CN116406215A - 一种钙钛矿太阳能电池中透明电极的制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钙钛矿太阳能电池中透明电极的制备方法及应用，属于透明导电薄膜技术领域。该方法包括以下步骤：采用功率为2～10W的直流溅射在电池基片的缓冲层表面沉积厚度为5～15nm的透明导电薄膜形成透明电极缓冲层；采用射频溅射在所述透明电极缓冲层表面继续沉积透明导电薄膜形成透明电极薄膜层。本发明的方法在溅射透明导电薄膜之前采用超低频直流溅射替代射频溅射制备超薄透明电极缓冲层，达到对电池光电学性能影响较小的情况下有效降低射频溅射对电池基片表面和内部材料的溅射损伤，降低接触电阻，使得电池性能提高且光学性能优异。
Description
技术领域
本发明属于透明导电薄膜技术领域和太阳能电池技术领域，具体涉及一种钙钛矿太阳能电池中透明电极的制备方法及应用。
背景技术
钙钛矿太阳能电池(PSCs)作为极具发展潜力的新型太阳能电池，自首次出现就备受关注。其中，半透明钙钛矿太阳能电池因在进行能量转换的同时兼具装饰效果，以及钙钛矿/硅两端叠层太阳能电池具有较高的光电转换效率而受到广泛关注与研究。透明导电氧化物(TCO)薄膜由于具有较低的电阻率和可见光范围内的高透过率，在触摸屏、光学涂层以及薄膜太阳能电池等方面具有广阔的应用前景。特别是在钙钛矿太阳能电池领域，TCO薄膜作为透明电极是电池中的重要一环。在众多的TCO薄膜中，氧化铟锡(ITO)由于具有高导电率、高可见光透过率以及良好的化学稳定性等优良特性，被广泛用作透明电极。
除了ITO材料本身的性能外，其制备工艺对电池的影响也至关重要。现有沉积ITO薄膜的技术一般包括磁控溅射、真空蒸发、化学气相沉积等方法。其中，磁控溅射技术因工艺稳定且重复性高，可大面积制备等特点被广泛研究与应用，用于制备高质量的ITO薄膜。然而，在通过磁控溅射在PSCs基片表面沉积ITO的过程中，高频溅射产生的氩离子的能量过高，对PSCs基片的轰击较大，导致电池效率等电性能大幅度衰减，限制了钙钛矿太阳能电池的商业化进程。为了解决溅射损伤的问题，通常采用在制备透明电极之前，在电池基片表面通过原子层沉积或真空蒸发等方式沉积一层缓冲层，以缓解高能溅射能量对电池基片上的钙钛矿光吸收层和电子传输层等功能材料的损伤。但该方法对电池电性能的提升仍然有限。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术在制备透明电极过程中存在对电池基片上材料的溅射损伤，导致电性能大幅度衰减，从而提供解决上述技术问题的一种钙钛矿太阳能电池中透明电极的制备方法及应用。
本发明的技术方案：
一种钙钛矿太阳能电池中透明电极的制备方法，包括以下步骤：采用功率为2～10W的直流溅射在电池基片的缓冲层表面沉积厚度为5～15nm的透明导电薄膜形成透明电极缓冲层；采用射频溅射在所述透明电极缓冲层表面继续沉积透明导电薄膜形成透明电极薄膜层。
所述直流溅射和/或射频溅射所用的靶材的直径为10～18cm。
靶材的直径为10～18cm时，2～10W的直流溅射的靶材功率密度为0.008W/cm2～0.127W/cm2。
优选的，所述直流溅射的功率为2～6W；更优选为3W。
优选的，所述射频溅射的功率为50～150W；更优选为100W。
靶材的直径为10～18cm，50～150W的射频溅射靶材功率密度为0.197W/cm2～1.911W/cm2。
所述透明电极薄膜层的厚度为80～120nm。
所述缓冲层为金属氧化物薄膜；优选的，所述金属氧化物薄膜为氧化锡薄膜或氧化钼薄膜。
所述缓冲层的厚度为15-20nm。
所述直流溅射和射频溅射所用的靶材均为透明导电氧化物陶瓷靶材；优选的，所述透明导电氧化物陶瓷靶材选自ITO靶材、IZO靶材、AZO靶材或AGO靶材中任一种；优选的，所述透明导电氧化物陶瓷靶材为ITO靶材。
所述直流溅射和射频溅射所用设备为磁控溅射仪；在溅射之前对磁控溅射仪的反应腔室抽真空，并向反应腔室通入氩气，在溅射过程中持续通入氩气；优选的，所述氩气流量为30～50sccm，反应腔室压强为0.2～1.0Pa；优选的，所述反应腔室内的温度为室温。
所述的制备方法在钙钛矿太阳能电池中的应用。
所述钙钛矿太阳能电池包括设置在电池基片上的钙钛矿光吸收层，所述钙钛矿光吸收层的钙钛矿材料选自有机-无机杂化钙钛矿材料、全无机钙钛矿材料中任一种；所述钙钛矿材料中的无机组分选自铅、锡、铅锡混合中任一种。
所述钙钛矿太阳能电池的结构选自反式结构、正式结构中任一种。
在反式结构的钙钛矿太阳能电池中，电池基片从下至上依次包括导电玻璃电极、空穴传输层、钙钛矿光吸收层、电子传输层和缓冲层，透明电极层沉积在缓冲层远离导电玻璃电极一侧表面；在正式结构的钙钛矿太阳能电池中，电池基片从下至上依次包括导电玻璃电极、电子传输层、钙钛矿光吸收层、空穴传输层和缓冲层，透明电极层沉积在缓冲层远离导电玻璃电极一侧表面。
所述的制备方法在钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池中的应用。
所述钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池包括底电池和顶电池，所述底电池为晶硅电池，所述顶电池为钙钛矿太阳能电池。
作为顶电池的所述钙钛矿太阳能电池包括设置在电池基片上的钙钛矿光吸收层，所述钙钛矿光吸收层的钙钛矿材料选自有机-无机杂化钙钛矿材料、全无机钙钛矿材料中任一种；所述钙钛矿材料中的无机组分选自铅、锡、铅锡混合中任一种。
作为顶电池的所述钙钛矿太阳能电池的结构选自反式结构、正式结构中任一种。
所述晶硅电池选自硅异质结电池、TOP-Con电池、POLO电池、DASH电池、同质结电池中的任一种；优选的，所述同质结电池选自PERC电池、PERL电池、PERT电池中任一种。
本发明技术方案，具有如下优点：
1、本发明设计的一种钙钛矿太阳能电池透明电极的制备方法，通过首先采用超低功率直流溅射替代射频溅射制备超薄透明电极缓冲层，降低了透明电极与电池基片的接触电阻，达到有效提高电池电性能的效果。
现有技术通过在电池基片上设置缓冲层对电池电性能提升有限，这可能是由于尽管缓冲层缓解了磁控溅射过程中对电池基片下层材料例如钙钛矿吸收层的损伤，但是对电池基片的表面损伤仍然存在，导致透明电极与电池基片之间的接触电阻增加，最终导致电池电性能较低。本申请的方法由于首先利用2～10W超低功率直流溅射透明电极缓冲层，溅射能量极低，对电池基片下层和表面材料的溅射损伤极低，增加了透明电极层与电池基片的结合紧密性，从而降低透明电极与电池基片之间的接触电阻；同时透明电极缓冲层厚度超薄(5～15nm)，达到降低接触电阻的同时对光性能的影响较小的效果，且可进一步降低射频溅射对电池基片的损伤。因此，本发明的方法采用超低频直流溅射制备超薄透明电极缓冲层，降低了电池基片下层材料的溅射损伤，同时降低了对电池基片表面材料的溅射损伤，从而降低了透明电极与电池基片的接触电阻，实现了电池的光电转换效率提高且光学性能优良的效果。
通常直流溅射模式用于沉积金属等导体薄膜，不宜用于导电氧化物等半导体薄膜的制备，容易产生靶中毒现象(采用金属靶材时)或造成等离子体熄灭(采用陶瓷靶材时)。但由于本发明的方法中透明电极缓冲层的厚度极薄，直流溅射模式采用陶瓷靶材通过极低的辉光功率能够在短时间内完成缓冲层的沉积，使得在出现上述现象之前已完成溅射，避免等离子体熄灭的情况下能够降低对电池基片表面和下层材料的损伤，实现对电池基片的保护。
2、本发明的方法尤其适用于采用靶材直径为10～18cm的大型靶材溅射透明导电薄膜，不仅对电极基片表面材料的溅射损伤更低，而且能够以超低频率直流溅射模式让大型靶材启辉，实现透明导电薄膜的沉积，解决同等功率的低频射频溅射无法让大型靶材启辉的问题，以及更高功率的射频溅射存在溅射损伤大的问题。
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为实施例1和对比例1的有机-无机杂化钙钛矿半透明太阳能电池的J-V曲线；
图2为实施例2和对比例2的钙钛矿/硅两端叠层太阳能电池的J-V曲线；
图3为实施例3和对比例3的全无机钙钛矿半透明太阳能电池的J-V曲线；
图4为实验例2的双层ITO膜和单层ITO膜的透过率与吸收率曲线。
具体实施方式
实施例、对比例和实验例中使用的ITO陶瓷靶材均由氧化铟和氧化锡组成，二者质量比为In2O3:SnO2＝90:10，ITO陶瓷靶材直径为15cm。
实施例1
本实施例提供的一种有机-无机杂化钙钛矿半透明太阳能电池的制备方法，钙钛矿太阳能电池的电池结构为反式结构(pin结构)。
包括如下步骤：
S1.在ITO透明导电玻璃上通过磁控溅射技术制备厚度为30nm的氧化镍(NiOx)作为空穴传输层；
S2.在空穴传输层上采用两步法旋涂有机-无机杂化钙钛矿前驱液来制备厚度为500nm的钙钛矿薄膜，作为有机-无机杂化钙钛矿光吸收层，吸光材料为(FAPbI3)x(MAPbBr3)(1-x)，其中x为0.75，FA为甲胺阳离子，MA为甲脒阳离子；
S3.在钙钛矿薄膜上通过蒸发制备厚度为20nm的C60薄膜作为电子传输层；
S4.在C60薄膜上采用原子层沉积制备厚度为20nm的SnO2薄膜作为缓冲层，得到电池基片；
S5.利用掩模版对电池基片进行部分遮挡，放入磁控溅射仪的反应腔室中，并将反应腔室真空度抽至4×10-4Pa；然后向反应腔室内持续通入溅射气体氩气，并保持气体流量为40sccm；待气流稳定后，将腔室的压强调至0.45Pa；
S6.待反应腔室压强稳定后，连接直流电源，对ITO陶瓷靶材施加3W的直流功率在电池基片的缓冲层表面沉积一层厚度为5nm的ITO薄膜作为透明电极缓冲层；
S7.持续向反应腔室内通入流量为40sccm的氩气，同时保持腔室压强为0.45Pa不变；电源更换为射频电源，对ITO陶瓷靶材施加100W的射频功率在透明电极缓冲层上沉积一层厚度为80nm的ITO薄膜作为透明电极薄膜层；
S8.在电池正表面即透明电极薄膜层侧利用掩膜版进行遮挡，露出电极部分，通过热蒸发制备100nm的Au层作为金属电极，制备得到一种有机-无机杂化钙钛矿半透明太阳能电池。
上述有机-无机杂化钙钛矿半透明太阳能电池的结构从下至上依次包括ITO导电玻璃、空穴传输层、有机-无机杂化钙钛矿光吸收层、电子传输层、缓冲层、透明电极缓冲层、透明电极薄膜层和金属电极，电池的有效面积为0.089cm2。
实施例2
本实施例提供的一种钙钛矿/硅两端叠层太阳能电池的制备方法，所述钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池包括底电池和顶电池，其中顶电池为钙钛矿太阳能电池，底电池为硅异质结电池，钙钛矿太阳能电池的电池结构为正式结构(nip结构)。
包括如下步骤：
S1.将N型单晶硅片放置于真空度为1×10-7Pa的PECVD系统中，在硅片的正反表面各沉积一层厚度为7nm的本征非晶硅I-a-Si:H作为钝化层；
S2.在钝化层的一侧表面采用PECVD方式沉积厚度为10nm的P-a-Si:H作为硅异质结底电池空穴选择层，在钝化层的另一侧表面沉积厚度为10nm的N-a-Si:H作为硅异质结底电池电子选择层；
S3.在硅异质结底电池电子选择层上通过电子束热蒸发80nm的ITO膜作为晶硅电池背面的透明导电薄膜；
S4.在硅异质结底电池空穴选择层上采用电子束热蒸发的方式制备厚度为40nm的ITO薄膜作为中间连接层；
S5.在中间连接层上溶液旋涂厚度为30nm的SnO2作为钙钛矿顶电池的电子传输层；
S6.采用两步法在电子传输层制备厚度为550nm的钙钛矿薄膜作为有机-无机杂化钙钛矿光吸收层，吸光材料的化学式为(FAPbI3)x(MAPbBr3)(1-x)，其中x为0.75，FA为甲胺阳离子，MA为甲脒阳离子；
S7.在有机-无机杂化钙钛矿光吸收层上旋涂厚度为150nm的Spiro-OMeTAD作为空穴传输层；
S8.在Spiro-OMeTAD上采用热蒸发制备厚度为15nm的MoO3作为缓冲层，得到电池基片；
S9.利用掩模版对上述电池基片进行部分遮挡，放入磁控溅射仪的反应腔室中，将腔体真空度抽至4×10-4Pa；然后向腔室内持续通入溅射气体氩气，并保持气体流量为40sccm；待气流稳定后，将腔室的压强调至0.45Pa；
S10.待反应腔室压强稳定后，连接直流电源，对ITO陶瓷靶材施加3W的直流功率在电池基片的中间保护层上沉积一层厚度为5nm的ITO薄膜作为透明电极缓冲层；
S11.持续向反应腔室内通入流量为40sccm的氩气，同时保持腔室压强为0.45Pa不变；电源更换为射频电源，对ITO陶瓷靶材施加100W的射频功率在透明电极缓冲层上沉积一层厚度为80nm的ITO薄膜作为透明电极薄膜层；
S12.在透明电极薄膜层上热蒸发法制备厚度为100nm的MgF2作为增透薄膜；
S13.在底电池底部ITO透明导电薄膜上制备厚度为600nm的Al背电极，钙钛矿电池顶部增透薄膜上制备厚度为100nm的Au金属栅线电极，得到钙钛矿/硅异质结叠层太阳能电池。
该电池结构从下至上依次包括：背电极、透明导电薄膜、硅异质结底电池电子选择层、钝化层、N型单晶硅片、钝化层、硅异质结底电池空穴选择层、中间连接层、电子传输层、有机-无机杂化钙钛矿光吸收层、空穴传输层、缓冲层、透明电极缓冲层、透明电极薄膜层、增透薄膜和金属金栅线电极，电池的有效面积为11.5cm2。
实施例3
本实施例提供的一种全无机钙钛矿半透明太阳能电池的制备方法，与实施例1不同在于，步骤S2中钙钛矿前驱液为无机杂化钙钛矿前驱液，形成的钙钛矿薄膜作为无机杂化钙钛矿光吸收层，吸光材料为CsPbI2Br，厚度为400nm。
实施例4
本实施例提供的一种有机-无机杂化钙钛矿半透明太阳能电池的制备方法，与实施例1不同在于步骤S6中的直流功率为6W。
实施例5
本实施例提供的一种有机-无机杂化钙钛矿半透明太阳能电池的制备方法，与实施例1不同在于步骤S6中的直流功率为10W。
实施例6
本实施例提供的一种有机-无机杂化钙钛矿半透明太阳能电池的制备方法，与实施例1不同在于步骤S6中的透明电极缓冲层的厚度为10nm。
实施例7
本实施例提供的一种有机-无机杂化钙钛矿半透明太阳能电池的制备方法，与实施例1不同在于步骤S6中的透明电极缓冲层的厚度为15nm。
实施例8
本实施例提供的一种有机-无机杂化钙钛矿半透明太阳能电池的制备方法，与实施例1不同在于步骤S7中的射频功率为50W。
实施例9
本实施例提供的一种有机-无机杂化钙钛矿半透明太阳能电池的制备方法，与实施例1不同在于步骤S7中的射频功率为150W。
实施例10
本实施例提供的一种有机-无机杂化钙钛矿半透明太阳能电池的制备方法，与实施例1不同在于步骤S7中的射频功率为200W。
对比例1
本对比例提供的一种有机-无机杂化钙钛矿半透明太阳能电池的制备方法，与实施例1不同在于，不包括步骤S6，且步骤S7中透明电极薄膜层厚度为85nm。
对比例2
本对比例提供的一种钙钛矿/硅两端叠层太阳能电池的制备方法，与实施例2不同在于，不包括步骤S10，且步骤S11中透明电极薄膜层厚度为85nm。
对比例3
本对比例的一种全无机钙钛矿半透明太阳能电池的制备方法，与实施例3不同在于，不包括步骤S6，且步骤S7中透明电极薄膜层厚度为85nm。
对比例4
本对比例提供的一种有机-无机杂化钙钛矿半透明太阳能电池的制备方法，与实施例1不同在于，步骤S6中的直流功率为20W。
对比例5
本对比例提供的一种有机-无机杂化钙钛矿半透明太阳能电池的制备方法，与实施例1不同在于，步骤S6中的透明电极缓冲层的厚度为2nm。
对比例6
本对比例提供的一种有机-无机杂化钙钛矿半透明太阳能电池的制备方法，与实施例1不同在于，步骤S6中的透明电极缓冲层的厚度为20nm。
对比例7
本对比例提供的一种有机-无机杂化钙钛矿半透明太阳能电池的制备方法，与实施例5不同在于，步骤S6中的溅射模式为射频溅射。
10W的射频功率无法令直径为15cm的靶材启辉，试验无法进行。
对比例8
本对比例提供的一种有机-无机杂化钙钛矿半透明太阳能电池的制备方法，与实施例8不同在于，不含有步骤S6，且步骤S7中透明电极薄膜层厚度为85nm。
对比例9
本对比例提供的一种有机-无机杂化钙钛矿半透明太阳能电池的制备方法，与实施例9不同在于，不含有步骤S6，且步骤S7中透明电极薄膜层厚度为85nm。
对比例10
本对比例提供的一种有机-无机杂化钙钛矿半透明太阳能电池的制备方法，与实施例10不同在于，不含有步骤S6，且步骤S7中透明电极薄膜层厚度为85nm。
对比例11
本对比例提供的一种有机-无机杂化钙钛矿半透明太阳能电池的制备方法，与实施例1不同在于，步骤S6中的溅射模式为射频溅射，射频功率为40w(该功率为令直径为15cm的靶材启辉的最低射频溅射功率)。
对比例12
本对比例提供的一种有机-无机杂化钙钛矿半透明太阳能电池的制备方法，与实施例1不同在于，步骤S6中的溅射模式为射频溅射，射频功率为40W；步骤S7中依次采用50W射频功率沉积厚度为20nm的ITO薄膜，采用100W射频功率沉积厚度为30nm的ITO薄膜，采用150W射频功率沉积厚度为30nm的ITO薄膜，作为透明电极薄膜层。
实验例1
分别测试上述实施例和对比例中的钙钛矿太阳能电池的电性能，测试仪器为日本ASAHI SPECTRA公司生产的太阳光谱模拟器(HAL-320)，并用该公司CS-20型号的标准化晶硅电池来标定光源强度为一个太阳光强。为了避免水分和氧气等环境因素的影响，在充有氮气手套箱中进行测试，测试温度为25℃，湿度小于10％。其结果见表1，表2和图1-3。
表1实施例1,4-7和对比例1-7,11,12的钙钛矿太阳能电池的性能
从表1可知，先以超低功率的直流模式溅射形成超薄透明电极缓冲层，再进行射频溅射形成透明电极薄膜层的实施例1，4-7的电池效率(PCE)，均优于直接进行射频溅射的对比例1，直流+射频结合但直流参数设置不合理的对比例4-6，以及低频射频+高频射频结合的对比例11和12。
表2实施例1-3,8-10和对比例1-3,8-10中的钙钛矿太阳能电池的性能
| VOC(V) | FF(％) | JSC(mA/cm) | PCE(％) | |
| 实施例1 | 1.16 | 74 | 18.47 | 16.07 |
| 对比例1 | 1.11 | 72.63 | 16.67 | 13.65 |
| 实施例2 | 1.77 | 58.93 | 15.48 | 16.18 |
| 对比例2 | 1.72 | 42.30 | 14.91 | 10.90 |
| 实施例3 | 1.13 | 77.35 | 20.04 | 17.56 |
| 对比例3 | 1.07 | 74.86 | 19.67 | 15.71 |
| 实施例8 | 1.11 | 79.52 | 16.67 | 14.67 |
| 对比例8 | 1.10 | 72.64 | 16.97 | 13.55 |
| 实施例9 | 1.06 | 77.70 | 17.47 | 14.45 |
| 对比例9 | 1.11 | 72.52 | 16.75 | 13.45 |
| 实施例10 | 1.15 | 67.35 | 18.33 | 14.06 |
| 对比例10 | 1.11 | 72.12 | 16.79 | 13.41 |
从表2可知，对比例1与实施例1，对比例2与实施例2，对比例3与实施例3相比，对于同一类型的电池，先以超低功率的直流模式溅射形成超薄透明电极缓冲层，再进行射频溅射形成透明电极薄膜层的实施例，电池效率(PCE)均优于直接进行射频溅射的对应的对比例。
对比例1与实施例1，对比例8与实施例8，对比例9与实施例9，对比例10与实施例10相比，采用同样的射频功率沉积透明电极薄膜层的条件下，先采用直流溅射在电池基片的缓冲层上沉积超薄透明电极缓冲层，再进行射频溅射形成透明电极薄膜层的实施例的电池效率，均优于直接进行射频溅射形成透明电极薄膜层的对应的对比例。
实施例1,8-10的对比可知，形成透明电极薄膜层过程中的射频功率较低，溅射损伤低，但同时ITO膜质量下降，电池效率下降；射频功率较大，溅射损伤较大，接触电阻增大，电池效率下降。优选的射频功率为50～150W，更优选为100W，溅射损伤较低的同时ITO膜质量较高，电池效率高。
实验例2
一种双层透明导电薄膜(双层ITO膜)，制备方法包括以下步骤：(1)将ITO导电玻璃放入磁控溅射仪的反应腔室中，并将反应腔室真空度抽至4×10-4Pa；然后向反应腔室内持续通入溅射气体氩气，并保持气体流量为40sccm；待气流稳定后，将腔室的压强调至0.45Pa；(2)待反应腔室压强稳定后，连接直流电源，对ITO陶瓷靶材施加3W的直流功率在ITO导电玻璃表面沉积一层厚度为5nm的ITO薄膜作为透明电极缓冲层；(3)持续向反应腔室内通入流量为40sccm的氩气，同时保持腔室压强为0.45Pa不变；电源更换为射频电源，对ITO陶瓷靶材施加100W的射频功率在透明电极缓冲层上沉积一层厚度为80nm的ITO薄膜作为透明电极薄膜层。
一种单层透明导电薄膜(单层ITO膜)，制备方法与上述双层ITO膜的制备方法不同在于，不包括步骤(2)，步骤(3)中透明电极薄膜层的厚度为85nm。
测试上述双层ITO膜和单层ITO膜的电阻、透过率与吸收率，其中薄膜的光学性质采用Varian公司生产的Cary 5000型紫外-可见-近红外分光光度计测得；薄膜的电学性质采用广州四探针科技公司生产的RTS-9双电测四探针测试仪测得，以上测试均在大气环境中进行。结果见表3和图4。
表3.双层透明导电薄膜和单层透明导电薄膜性能对比
| 样品 | 厚度(nm) | 四方针方阻(Ω/sq) | 平均透过率(包括玻璃)(％) | 吸收率(％) |
| 双层ITO膜 | 85 | 36.3 | 82.63％ | 5.11％ |
| 单层ITO膜 | 85 | 39 | 83.25％ | 3.78％ |
从表3可知，与单层ITO膜相比，双层ITO膜方阻明显降低，这表明本发明所提出的在溅射初期采用超低频率直流溅射代替射频溅射的透明电极制备方法，有效降低了薄膜沉积过程中对ITO导电玻璃表面的溅射损伤，从而降低透明电极与ITO导电玻璃之间的接触电阻，同样的，在将ITO玻璃替换为具有完整电池结构的常规电池基片时，也能够降低透明电极与电池基片之间的接触电阻，进而提高电池电性能。另一方面，双层ITO膜的平均透过率(包括玻璃)和吸收率与单层ITO膜基本相当，说明透明电极缓冲层对整体透明导电薄膜质量的影响很小，即对光性能影响很小。
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中透明电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：采用功率为2～10W的直流溅射在电池基片的缓冲层表面沉积厚度为5～15nm的透明导电薄膜形成透明电极缓冲层；采用射频溅射在所述透明电极缓冲层表面继续沉积透明导电薄膜形成透明电极薄膜层。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述直流溅射和/或射频溅射所用的靶材的直径为10～18cm。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述直流溅射的功率为2～6W。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述射频溅射的功率为50～150W；
和/或，所述透明电极薄膜层的厚度为80～120nm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述缓冲层为金属氧化物薄膜；优选的，所述金属氧化物薄膜为氧化锡薄膜或氧化钼薄膜；
和/或，所述缓冲层的厚度为15-20nm。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述直流溅射和射频溅射所用的靶材均为透明导电氧化物陶瓷靶材；优选的，所述透明导电氧化物陶瓷靶材选自ITO靶材、IZO靶材、AZO靶材或AGO靶材中任一种；优选的，所述透明导电氧化物陶瓷靶材为ITO靶材；
和/或，所述直流溅射和射频溅射所用设备为磁控溅射仪；在溅射之前对磁控溅射仪的反应腔室抽真空，并向反应腔室通入氩气，在溅射过程中持续通入氩气；优选的，所述氩气流量为30～50sccm，反应腔室压强为0.2～1.0Pa；优选的，所述反应腔室内的温度为室温。
7.权利要求1-6任一项所述的制备方法在钙钛矿太阳能电池中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池包括设置在电池基片上的钙钛矿光吸收层，所述钙钛矿光吸收层的钙钛矿材料选自有机-无机杂化钙钛矿材料、全无机钙钛矿材料中任一种；所述钙钛矿材料中的无机组分选自铅、锡、铅锡混合中任一种；
和/或，所述钙钛矿太阳能电池的结构选自反式结构、正式结构中任一种。
9.权利要求1-6任一项所述的制备方法在钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池包括底电池和顶电池，所述底电池为晶硅电池，所述顶电池为钙钛矿太阳能电池；
优选的，所述钙钛矿太阳能电池包括设置在电池基片上的钙钛矿光吸收层，所述钙钛矿光吸收层的钙钛矿材料选自有机-无机杂化钙钛矿材料、全无机钙钛矿材料中任一种；所述钙钛矿材料中的无机组分选自铅、锡、铅锡混合中任一种；
优选的，所述钙钛矿太阳能电池的结构选自反式结构、正式结构中任一种；
优选的，所述晶硅电池选自硅异质结电池、TOP-Con电池、POLO电池、DASH电池、同质结电池中的任一种；更优选的，所述同质结电池选自PERC电池、PERL电池、PERT电池中任一种。
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