宽带隙钙钛矿太阳能电池及叠层电池、用电装置的制作方法

本申请涉及钙钛矿太阳能电池，特别是涉及一种宽带隙钙钛矿太阳能电池及叠层电池、用电装置。

背景技术：

1、自2009年问世以来单结钙钛矿太阳能电池一直在不断接近其理论肖克利-奎瑟（s-q）效率极限，近年来，快速实现了接近26%的最高光电转换效率。为了进一步提升太阳能电池的光电转换效率，目前最有潜力的方法是将宽带隙（带隙为1.68ev）钙钛矿电池与晶硅电池集成来构建串联叠层太阳能电池，具有1.68ev带隙的钙钛矿电池对于实现钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池中钙钛矿电池和晶硅电池之间的理想电流匹配至关重要。

2、然而，目前具有1.68ev的宽带隙钙钛矿太阳能电池依然面临较大的能量损失，且工艺时间较长、生产成本偏高，器件性能和产能有待进一步提升。

技术实现思路

1、基于此，本申请提供一种器件性能更好、效率更高，且工艺成本低的宽带隙钙钛矿太阳能电池，以及包含该宽带隙钙钛矿太阳能电池的叠层电池、用电装置。

2、本申请的第一方面，提供一种宽带隙钙钛矿太阳能电池，包括依次层叠的第一电极层、功能层和第二电极层，所述功能层包括钙钛矿薄膜，所述钙钛矿薄膜的制备方法包括如下步骤：

3、将有机无机杂化钙钛矿材料的前驱体溶液施加于预制件，然后加入反溶剂，制备中间件；

4、在隔绝水和氧气的环境条件下，将所述中间件于60℃~80℃进行第一次退火，制备第一制件；

5、在湿度小于或等于30%rh、空气环境条件下，将所述第一制件于90℃~110℃进行第二次退火。

6、在其中一个实施例中，所述第一次退火的温度为65℃~75℃；及/或

7、所述第二次退火的温度为95℃~105℃。

8、在其中一个实施例中，所述第一次退火的时间为1min~5min；及/或

9、所述第二次退火的时间为8min~15min。

10、在其中一个实施例中，所述有机无机杂化钙钛矿材料的结构通式为cs0.22fa0.78pb(i1-xbrx)3，其中x为0.15~0.2。

11、在其中一个实施例中，将有机无机杂化钙钛矿材料的前驱体溶液施加于预制件，然后加入反溶剂的步骤包括：

12、将所述前驱体溶液施加至所述预制件后进行旋涂处理，并旋涂处理结束前加入所述反溶剂。

13、在其中一个实施例中，旋涂处理的条件包括：转速为3000rpm/min~5000rpm/min，时间为40s~60s；及/或

14、在旋涂处理结束前20s~35s加入所述反溶剂。

15、在其中一个实施例中，所述前驱体溶液的溶剂包括二甲基亚砜（dmso）和n,n-二甲基甲酰胺（dmf）中的一种或两种，所述反溶剂包括氯苯和苯甲醚中的一种或两种。

16、在其中一个实施例中，所述反溶剂与所述前驱体溶液的体积比为5:2~4:1。

17、本申请的第二方面，提供一种叠层电池，包括串联设置的钙钛矿电池和晶硅电池，所述钙钛矿电池为第一方面所述的宽带隙钙钛矿太阳能电池。

18、本申请的第三方面，提供一种用电装置，包括第一方面所述的宽带隙钙钛矿太阳能电池或第二方面所述的叠层电池。

19、上述宽带隙钙钛矿太阳能电池以高性能的有机无机杂化钙钛矿材料体系为基础，配合反溶剂法，并在无水无氧的条件下进行中间相的析出，能够有效提升中间相的质量，然后在一定湿度和温度条件下进一步退火，能够有效改善宽带隙钙钛矿薄膜质量，减少缺陷密度，提升器件性能。同时，钙钛矿薄膜制备工艺时间短、生产效率高、成本低，有利于规模化生产。

技术特征：

1.一种宽带隙钙钛矿太阳能电池，其特征在于，包括依次层叠的第一电极层、功能层和第二电极层，所述功能层包括钙钛矿薄膜，所述钙钛矿薄膜的制备方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的宽带隙钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述第一次退火的温度为65℃~75℃；及/或

3.根据权利要求1所述的宽带隙钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述第一次退火的时间为1min~5min；及/或

4.根据权利要求1所述的宽带隙钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述有机无机杂化钙钛矿材料的结构通式为cs0.22fa0.78pb(i1-xbrx)3，其中x为0.15~0.2。

5.根据权利要求1~4任一项所述的宽带隙钙钛矿太阳能电池，其特征在于，将有机无机杂化钙钛矿材料的前驱体溶液施加于预制件，然后加入反溶剂的步骤包括：

6.根据权利要求5所述的宽带隙钙钛矿太阳能电池，其特征在于，旋涂处理的条件包括：转速为3000rpm/min~5000rpm/min，时间为40s~60s；及/或

7.根据权利要求1~4任一项所述的宽带隙钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述前驱体溶液的溶剂包括二甲基亚砜和n,n-二甲基甲酰胺中的一种或两种，所述反溶剂包括氯苯和苯甲醚中的一种或两种。

8.根据权利要求7所述的宽带隙钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述反溶剂与所述前驱体溶液的体积比为5:2~4:1。

9.一种叠层电池，其特征在于，包括串联设置的钙钛矿电池和晶硅电池，所述钙钛矿电池为权利要求1~8任一项所述的宽带隙钙钛矿太阳能电池。

10.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求1~8任一项所述的宽带隙钙钛矿太阳能电池或权利要求9所述的叠层电池。

技术总结本申请涉及一种宽带隙钙钛矿太阳能电池及叠层电池、用电装置。所述宽带隙钙钛矿太阳能电池，包括依次层叠的第一电极层、功能层和第二电极层，所述功能层包括钙钛矿薄膜，所述钙钛矿薄膜的制备方法包括如下步骤：将有机无机杂化钙钛矿材料的前驱体溶液施加于预制件，然后加入反溶剂，制备中间件；在隔绝水和氧气的环境条件下，将所述中间件于60℃~80℃进行第一次退火，制备第一制件；在湿度小于或等于30%RH、空气环境条件下，将所述第一制件于90℃~110℃进行第二次退火。所述宽带隙钙钛矿太阳能电池的器件性能更好、效率更高，且工艺成本低。技术研发人员：方达富受保护的技术使用者：深圳现象光伏科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25