺锐,王殿曦,徐晨鑫,时宇,张学玲受保护的技术使用者：天合光能股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15