CN116344674A

CN116344674A - 制备太阳电池的方法和太阳电池

Info

Publication number: CN116344674A
Application number: CN202310307721.6A
Authority: CN
Inventors: 曾成松; 龙巍; 张一峰
Original assignee: Tongwei Solar Chengdu Co Ltd
Current assignee: Tongwei Solar Chengdu Co Ltd
Priority date: 2023-03-27
Filing date: 2023-03-27
Publication date: 2023-06-27

Abstract

本申请公开了制备太阳电池的方法和太阳电池，制备太阳电池的方法包括：提供异质结底电池，异质结底电池的一侧表面具有依次层叠设置的透明复合层、空穴传输层以及空穴钝化层；在空穴钝化层远离空穴传输层的一侧表面形成第一阳离子层；在第一阳离子层远离空穴钝化层的一侧表面形成骨架层；在骨架层远离第一阳离子层的一侧表面形成第二阳离子层，以获得预成型钙钛矿层；对预成型钙钛矿层进行退火处理；在钙钛矿吸光层远离空穴传输层的一侧表面依次形成钝化层、电子传输层、缓冲层以及第二透明电极层。由此，通过第一阳离子层的设置可以有效改善太阳电池内部的界面接触和电荷传输，提高太阳电池的能量转换效率。

Description

制备太阳电池的方法和太阳电池

技术领域

本申请涉及电池领域，具体地，涉及制备太阳电池的方法和太阳电池。

背景技术

光伏技术是一种直接将光能转换为电能的技术，已经成为新能源领域的研究热点。在各种太阳电池中，硅基太阳电池因其工艺成熟，稳定性好等优势，已经实现商业化。受限于硅材料的自身特性，其光电转换效率已经达到瓶颈，难以有较大的突破。钙钛矿(Perovskite)太阳电池具有带隙可调、激子结合能低、光吸收系数高等优异的光电特性，单结电池的光电转换效率已经达到了25.7％。通过将钙钛矿太阳电池和异质结硅(HJT)电池进行串联可以提高光谱的利用率。目前钙钛矿-硅叠层电池在工业化生产及应用层面仍然有较多问题有待解决。

申请内容

在本申请的一个方面，本申请提出了一种制备太阳电池的方法，包括：提供异质结底电池，所述异质结底电池的一侧表面具有依次层叠设置的透明复合层、空穴传输层以及空穴钝化层；在所述空穴钝化层远离所述空穴传输层的一侧表面形成第一阳离子层；在所述第一阳离子层远离所述空穴钝化层的一侧表面形成骨架层；在所述骨架层远离所述第一阳离子层的一侧表面形成第二阳离子层，以获得预成型钙钛矿层；对所述预成型钙钛矿层进行退火处理，以令所述第一阳离子层、第二阳离子层和所述骨架层共同形成钙钛矿吸光层；在所述钙钛矿吸光层远离所述空穴传输层的一侧表面依次形成钝化层、电子传输层、缓冲层以及第二透明电极层。由此，通过第一阳离子层的设置可以有效改善太阳电池内部的界面接触和电荷传输，提高太阳电池的能量转换效率。

根据本申请的实施例，所述在所述空穴钝化层远离所述空穴传输层的一侧表面形成第一阳离子层包括：采用第一蒸镀处理形成所述第一阳离子层，所述第一蒸镀处理满足以下条件的至少之一：所述第一蒸镀处理的蒸镀源包括氯化甲脒、溴化甲脒、碘化甲脒、氯化甲胺、溴化甲胺和碘化甲胺中的至少一种；所述第一蒸镀处理的蒸镀速率为

所述第一蒸镀处理的真空度不大于10^-3Pa。由此，可以通过第一蒸镀处理形成第一阳离子层。

根据本申请的实施例，所述异质结底电池设置于载板上，所述异质结底电池具有所述空穴钝化层的一侧表面朝向所述蒸镀源设置，所述载板沿水平方向往复运动，所述往复运动的速率为10mm/s-15mm/s。由此，有助于形成厚度均匀的第一阳离子层。

根据本申请的实施例，所述第一蒸镀处理包括至少两个所述蒸镀源，相邻的所述蒸镀源之间的距离固定，相邻所述蒸镀源的连线所在的平面平行于所述载板所在的平面，相邻所述蒸镀源的连线所在的平面与所述载板所在的平面之间的距离固定。由此，有助于提高钙钛矿吸光层的形成效果。

根据本申请的实施例，所述在所述第一阳离子层远离所述空穴钝化层的一侧表面形成骨架层包括：采用第二蒸镀处理形成所述骨架层，所述第二蒸镀处理的蒸镀源包括第一蒸镀源和第二蒸镀源，所述第二蒸镀处理满足以下条件的至少之一：所述第一蒸镀源包括碘化铅；所述第二蒸镀源包括溴化铯、溴化铅和氯化铅中的至少一种；所述第一蒸镀源的蒸镀速率与所述第二蒸镀源的蒸镀速率的比值为7-10。由此，有助于提高骨架层与阳离子层的反应效果。

根据本申请的实施例，所述在所述骨架层远离所述第一阳离子层的一侧表面形成第二阳离子层包括：采用旋涂处理形成所述第二阳离子层，所述旋涂处理的旋涂液包括阳离子材料和溶剂，所述阳离子材料包括：第一阳离子材料和第二阳离子材料；所述旋涂处理满足以下条件的至少之一；所述第一阳离子材料包括碘化甲脒和溴化甲脒中的至少一种，所述第二阳离子材料包括溴化甲胺、碘化甲胺和氯化甲胺中的至少一种；所述溶剂包括无水乙醇和异丙醇中的至少一种；所述旋涂液中第一阳离子材料的浓度为0.3mol/L-0.6mol/L；所述第二阳离子材料的浓度为0.15mol/L-0.35mol/L；所述旋涂处理的旋涂转速为3000rpm-6000rpm，旋涂时间20s-40s。由此，有助于提高钙钛矿吸光层的形成。

根据本申请的实施例，所述退火处理满足以下条件的至少之一：所述退火处理的相对湿度为5％-40％；所述退火处理的温度为100℃-150℃；所述退火处理的时间为15min-30min。由此，有助于提高钙钛矿吸光层的形成效果。

根据本申请的实施例，所述第一阳离子层的保形厚度为5nm-20nm，所述骨架层的保形厚度为300nm-400nm。由此，有利于降低钙钛矿吸光层与相邻膜层之间的界面阻抗。

根据本申请的实施例，进一步包括：在所述异质结底电池远离所述透明复合层的一侧表面形成背电极；在所述第二透明电极层远离所述缓冲层的一侧表面形成正电极；在所述正电极远离所述第二透明电极层的一侧表面形成减反层。由此，有助于提高太阳电池的能量转换效率。

在本申请的又一方面，本申请提出了一种太阳电池，所述太阳电池是采用前述的方法制备得到的。由此，该太阳电池具有前述方法的全部特征及优点，在此不再赘述。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1显示了根据本申请一个实施例太阳电池的结构示意图；

图2显示了根据本申请一个实施例的制备太阳电池的部分流程示意图；

图3显示了相关技术中太阳电池的部分结构示意图；

图4显示了根据本申请又一个实施例的制备太阳电池的部分流程示意图；

图5显示了根据本申请又一个实施例的制备太阳电池的部分流程示意图；

图6显示了实施例1和对比例1中太阳电池的电压-电流密度曲线。

附图标记说明：

碘化铅10；异质结底电池100；透明复合层210；第二透明电极层220；空穴传输层310；空穴钝化层320；钙钛矿吸光层400；第一阳离子层410；骨架层420；第二阳离子层430；钝化层500；电子传输层600；缓冲层700；正电极801；背电极802；减反层900。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

本申请是基于发明人对于以下事实和问题的发现和认识做出的：

硅异质结底电池是指以n型晶体硅片C-Si)为衬底光吸收区，经过制绒清洗获得制绒硅片后，在制绒硅片的正面(靠近入光侧的一侧表面)通过沉积工艺依次形成本征非晶硅钝化层(i-a-Si:H)和掺杂的p型非晶硅层(p-a-Si:H)；在制绒硅片的背面(远离入光侧的一侧表面)依次沉积形成本征非晶硅钝化层(i-a-Si:H)和掺杂的n型非晶硅层(n-a-Si:H)，并在掺杂的n型非晶硅层远离本征非晶硅层的一侧表面形成第一透明电极层。具体地，异质结底电池可以参照以下方法制得：

提供一n型晶体硅片，该n型晶体硅片可以选择电阻率为1Ω.cm-10Ω.cm，厚度为50μm-200μm的硅片。

将n型晶体硅片101依次经过抛光、制绒及清洗处理，形成制绒硅片。该制绒硅片作为硅异质结底电池的光吸收层，可以将光子转换为光生载流子(电子-空穴对)。

在制绒硅片的双侧沉积本征非晶硅钝化层，形成位于制绒硅片正面的第一钝化层，和位于制绒硅片背面的第二钝化层。第一钝化层和第二钝化层主要起到钝化制绒硅片悬挂键的作用，可以采用等离子体化学气相沉积(PECVD)工艺制作本征非晶硅钝化层。第一钝化层和第二钝化层的厚度均可以为5nm-10nm。

在第一钝化层上沉积n型非晶硅层，形成前场结构，可以采用PECVD工艺制作n型非晶硅层。n型非晶硅层的厚度可以为5nm-15nm。

在第二钝化层上沉积p型非晶硅层，形成背面发射极，可以采用PECVD工艺制作p型非晶硅层。p型非晶硅层的厚度可以为5nm-15nm。

在p型非晶硅层上形成第一透明电极层，以获得硅异质结底电池。该第一透明电极层主要起到收集光生载流子，并将光生载流子传输到背面金属电极的作用。具体地，第一透明导电层的材料可以为氧化铟锡、掺钨氧化铟、氧化铟锌、掺钛氧化铟中的至少一种。可以采用磁控溅射工艺制作第一透明电极层。第一透明导电层的厚度可以为70nm-120nm。

对于钙钛矿-硅叠层电池而言，通过在硅异质结底电池的正面形成钙钛矿顶电池的方法可以实现太阳光谱的分配吸收，获得较高的的转换效率。在硅异质结底电池正面制备钙钛矿顶电池的方法包括旋涂法和真空沉积-旋涂法。发明人发现，旋涂法仅适用于在抛光或者小绒面(绒面大小为1-2μm)的硅异质结底电池上沉积钙钛矿吸光层。然而，在抛光或者小绒面的硅底电池上制备的叠层电池，由于寄生吸收、界面全反射、波导模式等原因会导致部分光损失，从而影响器件效率。当金字塔绒面大小超过3μm时，旋涂法制备的钙钛矿吸光层则很难完全覆盖金字塔塔尖，从而导致器件短路或者能量转换效率较低。真空沉积-旋涂法对于异质结底电池的制绒硅片的绒面大小没有要求，在大尺寸绒面上也可完全覆盖，实现保形生长。

进一步地，发明人发现，参考图3，采用真空沉积-旋涂法制备钙钛矿吸光层时，通过真空沉积形成的碘化铅骨架层致密度较高，后续通过旋涂法形成的阳离子层难以扩散到底部，尤其是与金字塔底部的骨架层发生反应。并且随着碘化铅骨架层的厚度增大，在金字塔底部残留的碘化铅10会越多，又由于碘化铅的导电性很差，最终导致在成品太阳电池中，吸光层与空穴钝化层320’之间存在的残留碘化铅10会显著增大界面电阻，进而导致钙钛矿吸光层与相邻膜层间的界面电荷传输受阻，器件能量转换效率低下。

在本申请的一个方面，本申请提出了一种制备太阳电池的方法，参考图1和图2，包括：提供异质结底电池100，异质结底电池100具有n型非晶硅层的一侧表面进一步具有依次层叠设置的透明复合层210、空穴传输层310以及空穴钝化层320；在空穴钝化层320远离空穴传输层的一侧表面形成第一阳离子层410；在第一阳离子层410远离空穴钝化层320的一侧表面形成骨架层420；在骨架层420远离第一阳离子层410的一侧表面形成第二阳离子层430，以获得预成型钙钛矿层；通过对预成型钙钛矿层进行退火处理，以令第一阳离子层410、第二阳离子层430和骨架层420共同形成钙钛矿吸光层400；在钙钛矿吸光层400远离空穴传输层320的一侧表面依次形成钝化层500、电子传输层600、缓冲层700以及第二透明电极层220。在本申请中，在沉积骨架层420之前，在空穴钝化层320远离异质结底电池100的一侧表面先预沉积第一阳离子层410，随后再通过蒸镀形成骨架层，随后再通过旋涂工艺形成第二阳离子层，并对上述膜层进行退火处理，在退火的过程中，预先在骨架层底部沉积的第一阳离子层410中的阳离子材料可以与位于骨架层420底部的骨架层材料充分反应形成钙钛矿，位于骨架层420顶部通过旋涂工艺形成的第二阳离子层430可以向下扩散，与位于骨架层420上表面的大部分骨架层材料反应，进而在异质结底电池的表面保形生长形成钙钛矿吸光层400。本申请所提供的技术方案可有效解决由于真空沉积骨架层材料过于致密时，所导致的旋涂的阳离子材料无法扩散至骨架层底部进行充分反应，进而使得金字塔绒面和骨架层底部的骨架层材料过量残余的问题，从而可有效改善钙钛矿吸光层的界面接触性和电荷传输，提高器件的能量转换效率，促进钙钛矿-硅叠层电池的产业化发展。

可以理解的是，为了提高太阳电池的能量转换效率，可以使用制绒硅片来提高陷光效果，因此，在异质结底电池上进行膜层成型工艺时，也应可尽可能的实现膜层保形生长，即在异质结底电池上所形成的膜层形状应与制绒硅片表面的绒面形状相一致或相接近，以进一步提高太阳电池的陷光效果。

根据本申请的一些实施例，形成第一阳离子层的方法不受特别限制，例如，在空穴钝化层远离空穴传输层的一侧表面形成第一阳离子层可以包括：采用第一蒸镀处理形成第一阳离子层，其中，第一蒸镀处理可以满足以下条件的至少之一：第一蒸镀处理的蒸镀源包括氯化甲脒、溴化甲脒、碘化甲脒、氯化甲胺、溴化甲胺和碘化甲胺中的至少一种；第一蒸镀处理的蒸镀速率为

第一蒸镀处理的真空度不大于10^-3Pa。当第一蒸镀处理的蒸镀速率的小于/>

时，蒸镀速率过慢，形成的第一阳离子层过于致密，难以与骨架层发生充分反应；当第一蒸镀处理的蒸镀速率的大于/>

时，蒸镀速率过快，形成的第一阳离子层相对稀疏，且缺陷较多，对于器件效率影响较大。当第一蒸镀处理的真空度位于上述范围内时，蒸镀源所发出的粒子碰撞相互碰撞较少，第一阳离子层的成膜质量较高。

根据本申请的一些实施例，制绒硅片的大小不受特别限制，例如，本申请中的技术方案可以应用于金字塔绒面的尺寸为3-8μm的制绒硅片。

根据本申请的一些实施例，参考图4和图5，在进行第一蒸镀处理时，可以将异质结底电池设置于载板上，并将异质结底电池具有空穴钝化层的一侧表面朝向蒸镀源设置，载板在蒸镀处理的过程中可以沿水平方向往复运动，往复运动的速率为10mm/s-15mm/s。通过控制载板的运动速率，可以有效提高第一阳离子层的成膜均匀性，实现第一阳离子层的保形生长。

根据本申请的一些实施例，为了进一步促进第一阳离子层的阳离子材料与骨架层材料的反应，可以在第一蒸镀处理是采用至少两个以上的蒸镀源进行第一蒸镀处理，参考图4，其中，相邻的蒸镀源之间的距离应保持固定，相邻蒸镀源的连线所在的平面可以平行于载板所在的平面，从而可以令蒸镀源的喷嘴垂直朝向载板，提高蒸镀效率，且相邻蒸镀源的连线所在的平面与载板所在的平面之间的距离也可以保持固定，从而可以提高蒸镀的均匀性，从而获得包含多种阳离子材料的第一阳离子层。根据本申请的一些实施例，第一蒸镀处理的蒸镀源可以为碘化甲脒和溴化甲胺，或第一蒸镀处理的蒸镀源可以为溴化甲脒和碘化甲胺。

根据本申请的一些实施例，形成骨架层的工艺不受特别限制，例如，在第一阳离子层远离空穴钝化层的一侧表面形成骨架层可以包括：采用第二蒸镀处理形成骨架层，第二蒸镀处理的蒸镀源包括第一蒸镀源和第二蒸镀源，第二蒸镀处理满足以下条件的至少之一：第一蒸镀源可以包括碘化铅；第二蒸镀源可以包括溴化铯、溴化铅和氯化铅中的至少一种；第一蒸镀源的蒸镀速率与第二蒸镀源的蒸镀速率的比值可以为7-10。通过控制蒸镀速率的比例即可以控制骨架层中两种物质的含量和/或比例。根据本申请的一些实施例，第一蒸镀源为碘化铅时，第二蒸镀源可以为溴化铅或氯化铅。进一步地，当第二蒸镀源为溴化铅或氯化铅时，第二蒸镀处理还可以包括第三蒸镀源，第三蒸镀源可以为溴化铯。

根据本申请的一些实施例，形成第二阳离子层的工艺不受特别限制，例如，在骨架层远离第一阳离子层的一侧表面形成第二阳离子层可以包括：采用旋涂处理形成第二阳离子层，旋涂处理的旋涂液包括阳离子材料和溶剂，其中，阳离子材料可以包括：第一阳离子材料和第二阳离子材料；旋涂处理满足以下条件的至少之一；第一阳离子材料可以包括碘化甲脒和溴化甲脒中的至少一种，第二阳离子材料可以包括溴化甲胺、碘化甲胺和氯化甲胺中的至少一种；溶剂包括无水乙醇和异丙醇中的至少一种；旋涂液中第一阳离子材料的浓度为0.3mol/L-0.6mol/L；第二阳离子材料的浓度为0.15mol/L-0.35mol/L；旋涂处理的旋涂转速为3000rpm-6000rpm，旋涂时间20s-40s。根据本申请的一些具体实施例，当第一阳离子材料为碘化甲脒时，第二阳离子材料可以为氯化甲胺和溴化甲胺，此时旋涂液中碘化甲脒的浓度可以为0.3mol/L-0.6mol/L，旋涂液中溴化甲胺的浓度可以为0.1mol/L-0.2mol/L，旋涂液中氯化甲胺的浓度可以为0.05mol/L-0.15mol/L；当第一阳离子材料为溴化甲脒时，第二阳离子材料可以为氯化甲胺和碘化甲胺。

根据本申请的一些实施例，通过退火处理使得沉积形成的第一阳离子层中的阳离子材料和旋涂形成的第二阳离子层中的阳离子材料与蒸镀形成的骨架层共同反应结晶形成钙钛矿吸光层400。退火处理满足以下条件的至少之一：退火处理的相对湿度为5％-40％；退火处理的温度为100℃-150℃；退火处理的时间为15min-30min。退火处理的温度和时间会影响成膜质量；当退火温度小于100℃和/或退火时间小于15min时，未能达到钙钛矿的相转变温度，或反应时间过短，钙钛矿的产率较低；当退火温度大于150℃，和/或退火时间大于30min时，会导致钙钛矿发生分解，失去吸光效果。根据本申请的一些实施例，经退火结晶可以形成宽带隙(1.63eV-1.70eV)的钙钛矿吸光层400。

根据本申请的一些实施例，保形厚度是指在垂直于膜层所附着表面的方向，膜层的厚度平均值。在本申请中，第一阳离子层的保形厚度可以为5nm-20nm，骨架层的保形厚度可以为300nm-400nm，最终可以形成厚度为450nm-500nm的钙钛矿吸光层。

根据本申请的一些实施例，进一步包括：在异质结底电池远离透明复合层的一侧表面形成背电极；在第二透明电极层远离缓冲层的一侧表面形成正电极；在正电极远离第二透明电极层的一侧表面形成减反层。由此，可以获得具有较低界面阻抗和较高能量转化效率的太阳电池。正电极和负电极为图形化的金属电极，正电极和负电极的材料可以独立地包括银、铜、铝中的至少一种，正电极和负电极的厚度可以为150nm-300nm，正电极和负电极的材料的蒸镀速率可以

本申请针对真空沉积-旋涂法(两步法)钙钛矿-硅叠层电池技术中真空沉积的骨架层(如碘化铅)过于致密，当沉积的碘化铅厚度达到一定值后，旋涂的阳离子难以与骨架层底部的碘化铅反应完全的问题，提出一种预沉积阳离子层的技术方案，以解决相关技术中底部碘化铅剩余，阻碍界面电荷传输，导致器件效率偏低的问题。本申请与相关技术中相比至少具有以下优势，相关技术中的致密的碘化铅骨架层中，位于靠近异质结底电池一侧的碘化铅无法有效地与旋涂的阳离子溶液充分反应，残余的未反应的碘化铅因存在导电较差的特性，会使得器件效率明显降低。本申请中在形成骨架层之前预沉积第一阳离子层，从而使得骨架层的两侧表面都可以充分阳离子发生反应，极大地了降低骨架层材料在退火处理后仍有残留的可能性，显著降低了太阳电池的界面阻抗，提高了太阳电池的器件效率。

在本申请的又一方面，本申请提出了一种太阳电池，太阳电池是采用前述的方法制备得到的。由此，该太阳电池具有前述方法的全部特征及优点，在此不再赘述。

根据本申请的一些实施例，太阳电池的结构不受特别限制，例如，透明复合层的材料可以包括氧化铟锡(ITO)和/或氧化铟锌(IZO)，透明复合层厚度可以为20nm-30nm；空穴传输层的材料可以包括氧化镍或Spiro-TTB，空穴传输层的厚度可以为20nm-30nm；空穴钝化层的材料可以包括2PACz或4PACz。

下面通过具体的实施例对本申请的方案进行说明，需要说明的是，下面的实施例仅用于说明本申请，而不应视为限定本申请的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1：

S1：在异质结底电池的一侧表面采用磁控溅射制备图形化的透明复合层，材料为ITO，厚度为20nm；

S2：在透明复合层的一侧表面采用磁控溅射制备空穴传输层，材料为氧化镍，厚度为20nm；

S3：在空穴传输层的一侧表面采用旋涂工艺制备空穴钝化层，材料为为2PACz，旋涂液浓度为0.8mg/mL，旋涂工艺的转速为4000rpm，退火温度为100℃，退火时间为10min；

S4-1：参考图4中的(a)，在空穴钝化层的一侧表面采用双源共蒸工艺真空沉积第一阳离子层，蒸镀源为碘化甲脒和溴化甲胺，蒸镀速率为

第一阳离子层的厚度为10nm；

S4-2：参考图4中的(b)，在第一阳离子层的一侧表面采用双源共蒸工艺蒸镀碘化铅和溴化铯制备骨架层，碘化铅和溴化铯的蒸镀速率比为7：1；蒸发过程中蒸镀速率误差小于5％，骨架层厚度为380nm。

S4-3：参考图4中的(c)，在骨架层的一侧表面采用旋涂工艺制备第二阳离子层，旋涂液为碘化甲脒、氯化甲胺和溴化甲胺的混合溶液，溶剂为异丙醇，旋涂液中碘化甲脒的浓度为0.4mol/L，旋涂液中溴化甲胺的浓度为0.15mol/L，旋涂液中氯化甲胺的浓度为0.1mol/L；旋涂转速为5000rpm，旋涂时间30s，旋涂环境要求湿度小于10％，温度为25℃；

S4-4：在第二阳离子层制备完成后，在相对湿度为20％的条件下退火，退火温度为120℃，退火时间为20min；退火过程中第一阳离子层中的阳离子和第二阳离子层中的阳离子与共蒸的碘化铅和溴化铯骨架层反应结晶形成钙钛矿吸光层，钙钛矿吸光层厚度为450nm；

S5：在钙钛矿吸光层的一侧表面采用真空沉积工艺制备钝化层500；钝化层材料为LiF，厚度1nm，蒸镀速率

S6：在钝化层的一侧表面蒸镀电子传输层600；电子传输层材料为C₆₀，厚度为18nm，蒸镀速率

S7：在电子传输层的一侧表面通过原子沉积(ALD)制备缓冲层700，材料为二氧化锡，厚度为20nm；

S8：在缓冲层的一侧表面采用磁控溅射制备第二透明电极层，材料为ITO，厚度为100nm；

S9-1：在第二透明电极的一侧蒸镀正电极，材料为银，厚度为150nm，蒸镀速率为

S9-2：在异质结底电池的背面蒸镀背电极，材料为银，厚度为150nm，蒸镀速率为

S10：在正电极远离异质结底电池一侧采用蒸镀工艺制备减反层，材料为LiF，厚度为100nm，蒸镀速率为

折射率n值约为1.4。

实施例2：

实施例2与实施例1保持一致，所不同的是，参考图5中的(a)，第一阳离子层中的阳离子材料为溴化甲脒，厚度为10nm，蒸镀速率为

工艺流程如图3所示，其余S皆与实施例1保持一致。

实施例3：

实施例2与实施例1保持一致，所不同的是，采用三源共蒸工艺制备第一阳离子层，蒸镀源分别为碘化甲脒、氯化甲胺和溴化甲胺，共蒸薄膜厚度为18nm，蒸镀速率为

对比例1：

对比例1与实施例1保持一致，所不同的是，不进行第一阳离子层的制备。

对比例2：

对比例2与实施例1保持一致，所不同的是，采用溶液旋涂法制备第一阳离子层，旋涂液中阳离子材料的浓度为0.2M，转速为5000rpm。

对比例3：

对比例2与实施例1保持一致，所不同的是，采用喷涂法制备第一阳离子层，喷涂液中阳离子材料的浓度为0.2M。

对实施例1-3、对比例1-3中的太阳电池进行如下测试，本实验采用Wavelabs太阳光模拟器进行测试，测试前需使用标准硅电池对光源模拟的太阳光强度进行校正。测试条件为：AM1.5，1000W/m²，测试环境温度为25℃。测试扫描电压范围：(-0.2V)-(1.9V)，step0.02V。测试结果参见表1：

开路电压(V_OC)测试：V_OC是载流子在器件两端积累产生的电势差。在J-V曲线中，横坐标的截距即为V_OC。

短路电流密度(J_sc)测试：J_SC是器件产生的电流与光照的有效面积的比值。在J-V曲线中，纵坐标的截距即为J_SC。

填充因子(FF)测试：FF是器件的最大功率输出点P_max与V_OC和J_SC乘积的比值。

光电转换效率(PCE)测试：PCE是电池性能的关键参数，表示入射光能量转换为有效电能的比例。PCE在数值上等于开路电压、短路电流密度和填充因子的乘积，即PCE＝Voc*Jsc*FF。

编号	PCE/％	V_oc/V	J_sc/(mA/cm²)	FF/％
					实施例1	24.71	1.727	20.48	69.84
对比例1	21.90	1.671	19.70	66.53

实验结果表明：预先在骨架层底部沉积的第一阳离子层中的阳离子材料会与位于骨架层底部的骨架层材料充分反应形成钙钛矿，位于骨架层顶部通过旋涂工艺形成的第二阳离子层会向下扩散，与位于骨架层上表面的大部分骨架层材料反应，进而在异质结底电池的表面保形生长形成钙钛矿吸光层，从而有效解决由于真空沉积骨架层材料过于致密时，所导致的旋涂的阳离子材料无法扩散至骨架层底部进行充分反应，进而使得金字塔绒面和骨架层底部的骨架层材料过量残余的问题，从而可有效改善钙钛矿吸光层的界面接触性和电荷传输，提高器件的能量转换效率，促进钙钛矿-硅叠层电池的产业化发展。

具体地，参见图6，实施例1(Target)的器件性能相比于对比例1(Control)的器件性能显著提升，获得了24.71％的效率；采用旋涂或喷涂形成预沉积层的太阳电池，相比于不设置预沉积阳离子层的太阳电池而言，采用旋涂预沉积阳离子层的器件性能有稍微提高，但效果并不明显。

在本申请中，无论是否使用“大约”或“约”等字眼，所有在此公开了的数字均为近似值。每一个数字的数值有可能会出现10％以下的差异或者本领域人员认为的合理的差异，如1％、2％、3％、4％或5％的差异。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，“A和/或B”可以包括单独A的情况，单独B的情况，A和B的情况的任一种，其中A、B仅用于举例，其可以是本申请中使用“和/或”连接的任意技术特征。

除非另外说明，本申请所使用的所有科技术语具有与本申请所属领域技术人员的通常理解相同的含义。本申请涉及的所有专利和公开出版物通过引用方式整体并入本申请。术语“包含”或“包括”为开放式表达，即包括本申请所指明的内容，但并不排除其他方面的内容。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“另一个实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

Claims

1.一种制备太阳电池的方法，其特征在于，包括：

提供异质结底电池，所述异质结底电池的一侧表面具有依次层叠设置的透明复合层、空穴传输层以及空穴钝化层；

在所述空穴钝化层远离所述空穴传输层的一侧表面形成第一阳离子层；

在所述第一阳离子层远离所述空穴钝化层的一侧表面形成骨架层；

在所述骨架层远离所述第一阳离子层的一侧表面形成第二阳离子层，以获得预成型钙钛矿层；

对所述预成型钙钛矿层进行退火处理，以令所述第一阳离子层、第二阳离子层和所述骨架层共同形成钙钛矿吸光层；

在所述钙钛矿吸光层远离所述空穴传输层的一侧表面依次形成钝化层、电子传输层、缓冲层以及第二透明电极层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述空穴钝化层远离所述空穴传输层的一侧表面形成第一阳离子层包括：采用第一蒸镀处理形成所述第一阳离子层，所述第一蒸镀处理满足以下条件的至少之一：

所述第一蒸镀处理的蒸镀源包括氯化甲脒、溴化甲脒、碘化甲脒、氯化甲胺、溴化甲胺和碘化甲胺中的至少一种；

所述第一蒸镀处理的蒸镀速率为

所述第一蒸镀处理的真空度不大于10^-3Pa。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述异质结底电池设置于载板上，所述异质结底电池具有所述空穴钝化层的一侧表面朝向所述蒸镀源设置，所述载板沿水平方向往复运动，所述往复运动的速率为10mm/s-15mm/s。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一蒸镀处理包括至少两个所述蒸镀源，相邻的所述蒸镀源之间的距离固定，相邻所述蒸镀源的连线所在的平面平行于所述载板所在的平面，相邻所述蒸镀源的连线所在的平面与所述载板所在的平面之间的距离固定。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述第一阳离子层远离所述空穴钝化层的一侧表面形成骨架层包括：采用第二蒸镀处理形成所述骨架层，所述第二蒸镀处理的蒸镀源包括第一蒸镀源和第二蒸镀源，所述第二蒸镀处理满足以下条件的至少之一：

所述第一蒸镀源包括碘化铅；所述第二蒸镀源包括溴化铯、溴化铅和氯化铅中的至少一种；

所述第一蒸镀源的蒸镀速率与所述第二蒸镀源的蒸镀速率的比值为7-10。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述骨架层远离所述第一阳离子层的一侧表面形成第二阳离子层包括：采用旋涂处理形成所述第二阳离子层，所述旋涂处理的旋涂液包括阳离子材料和溶剂，所述阳离子材料包括：第一阳离子材料和第二阳离子材料；所述旋涂处理满足以下条件的至少之一；

所述第一阳离子材料包括碘化甲脒和溴化甲脒中的至少一种，所述第二阳离子材料包括溴化甲胺、碘化甲胺和氯化甲胺中的至少一种；

所述溶剂包括无水乙醇和异丙醇中的至少一种；

所述旋涂液中第一阳离子材料的浓度为0.3mol/L-0.6mol/L；所述第二阳离子材料的浓度为0.15mol/L-0.35mol/L；

所述旋涂处理的旋涂转速为3000rpm-6000rpm，旋涂时间20s-40s。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述退火处理满足以下条件的至少之一：

所述退火处理的相对湿度为5％-40％；

所述退火处理的温度为100℃-150℃；

所述退火处理的时间为15min-30min。

8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述第一阳离子层的保形厚度为5nm-20nm，所述骨架层的保形厚度为300nm-400nm。

9.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括：

在所述异质结底电池远离所述透明复合层的一侧表面形成背电极；

在所述第二透明电极层远离所述缓冲层的一侧表面形成正电极；

在所述正电极远离所述第二透明电极层的一侧表面形成减反层。

10.一种太阳电池，其特征在于，所述太阳电池是采用权利要求1-9任一项所述的方法制备得到的。