CN108389975B - 一种钙钛矿太阳电池组件的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钙钛矿太阳电池组件的制备方法，将FTO使用激光划间距为1cm的隔离线P1；与P1间隔100μm用直径为100μm的不锈钢丝遮挡FTO，使用热喷涂的方法制备氧化钛或者氧化锡，移去钢丝，形成隔离线P2‑1；利用共蒸发法制备碘化铅/碘化铯薄膜，将碘化铅/碘化铯薄膜放入真空腔，加热FAI粉末，FAI蒸汽与碘化铅/碘化铯薄膜反应形成CsxFA1‑xPbI3钙钛矿薄膜；再喷涂空穴传输层材料，沿着P2‑1使用激光划隔离线P2‑2；热蒸发金，使用激光距离P2‑2 100μm划隔离线P3，封装得到钙钛矿太阳电池组件。本发明采用不锈钢丝遮挡FTO，热喷涂制备氧化钛或者氧化锡薄膜，利用移去钢丝后所形成的隔离线P2‑1，解决了钙钛矿太阳电池之间的有效串联问题，实施效率高。

Description

一种钙钛矿太阳电池组件的制备方法
技术领域
本发明涉及太阳电池技术领域，尤其是一种钙钛矿太阳电池组件的制备方法。
背景技术
钙钛矿太阳电池发展非常迅速，小面积钙钛矿太阳电池的报道已经达到近22.1％。但是，这些电池制备过程都使用了旋涂法或者反溶剂法等，无法大规模的生产。
钙钛矿太阳电池的实际应用需要将多个电池进行串联形成大面积的组件结构，但是常用的氧化钛氧化锡等电子传输材料和透明电极的材料性质非常相似，因而传统的激光刻划方法无法将电子传输材料划去而不损伤透明电极，尽管使用有机电子传输材料可以解决这个问题，但是，有机的电子传输层又会影响到电池的稳定性。
因此，寻找一种可大规模生产的方法，以及实现多个钙钛矿子电池的有效串联非常重要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种钙钛矿太阳电池组件的制备方法，解决钙钛矿太阳电池产业化生产以及制备钙钛矿太阳电池组件时子电池有效串联的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种钙钛矿太阳电池组件的制备方法，具有如下步骤：
a、将FTO使用激光划隔离线P1，隔离线间距为1cm；
b、与P1间隔100μm用不锈钢丝遮挡FTO，使用热喷涂的方法制备氧化钛或者氧化锡，移去钢丝，形成隔离线P2-1；
c、蒸发碘化铅碘化铯薄膜，然后将碘化铅/碘化铯薄膜放入真空腔，加热FAI粉末，FAI蒸汽与碘化铅/碘化铯薄膜反应形成CsxFA1-xPbI3钙钛矿薄膜；
d、喷涂空穴传输层材料；
e、使用激光沿着P2-1划线，形成P2-2；
f、蒸发金；
g、使用激光划线P3；最后，将形成的组件封装，制备得到钙钛矿太阳电池组件。
优选地，步骤b中，利用直径为100μm的不锈钢丝作为遮挡，通过热喷涂的方法来制备氧化钛或者氧化锡薄膜，用于形成隔离线P2-1。
步骤c中，CsxFA1-xPbI3钙钛矿薄膜通过共蒸发制备之后与FAI蒸汽反应形成。
步骤d中，制备完空穴传输层材料之后，使用激光沿着隔离线P2-1继续划线，通过调整激光功率、脉冲宽度参数，确保划去钙钛矿和空穴传输层，形成隔离线P2-2。
步骤g中，蒸发金之后使用激光划隔离线P3，通过调整激光功率、脉冲宽度参数，确保P3只划去钙钛矿层、空穴传输层和金，保留电子传输层和透明导电薄膜。
本发明的有益效果是：本发明采用不锈钢丝遮挡FTO，使用热喷涂的方法制备氧化钛或者氧化锡，在移去钢丝后所形成隔离线P2-1，解决了钙钛矿太阳电池组件电池之间的有效串联问题，该制备方法实施效率高，可满足钙钛矿太阳电池产业化生产的需求。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的制备流程示意图。
图2是本发明形成P1、P32、P3隔离线的截面示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
图1、图2所示，一种钙钛矿太阳电池组件的制备方法，具有如下步骤：
a、首先将FTO玻璃使用532nm激光划隔离线P1,P1的宽度为100μm,P1的间距1cm；
b、将刻划好的FTO玻璃，上表面紧绷直径为100μm的不锈钢丝，并沿FTO表面紧密贴合，不锈钢丝距离P1的间距为200μm，使用喷雾热解的方法制备氧化钛或者氧化锡薄膜，厚度为30～50nm，之后移除不锈钢丝，形成P2-1隔离线。
c、使用共蒸发的方法制备碘化铅、碘化铯薄膜，碘化铅和碘化铯的摩尔比为9:1，形成碘化铯/碘化铅复合薄膜。
d、将此薄膜放入一个真空腔体中，腔体里包含一个加热器，加热器上有小孔，将FAI粉末平铺到加热器底部，分别控制衬底以及加热器的温度为190度和150度，真空度0.5Torr，通过控制反应时间，使FAI与碘化铅/碘化铯复合薄膜反应形成CsxFA1-xPbI3钙钛矿，其厚度为400～500nm。
e、喷涂空穴传输层，如Sprio,PTAA等材料，空穴传输层厚度控制在100nm。
f、使用532nm激光沿着P2-1划线，去除钙钛矿和空穴传输层，形成P2-2隔离线，P2-2隔离线的宽度为100um。
g、使用热蒸发方法沉积金薄膜，厚度为200nm。
h、使用532nm激光划隔离线P3，去除钙钛矿、空穴传输层和金，P3距离距离P2隔离线100um。
i、封装，将形成的组件封装而得到钙钛矿太阳电池组件。
本发明采用不锈钢丝遮挡FTO，再使用热喷涂的方法制备氧化钛或者氧化锡后，移去钢丝形成隔离线P2-1，连同后续的P2-2共同实现P2划线，解决了划去氧化钛或氧化锡而不损害FTO这个难题。P3划线只划去金、空穴传输层和钙钛矿层，保留了电子传输层(氧化钛，氧化锡)，因为这一层导电能力弱，实际上不会影响组件的有效串联，但是却极大了扩宽了激光工艺的窗口。该制备方法实施效率高，可满足钙钛矿太阳电池产业化生产的需求。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (2)

1.一种钙钛矿太阳电池组件的制备方法，其特征是：具有如下步骤：
a、将FTO使用激光划隔离线P1，隔离线间距为1cm；
b、与P1间隔100μm用不锈钢丝遮挡FTO，使用热喷涂的方法制备氧化钛或者氧化锡，移去钢丝，形成隔离线P2-1；
c、蒸发碘化铅/碘化铯薄膜，然后将碘化铅/碘化铯的薄膜放入真空腔，加热FAI粉末，FAI蒸汽与碘化铅/碘化铯薄膜反应形成CsxFA1-xPbI3钙钛矿薄膜；
d、喷涂空穴传输层材料，制备完空穴传输层材料之后，使用激光沿着隔离线P2-1继续划线，通过调整激光功率、脉冲宽度参数，划去钙钛矿和空穴传输层，形成隔离线P2-2；
e、蒸发金，蒸发金之后使用激光距离P2-2 100微米划隔离线P3，通过调整激光功率、脉冲宽度参数，确保P3只划去钙钛矿层、空穴传输层和金，保留电子传输层和透明导电薄膜；
f、最后，将形成的组件封装，制备得到钙钛矿太阳电池组件。
2.根据权利要求1所述的一种钙钛矿太阳电池组件的制备方法，其特征是：步骤b中，利用直径100μm的不锈钢丝作为遮挡，通过热喷涂的方法来制备氧化钛或者氧化锡薄膜，用于形成隔离线P2-1。
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