CN114639780A - 一种钙钛矿太阳能电池的制备方法 - Google Patents

一种钙钛矿太阳能电池的制备方法 Download PDF

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CN114639780A CN202210303415.0A CN202210303415A CN114639780A CN 114639780 A CN114639780 A CN 114639780A CN 202210303415 A CN202210303415 A CN 202210303415A CN 114639780 A CN114639780 A CN 114639780A
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Abstract

本发明提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括：提供衬底；在衬底的一侧表面依次形成第一电极、第一电荷传输层、钙钛矿层、第一钝化层、第二电荷传输层和第二电极；采用真空蒸发工艺形成第一钝化层。真空蒸发工艺对钙钛矿层的平整度不具有依赖作用，易于形成完全覆盖钙钛矿层的均匀的第一钝化层，保证了第一钝化层的钝化效果；同时，形成第一钝化层的过程中不涉及溶液的添加和去除，不仅简化了制备工序，还避免了溶液的挥发或排放，有利于实现绿色生产；此外，真空蒸发工艺能够制备大面积钙钛矿太阳能电池，且与产线设备匹配性好，可提高生产效率。

Description

一种钙钛矿太阳能电池的制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种钙钛矿太阳能电池的制备方法。
背景技术
近年来，环境污染和能源短缺问题成为世界关注的焦点，为了解决全球性的能源危机和环境恶化问题，寻找可持续利用的绿色能源成为当务之急。太阳能以其储量高、分布广、可再生、无污染等特点被认为是解决能源短缺和环境污染问题的关键。因此，如何开发和高效利用太阳能成为了人们关注的重点。太阳能电池作为利用太阳能的有效方式，其基本原理是利用光生伏特效应将太阳辐射能直接转换为电能，具有转换效率高、成本低等优点，在新能源开发和环境保护方面具有巨大的潜力。钙钛矿太阳能电池(PSC)是一种新型太阳能电池,具有制造成本低和光电转换效率高等显著优点。钙钛矿太阳能电池由于其不断刷新的转换效率而受到广泛关注，产业化的研究也在不断推进。
钙钛矿层与电子传输层的界面处、以及钙钛矿层和空穴传输层的界面处存在很多界面缺陷例如晶界、位错、碘空位等，上述界面缺陷的存在一方面形成了载流子复合中心，影响了载流子传输，导致滞后效应以及光电转换效率损失，一方面还影响了电池寿命，从而影响了钙钛矿太阳能电池的商业化应用。通常采用钝化工艺对钙钛矿层进行钝化以减少界面缺陷。目前一般通过溶液钝化法形成覆盖钙钛矿层表面的钝化层。
然而，由于溶液具有流动性，溶液钝化法对钙钛矿层的平整度具有较大的依赖作用。具体的，当钙钛矿层具有较大的粗糙度时，钝化层难以完全覆盖在钙钛矿层表面，从而影响钝化效果。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有钝化工艺对粗糙度较大的钙钛矿层钝化效果不佳的缺陷，从而提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法。
本发明提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括：提供衬底；在所述衬底的一侧表面依次形成第一电极、第一电荷传输层、钙钛矿层、第一钝化层、第二电荷传输层和第二电极；采用真空蒸发工艺形成所述第一钝化层。
可选的，所述第一钝化层的厚度为0.5nm-50nm。
可选的，所述第一钝化层的沉积速率为
Figure BDA0003563758950000021
可选的，所述第一钝化层的材料包括AX，其中A包括碱金属离子、甲胺离子、甲脒离子中的至少一种，X为卤素离子中的至少一种。
可选的，所述第一钝化层的材料为KX，厚度为0.5nm-2nm，沉积速率为
Figure BDA0003563758950000022
或者，所述第一钝化层的材料为CsX，厚度为1nm-6nm，沉积速率为
Figure BDA0003563758950000023
或者，所述第一钝化层的材料为MAX，厚度为5nm-40nm，沉积速率为
Figure BDA0003563758950000024
或者，所述第一钝化层的材料为FAX，厚度为5nm-50nm，沉积速率为
Figure BDA0003563758950000025
可选的，在形成所述第一电荷传输层之后，还包括采用真空蒸发工艺形成第二钝化层的步骤；形成所述钙钛矿层后，所述第二钝化层位于所述第一电荷传输层与所述钙钛矿层之间。
可选的，所述第二钝化层的厚度为0.5nm-50nm。
可选的，所述第二钝化层的沉积速率为
Figure BDA0003563758950000026
可选的，所述第二钝化层的材料包括AX，其中A包括碱金属离子、甲胺离子、甲脒离子中的至少一种，X为卤素离子中的至少一种。
可选的，所述第二钝化层的材料为KX，厚度为0.5nm-2nm，沉积速率为
Figure BDA0003563758950000031
或者，所述第二钝化层的材料为CsX，厚度为1nm-6nm，沉积速率为
Figure BDA0003563758950000032
或者，所述第二钝化层的材料为MAX，厚度为5nm-40nm，沉积速率为
Figure BDA0003563758950000033
或者，所述第二钝化层的材料为FAX，厚度为5nm-50nm，沉积速率为
Figure BDA0003563758950000034
可选的，形成所述钙钛矿层的工艺包括狭缝涂布工艺或真空沉积工艺。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的钙钛矿太阳能电池的制备方法，真空蒸发工艺对钙钛矿层的平整度不具有依赖作用，易于形成完全覆盖钙钛矿层的均匀的第一钝化层，保证了第一钝化层的钝化效果，即使钙钛矿层具有较大的粗糙度，也能保证良好的钝化效果；同时，在形成第一钝化层的过程中不涉及溶液的添加和去除，不仅简化了制备工序，还避免了溶液的挥发或排放，有利于实现绿色生产；此外，真空蒸发工艺能够制备大面积钙钛矿太阳能电池，且与产线设备匹配性好，可提高生产效率。
2.本发明提供的钙钛矿太阳能电池的制备方法，在形成所述第一电荷传输层之后，还包括形成第二钝化层的步骤，第二钝化层能够钝化所述第一电荷传输层和所述钙钛矿层之间的界面缺陷，进一步减少载流子复合中心，从而有效提高钙钛矿太阳能电池的光电转化效率和稳定性，并减小钙钛矿太阳能电池的迟滞效应。同时，真空蒸发工艺对第一电荷传输层的平整度不具有依赖作用，易于形成完全覆盖第一电荷传输层的第二钝化层，保证了第二钝化层的钝化效果。
3.本发明提供的钙钛矿太阳能电池的制备方法，所述第一钝化层和所述第二钝化层的厚度为0.5nm-50nm。通过将所述第一钝化层和所述第二钝化层限定为上述厚度，在保证所述第一钝化层和所述第二钝化层的钝化效果的同时，保证了钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。
4.本发明提供的钙钛矿太阳能电池的制备方法，所述第一钝化层和所述第二钝化层的沉积速率为
Figure BDA0003563758950000041
通过将所述第一钝化层和所述第二钝化层的沉积速率限定为上述数值，能够在保证沉积效率的同时，保证所述第一钝化层和所述第二钝化层的沉积质量，从而保证所述第一钝化层和所述第二钝化层的钝化效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的实施例提供的一种钙钛矿太阳能电池的结构示意图；
图2为本发明的实施例提供的另一种钙钛矿太阳能电池的结构示意图；
附图标记说明：
1-衬底；2-第一电极；3-第一电荷传输层；4-钙钛矿层；5-第二电荷传输层；6-第二电极；7-第一钝化层；8-第二钝化层。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
参见图1，本实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括：提供衬底1；在所述衬底1的一侧表面依次形成第一电极2、第一电荷传输层3、钙钛矿层4、第一钝化层7、第二电荷传输层5和第二电极6，得到钙钛矿太阳能电池；其中，采用真空蒸发工艺形成所述第一钝化层7。
上述钙钛矿太阳能电池的制备方法，真空蒸发工艺对钙钛矿层4的平整度不具有依赖作用，易于形成完全覆盖钙钛矿层4的均匀的第一钝化层7，保证了第一钝化层7的钝化效果，即使钙钛矿层4具有较大的粗糙度，也能保证良好的钝化效果；同时，在形成第一钝化层7的过程中不涉及溶液的添加和去除，不仅简化了制备工序，还避免了溶液的挥发或排放，有利于实现绿色生产；此外，真空蒸发工艺能够制备大面积钙钛矿太阳能电池，且与产线设备匹配性好，可提高生产效率。
在本实施例中，参见图1，所述衬底1、第一电极2、第一电荷传输层3、钙钛矿层4、第一钝化层7、第二电荷传输层5和第二电极6依次层叠设置。所述衬底1的材料包括但不限于玻璃；所述第一电极2为透明导电层，所述透明导电层的材料包括但不限于ITO(氧化铟锡)、FTO(掺氟氧化锡)；所述第一电荷传输层3与第二电荷传输层5之一为空穴传输层，另一为电子传输层，所述空穴传输层的材料包括但不限于硫氰酸亚铜、氧化镍、PTAA(聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺])，所述电子传输层的材料包括但不限于氧化锌、二氧化钛、C60；所述第二电极6的材料包括银、铜。
在本实施例中，所述第一钝化层7的厚度为0.5nm-50nm。示例性的，所述第一钝化层7的厚度可以为0.5nm、1nm、2nm、5nm、6nm、10nm、20nm、30nm、40nm或50nm。需要理解的是，当第一钝化层7过薄，则钝化效果不明显；当第一钝化层7过厚，则影响钙钛矿太阳能电池的光电转换效率；通过将所述第一钝化层7限定为上述厚度，在保证所述第一钝化层7钝化效果的同时，保证了钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。
在本实施例中，所述第一钝化层7的沉积速率为
Figure BDA0003563758950000051
示例性的，所述第一钝化层7的沉积速率可以为
Figure BDA0003563758950000052
Figure BDA0003563758950000053
或
Figure BDA0003563758950000054
需要理解的是，当第一钝化层7沉积过慢，则延长了沉积时间，从而不利于生产效率；当第一钝化层7沉积过快，则无法保证所述第一钝化层7的沉积质量；通过将所述第一钝化层7的沉积速率限定为上述数值，能够在保证沉积效率的同时，保证第一钝化层7的沉积质量，从而保证第一钝化层7的钝化效果。
具体的，所述真空蒸发工艺在沉积腔室内进行，所述沉积腔室内设置有至少一个蒸发舟，每个蒸发舟均承载有一种蒸发源；蒸发舟的上方设置有具有镂空结构的基片载台，所述基片载台适于承载待沉积的基片，且在沉积第一钝化层7的过程中钙钛矿层4背离第一电荷传输层3的一侧表面朝向蒸发源，沉积腔室的真空度小于8×10-4Pa，蒸发源的温度为50℃-800℃，通过调控沉积腔室的真空度和蒸发源的温度以调控第一钝化层7的沉积速率。示例性的，所述沉积腔室的真空度可以为7.5×10-4Pa、7×10-4Pa、6.5×10-4Pa；所述蒸发源的温度可以为50℃、75℃、100℃、200℃、300℃、400℃、500℃、600℃、700℃或800℃。
进一步地，在沉积第一钝化层7的过程中，所述基片载台的温度为20℃-100℃；示例性的，所述基片载台的温度为20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃或100℃；优选的，所述基片载台的温度为20℃-40℃。
在本实施例中，所述第一钝化层7的材料包括AX，其中A包括碱金属离子、甲胺离子(MA+)、甲脒离子(FA+)中的至少一种，X为卤素离子中的至少一种。
具体的，在一个实施方式中，所述第一钝化层7的材料为KX，厚度为0.5nm-2nm，沉积速率为
Figure BDA0003563758950000061
示例性的，第一钝化层7的厚度可以为0.5nm、1nm或2nm，沉积速率可以为
Figure BDA0003563758950000062
或
Figure BDA0003563758950000063
在另一实施方式中，所述第一钝化层7的材料为CsX，厚度为1nm-6nm，沉积速率为
Figure BDA0003563758950000064
示例性的，第一钝化层7的厚度可以为1nm、2nm、3nm、4nm、5nm或6nm，沉积速率可以为
Figure BDA0003563758950000065
Figure BDA0003563758950000071
或
Figure BDA0003563758950000072
在另一实施方式中，所述第一钝化层7的材料为MAX，厚度为5nm-40nm，沉积速率为
Figure BDA0003563758950000073
示例性的，所述第一钝化层7的厚度可以为5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm或40nm，沉积速率可以为
Figure BDA0003563758950000074
Figure BDA0003563758950000075
或
Figure BDA0003563758950000076
优选的，所述第一钝化层7的厚度为15nm-25nm。
在另一实施方式中，所述第一钝化层7的材料为FAX，厚度为5nm-50nm，沉积速率为
Figure BDA0003563758950000077
示例性的，第一钝化层7的厚度可以为5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm或50nm，沉积速率可以为
Figure BDA0003563758950000078
或
Figure BDA0003563758950000079
优选的，所述第一钝化层7的厚度为20nm-40nm。
参见图2，在一个优选的实施方式中，在形成所述第一电荷传输层3之后，还包括采用真空蒸发工艺形成第二钝化层8的步骤；形成所述钙钛矿层4后，所述第二钝化层8位于所述第一电荷传输层3与所述钙钛矿层4之间。第二钝化层8能够钝化所述第一电荷传输层3和所述钙钛矿层4之间的界面缺陷，进一步减少载流子复合中心，从而有效提高钙钛矿太阳能电池的光电转化效率和稳定性，并减小钙钛矿太阳能电池的迟滞效应。同时，真空蒸发工艺对第一电荷传输层3的平整度不具有依赖作用，易于形成完全覆盖第一电荷传输层3的第二钝化层8，保证了第二钝化层8的钝化效果。
在本实施例中，所述第二钝化层8的厚度为0.5nm-50nm。示例性的，所述第二钝化层8的厚度可以为0.5nm、1nm、2nm、5nm、6nm、10nm、20nm、30nm、40nm或50nm。需要理解的是，当第二钝化层8过薄，则钝化效果不明显；当第二钝化层8过厚，则影响钙钛矿太阳能电池的光电转换效率；通过将所述第二钝化层8限定为上述厚度，在保证所述第二钝化层8钝化效果的同时，保证了钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。
在本实施例中，所述第二钝化层8的沉积速率为
Figure BDA00035637589500000710
示例性的，所述第二钝化层8的沉积速率可以为
Figure BDA0003563758950000081
Figure BDA0003563758950000082
或
Figure BDA0003563758950000083
需要理解的是，当第二钝化层8沉积过慢，则延长了沉积时间，从而不利于生产效率；当第二钝化层8沉积过快，则无法保证所述第二钝化层8的沉积质量；通过将所述第二钝化层8的沉积速率限定为上述数值，能够在保证沉积效率的同时，保证第二钝化层8的沉积质量，从而保证第二钝化层8的钝化效果。
具体的，在第二钝化层8的沉积过程中，所述沉积腔室的真空度小于8×10-4Pa，所述蒸发源的温度为50℃-800℃，通过调控所述沉积腔室的真空度和所述蒸发源的温度以调控所述第二钝化层8的沉积速率。示例性的，所述沉积腔室的真空度可以为7.5×10-4Pa、7×10-4Pa、6.5×10-4Pa；所述蒸发源的温度可以为50℃、75℃、100℃、200℃、300℃、400℃、500℃、600℃、700℃或800℃。
进一步地，在沉积第二钝化层8的过程中，所述基片载台的温度为20℃-100℃；示例性的，所述基片载台的温度为20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃或100℃；优选的，所述基片载台的温度为20℃-40℃。
在本实施例中，所述第二钝化层8的材料包括AX，其中A包括碱金属离子、甲胺离子(MA+)、甲脒离子(FA+)中的至少一种，X为卤素离子中的至少一种。
具体的，在一个实施方式中，所述第二钝化层8的材料为KX，厚度为0.5nm-2nm，沉积速率为
Figure BDA0003563758950000084
示例性的，第二钝化层8的厚度可以为0.5nm、1nm或2nm，沉积速率可以为
Figure BDA0003563758950000085
或
Figure BDA0003563758950000086
在另一实施方式中，所述第二钝化层8的材料为CsX，厚度为1nm-6nm，沉积速率为
Figure BDA0003563758950000087
示例性的，第二钝化层8的厚度可以为1nm、2nm、3nm、4nm、5nm或6nm，沉积速率可以为
Figure BDA0003563758950000088
Figure BDA0003563758950000089
或
Figure BDA00035637589500000810
在另一实施方式中，所述第二钝化层8的材料为MAX，厚度为5nm-40nm，沉积速率为
Figure BDA0003563758950000091
示例性的，第二钝化层8的厚度可以为5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm或40nm，沉积速率可以为
Figure BDA0003563758950000092
Figure BDA0003563758950000093
或
Figure BDA0003563758950000094
优选的，所述第二钝化层8的厚度为10nm-20nm。
在另一实施方式中，所述第二钝化层8的材料为FAX，厚度为5nm-50nm，沉积速率为
Figure BDA0003563758950000095
示例性的，第二钝化层8的厚度可以为5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm或50nm，沉积速率可以为
Figure BDA0003563758950000096
或
Figure BDA0003563758950000097
优选的，所述第二钝化层8的厚度为15nm-35nm。
在本实施例中，形成所述钙钛矿层4的工艺包括但不限于狭缝涂布工艺或真空沉积工艺。其中，狭缝涂布工艺或真空沉积工艺易于制备大面积的钙钛矿层4，并保证钙钛矿层4的质量。
狭缝涂布工艺制备钙钛矿层4的步骤包括：配制钙钛矿前驱液；通过狭缝涂布设备在基片表面涂布钙钛矿前驱液，经过风刀吹扫得到钙钛矿半干膜；立即对钙钛矿半干膜进行退火，得到钙钛矿层4。其中，钙钛矿前驱液的浓度为0.1mol/L-1.5mol/L；涂布速度为5mm/s-50mm/s；注液量为5μl/s-500μl/s；风刀风压为0.01MPa-0.1MPa；风刀与基片的距离(gap)为10μm-200μm；退火的温度为130℃-150℃，时间为10min-20min；钙钛矿层4的厚度为100nm-600nm。在一个实施例中，钙钛矿前驱液包括34.57gPbI2、1.17g CsI、1.35g MABr、3.27g FABr、5.67g FAI、4.95g N-甲基吡咯烷酮以及50mL N，N-二甲基甲酰胺；风刀风压为0.02MPa，得到钙钛矿层4的厚度为500nm。
真空沉积工艺制备钙钛矿层4的过程中，基片位于共蒸发沉积腔室内的基片载台上，蒸发源位于有机腔室内，共蒸发沉积腔室与有机腔室之间的阀门打开，共蒸发沉积腔室与有机腔室连通且处于高温真空状态；沉积一定时间后，将基片取出并进行退火，得到钙钛矿层4。其中，蒸发源包括PbX2和AX，A包括碱金属离子、甲胺离子(MA+)、甲脒离子(FA+)中的至少一种，X为卤素离子中的至少一种，蒸发源的温度为50℃-1000℃；基片载台的温度为20℃-300℃；退火温度为130℃-150℃，退火时间为10min-20min；钙钛矿层4的厚度为100nm-800nm。在沉积过程中，通过控制不同蒸发源的温度控制钙钛矿层4的成分，如通过调控卤化铅蒸发源和卤化铯蒸发源的温度来控制二者蒸发速率，进而调控钙钛矿层4中铅铯的比例，待退火结束后得到全无机钙钛矿层4。
实施例1
本实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
提供尺寸为10cm×10cm的ITO导电玻璃；
采用刮涂法在ITO导电玻璃上制备硫氰酸亚铜层作为空穴传输层；
采用狭缝涂布工艺形成钙钛矿层；具体的，钙钛矿前驱液的浓度为1.5mol/L，溶质为PbI2/CsI/FAI/MABr/MACl，溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基亚砜(DMSO)的混合溶液；涂布速度为40mm/s，注液量为30μl/s，风刀与基片的距离(gap)为60μm，风刀风压为0.05MPa；退火温度150℃，退火时间15min。
采用真空蒸发工艺依次沉积2nm的CsBr作为第一钝化层、20nm的C60作为电子传输层以及60nm的Cu电极。
实施例2
本实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，与实施例1提供的钙钛矿太阳能电池的制备方法的区别在于：本实施例在制备空穴传输层之后，采用真空蒸发工艺在空穴传输层上沉积1nm的KI作为第二钝化层，随后制备钙钛矿层。
实施例3
本实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
提供尺寸为10cm×10cm的ITO导电玻璃；
采用蒸发法在ITO导电玻璃上制备PTAA层作为空穴传输层；
采用真空沉积工艺形成钙钛矿层；具体的，将基片转移至真空共蒸发设备的基片载台上，并送入真空共蒸发设备的准备腔室，关闭准备腔室的外侧阀门；对准备腔室抽真空，抽至准备腔室与共蒸发沉积腔室的真空度相同，打开共蒸发沉积腔室与准备腔室之间的阀门，基片转移至共蒸发沉积腔室，随后关闭共蒸发沉积腔室与准备腔室之间的阀门；打开共蒸发沉积腔室与有机腔室之间的阀门，PbI2蒸发源的温度为360℃，CsI蒸发源的温度为500℃，FAI蒸发源的温度为200℃，基片载台的温度为25℃，沉积厚度为500nm的钙钛矿层；随后将基片取出150℃退火15min。
采用真空蒸发工艺依次沉积1nm厚的KI作为第一钝化层、20nm厚的C60层、5nm厚的BCP层以及60nm厚的Cu电极。
实施例4
本实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，与实施例3提供的钙钛矿太阳能电池的制备方法的区别在于：本实施例在制备空穴传输层之后，采用真空蒸发工艺在空穴传输层上沉积10nm厚的FAI作为第二钝化层，随后制备钙钛矿层。
实施例5
本实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
提供尺寸为10cm×10cm的FTO导电玻璃；
采用溅射法在FTO导电玻璃上制备氧化镍作为空穴传输层；
采用真空蒸发工艺在空穴传输层上沉积10nm厚的MAI作为第二钝化层；
采用真空沉积工艺形成钙钛矿层；具体的，沉积过程中，PbI2蒸发源的温度为350℃，CsBr蒸发源的温度为450℃，FAI蒸发源的温度为200℃，基片载台的温度为25℃，沉积厚度为550nm的钙钛矿层；随后将基片取出150℃退火15min。
采用真空蒸发工艺依次沉积2nm厚的KI作为第一钝化层、20nm厚的PCBM层以及50nm厚的Ag电极。
实施例6
本实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，与实施例5提供的钙钛矿太阳能电池的制备方法的区别在于：第二钝化层的厚度为1nm。
实施例7
本实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，与实施例5提供的钙钛矿太阳能电池的制备方法的区别在于：第二钝化层的厚度为50nm。
实施例8
本实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，与实施例5提供的钙钛矿太阳能电池的制备方法的区别在于：第一钝化层的厚度为0.1nm。
实施例9
本实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，与实施例5提供的钙钛矿太阳能电池的制备方法的区别在于：第一钝化层的厚度为5nm。
对比例1
本实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，与实施例1提供的钙钛矿太阳能电池的制备方法的区别在于：在钙钛矿层上直接制备电子传输层，而未沉积第一钝化层。
对比例2
本实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，与实施例1提供的钙钛矿太阳能电池的制备方法的区别在于：采用溶液钝化法沉积2nm厚的CsBr作为第一钝化层。
对比例3
本实施例提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，与实施例2提供的钙钛矿太阳能电池的制备方法的区别在于：采用溶液钝化法沉积2nm厚的CsBr作为第一钝化层；采用溶液钝化法沉积1nm的KI作为第二钝化层。
试验例1
本试验例对实施例1-9以及对比例1进行光电转换效率测试。测试数据如表1和表2所示。其中，Voc表示开路电压，Jsc表示短路电流，FF表示填充因子，PCE表示光电转换效率。
表1
Figure BDA0003563758950000131
Figure BDA0003563758950000141
表2
第一钝化层厚度(nm) 第二钝化层厚度(nm) PCE(％)
实施例5 2 10 15.8
实施例6 2 1 12.4
实施例7 2 50 9.3
实施例8 0.1 10 13.1
实施例9 5 10 9.7
由表1可知，第一钝化层的设置能够提高钙钛矿太阳能电池的短路电流、填充因子和光电转换效率；第二钝化层的设置使钙钛矿太阳能电池获得更大的光电转换效率。同时，采用真空蒸发工艺制备第一钝化层和/或第一钝化层得到的钙钛矿太阳能电池的光电转换效率优于采用溶液钝化法制备第一钝化层和/或第一钝化层得到的钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。
由表2可知，第一钝化层的厚度与第二钝化层的厚度直接影响钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：
提供衬底；
在所述衬底的一侧表面依次形成第一电极、第一电荷传输层、钙钛矿层、第一钝化层、第二电荷传输层和第二电极；
采用真空蒸发工艺形成所述第一钝化层。
2.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述第一钝化层的厚度为0.5nm-50nm。
3.根据权利要求1或2所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述第一钝化层的沉积速率为
Figure FDA0003563758940000011
4.根据权利要求1或2所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述第一钝化层的材料包括AX，其中A包括碱金属离子、甲胺离子、甲脒离子中的至少一种，X为卤素离子中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述第一钝化层的材料为KX，厚度为0.5nm-2nm，沉积速率为
Figure FDA0003563758940000012
或者，所述第一钝化层的材料为CsX，厚度为1nm-6nm，沉积速率为
Figure FDA0003563758940000013
或者，所述第一钝化层的材料为MAX，厚度为5nm-40nm，沉积速率为
Figure FDA0003563758940000014
或者，所述第一钝化层的材料为FAX，厚度为5nm-50nm，沉积速率为
Figure FDA0003563758940000015
6.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，在形成所述第一电荷传输层之后，还包括采用真空蒸发工艺形成第二钝化层的步骤；形成所述钙钛矿层后，所述第二钝化层位于所述第一电荷传输层与所述钙钛矿层之间。
7.根据权利要求6所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述第二钝化层的厚度为0.5nm-50nm。
8.根据权利要求6或7所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述第二钝化层的沉积速率为
Figure FDA0003563758940000021
9.根据权利要求6或7所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述第二钝化层的材料包括AX，其中A包括碱金属离子、甲胺离子、甲脒离子中的至少一种，X为卤素离子中的至少一种；
优选的，所述第二钝化层的材料为KX，厚度为0.5nm-2nm，沉积速率为
Figure FDA0003563758940000022
或者，所述第二钝化层的材料为CsX，厚度为1nm-6nm，沉积速率为
Figure FDA0003563758940000023
或者，所述第二钝化层的材料为MAX，厚度为5nm-40nm，沉积速率为
Figure FDA0003563758940000024
或者，所述第二钝化层的材料为FAX，厚度为5nm-50nm，沉积速率为
Figure FDA0003563758940000025
10.根据权利要求1所述的钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，形成所述钙钛矿层的工艺包括狭缝涂布工艺或真空沉积工艺。
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