CN116634823A - 一种制备钝化层的方法及晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池 - Google Patents
一种制备钝化层的方法及晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池 Download PDFInfo
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Abstract
本申请提供了一种制备钝化层的方法及晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池，包括晶硅电池和钙钛矿电池，钙钛矿电池包括由下至上依次设置的空穴传输层、钙钛矿吸收层、顶部钝化层、电子传输层和顶部电极层；晶硅电池、空穴传输层和钙钛矿吸收层组合形成稳态薄膜基底；通过光照将稳态薄膜基底激发形成亚稳态薄膜基底，于亚稳态薄膜基底的表面顶部钝化层。通过光照预先将稳态薄膜基底激发形成亚稳态薄膜基底，不仅能钝化稳态薄膜基底中已经存在的缺陷，还能对钙钛矿在光照情况下有可能产生缺陷的位点进行钝化，可进一步提高钝化效果。该方法也能有效抑制宽带隙钙钛矿的光致相分离现象，提升晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的光电转换效率和稳定性。
Description
技术领域
本申请属于太阳能电池领域，更具体地说，是涉及一种制备钝化层的方法，以及由该制备钝化层的方法制备得到的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池。
背景技术
太阳能是一种备受瞩目的新型清洁能源，具有大量资源和低成本的优势。目前，光伏电池是将太阳能转化为电能最有效的方式之一，而单晶硅和多晶硅等太阳能电池已经有了比较成熟的产业化技术。近年来，晶硅/钙钛矿叠层技术已成为光伏技术领域的研究热点之一，备受广泛关注。这一技术的发展对提高太阳能电池的光电转换效率和降低制造成本具有重要意义，从而促进太阳能发电技术的进一步发展和应用。晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的理论有效光电转换效率高达40%以上，远高于晶体硅太阳能电池。晶硅/钙钛矿叠层技术的基本原理是将钙钛矿材料和晶硅材料堆叠在一起，形成一个异质结，利用钙钛矿材料的宽带隙、高吸收系数和高载流子迁移率，以及晶硅材料的稳定性和良好的电子传输性能，提高太阳能电池的光电转换效率。
目前，晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的光电转换效率已经超过32%，虽然与理论值存在差距，但仍有很大的进步空间，稳定性问题也是需要解决的挑战。其中，钙钛矿吸收层的优化为晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的重点之一，该钙钛矿吸收层容易产生表面或界面缺陷，引起大量的非辐射复合从而导致电池器件的光电和稳定性能下降。在晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池所需要的特定宽带隙钙钛矿吸收层里，其特有的光致相分离现象也会促使薄膜产生更多的缺陷，从而影响效率和稳定性。
虽然界面钝化的有效方法很多，但是大多钝化方法对于薄膜内一些潜在的有可能产生缺陷的位点缺乏效果。此外，在晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池里，所需要的钙钛矿薄膜为带隙在1.68-1.73eV的宽带隙钙钛矿，具有光致相分离的特性而更容易在光照条件下产生新的缺陷。常见钝化方法都是在非光照条件下存放的稳态钙钛矿薄膜进行处理。这些方法能够有效钝化宽带隙钙钛矿薄膜在稳态情况下已经存在的缺陷。
然而，光伏器件的正常工作情况是在AM1.5G 1000mW/cm2的1-sun光照条件下进行的。在正常工作情况下，钙钛矿薄膜处于光照所激发的亚稳态状态，而产生新的缺陷。常见钝化方法对于这种亚稳态钙钛矿薄膜在光照情况下所新产生的缺陷缺乏钝化效果，从而很难进一步提升晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的光电转换效率和稳定性。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种制备钝化层的方法及晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池，以解决相关技术中存在的：亚稳态钙钛矿薄膜在光照情况下易产生的新缺陷，从而影响晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的光电转换效率和稳定性的问题。
为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案是：
一方面，提供一种制备钝化层的方法，包括晶硅电池和设于所述晶硅电池的上方的钙钛矿电池，所述钙钛矿电池包括设于所述晶硅电池的表面的空穴传输层、设于所述空穴传输层的表面的钙钛矿吸收层、设于所述钙钛矿吸收层的表面的顶部钝化层、设于所述顶部钝化层的表面的电子传输层和设于所述电子传输层的表面的顶部电极层；所述晶硅电池、所述空穴传输层和所述钙钛矿吸收层组合形成稳态薄膜基底；
其中，通过光照将所述稳态薄膜基底激发形成亚稳态薄膜基底；在所述光照持续照射下，于所述亚稳态薄膜基底的表面形成所述顶部钝化层。
在一个实施例中，包括步骤：
制备钝化层分散液，将所述钝化层分散液均匀涂覆于所述钙钛矿吸收层的表面；
将丙二胺碘溶于有机溶剂中进行超声溶解，并将溶解后的溶液旋涂于所述钙钛矿吸收层的表面；
旋涂结束后进行退火处理以形成所述顶部钝化层。
在一个实施例中，包括步骤：
制备钝化层分散液，将所述钝化层分散液喷涂于所述钙钛矿吸收层的表面；
喷涂结束后进行退火处理以形成所述顶部钝化层。
在一个实施例中，所述顶部钝化层包括丙二胺溴、丁基氯化胺、丁基溴化胺、丁基碘化胺、N,N-二甲基-1,3-丙二胺盐酸盐、十二二胺溴中的至少一种。
在一个实施例中，所述顶部钝化层包括氟化镁、氟化锂、氟化钠中的至少一种。
在一个实施例中，包括步骤：
制备钙钛矿前驱液，将所述钙钛矿前驱液均匀涂覆于所述空穴传输层的表面；
使用反溶剂进行动态旋涂；
旋涂结束后进行退火处理以形成所述钙钛矿吸收层；或者，旋涂结束后进行闪蒸处理，闪蒸结束后进行退火处理以形成所述钙钛矿吸收层。
在一个实施例中，所述钙钛矿前驱液为由ABX3结构的钙钛矿与有机溶剂溶解制得，所述钙钛矿前驱液的浓度范围为1.5-2M。
在一个实施例中，于所述ABX3结构的钙钛矿中：A位为有机阳离子，包括CH3NH3 +(MA+)、NH2CH＝NH2 + (FA+)、CH3CH2NH3 +或Cs+中的至少一种；B位为金属阳离子，包括Pb2+、Sn2+中的至少一种；X位为卤素阴离子，包括F-、Cl-、Br-、I-中的至少一种。
在一个实施例中，包括步骤：制备钙钛矿前驱粉末，将所述钙钛矿前驱粉末蒸发至所述空穴传输层的表面。
另一方面，提供一种晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池，由上述任一实施例提供的制备钝化层的方法制备。
本申实施例提供的制备钝化层的方法及晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池至少具有以下有益效果：本申请通过光照预先将稳态薄膜基底激发形成亚稳态薄膜基底，不仅能钝化稳态薄膜基底中已经存在的缺陷，还能对于钙钛矿在光照情况下有可能产生缺陷的位点进行钝化，即克服了亚稳态钙钛矿薄膜在光照情况下所新产生的缺陷，可进一步提高钝化效果。该方法也能有效抑制宽带隙钙钛矿的光致相分离现象，提升晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的光电转换效率和稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或示范性技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的于步骤七中的稳态薄膜基底的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的于步骤七中通过光照将稳态薄膜基底激发呈亚稳态薄膜基底的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的于步骤七得到的具有顶部钝化层的稳态薄膜基底的结构示意图。
其中，图中各附图主要标记：
1、晶硅电池；11、第一金属电极层；12、第一透明电极层；13、P型基底掺杂层；14、基底底面钝化层；15、衬底；16、基底表面钝化层；17、N型基底掺杂层；18、隧穿层；
2、钙钛矿电池；21、空穴传输层；22、钙钛矿吸收层；23、顶部钝化层；24、电子传输层；25、缓冲层；26、顶部电极层；261、第二透明电极层；262、第二金属电极层；27、减反射层。
实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
此外，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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地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，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在整个说明书中参考“一个实施例”或“实施例”意味着结合实施例描述的特定特征，结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，“在一个实施例中”或“在一些实施例中” 的短语出现在整个说明书的各个地方，并非所有的指代都是相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何合适的方式组合特定的特征，结构或特性。
请参阅图1，现对本申请实施例提供的制备钝化层的方法进行说明。该制备钝化层的方法包括晶硅电池1和设于晶硅电池1的上方的钙钛矿电池2。可选地，钙钛矿电池2包括设于晶硅电池1的表面的空穴传输层21、设于空穴传输层21的表面的钙钛矿吸收层22、设于钙钛矿吸收层22的表面的顶部钝化层23、设于顶部钝化层23的表面的电子传输层24和设于电子传输层24的表面的顶部电极层26。晶硅电池1、空穴传输层21和钙钛矿吸收层22组合形成稳态薄膜基底，在制备顶部钝化层23的过程中，通过光照将上述稳态薄膜基底激发形成亚稳态薄膜基底；在光照持续照射下，在亚稳态薄膜基底的表面（可理解为钙钛矿吸收层22的表面）形成上述顶部钝化层23。
此结构，本申请通过光照预先将稳态薄膜基底激发形成亚稳态薄膜基底，不仅能钝化稳态薄膜基底中已经存在的缺陷，还能对于钙钛矿在光照情况下有可能产生缺陷的位点进行钝化，即克服了亚稳态钙钛矿薄膜在光照情况下所新产生的缺陷，可进一步提高钝化效果。
本申请还提供了一种晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池，采用该制备钝化层的方法制备得到。具体地，该晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池包括晶硅电池1和设于晶硅电池1的上方的钙钛矿电池2。可选地，晶硅电池1的结构由下至上依次为：第一金属电极层11、第一透明电极层12、P型基底掺杂层13、基底底面钝化层14、衬底15、基底表面钝化层16、N型基底掺杂层17和隧穿层18。钙钛矿电池2的结构由下至上依次为：空穴传输层21、钙钛矿吸收层22、顶部钝化层23、电子传输层24、顶部电极层26。其中，顶部电极层26可包括第二透明电极层261和设于第二透明电极层261的表面的第二金属电极层262，第二金属电极层262设于第二透明电极层261的表面。
在一些实施例中，请参阅图1，钙钛矿电池2还可包括设于电子传输层24与顶部电极层26之间的缓冲层25，该缓冲层25具体设于电子传输层24与第二透明电极层261之间。
在一些实施例中，请参阅图1，钙钛矿电池2还可包括设于顶部电极层26的表面的减反射层27，该减反射层27具体设于第二金属电极层262的表面。
请参阅图1，本申请实施例提供的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的具体结构由上至下依次为：第一金属电极层11、第一透明电极层12、P型基底掺杂层13、基底底面钝化层14、衬底15、基底表面钝化层16、N型基底掺杂层17、隧穿层18、空穴传输层21、钙钛矿吸收层22、顶部钝化层23、电子传输层24、缓冲层25、第二透明电极层261、第二金属电极层262和减反射层27。该晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的制备步骤具体如下：
步骤一：在衬底15的底面依次制备基底底面钝化层14和P型基底掺杂层13，在衬底15的表面依次制备基底表面钝化层16和N型基底掺杂层17。
步骤二：制备第一透明电极层12。可选地，利用磁控溅射法，将上述样片置于磁控溅射设备中，设置ITO（Indium Tin Oxide，氧化铟锡）靶材，控制功率在50-200W之间。具体地，在本申请实施例中，控制功率为60W，运行时间为1.5h，层膜厚度为100nm。
步骤三：制备第一金属电极层11。可选地，利用蒸镀法，将上述制备完成的基底样片放置于掩膜版上，并放入蒸镀机腔室中，蒸镀真空度为5×10-5-2×10-4Pa，蒸镀温度在500-2000℃，蒸发速率为0.1-5Å/S。具体地，在本申请实施例中，蒸镀真空度为2×10-4Pa时进行蒸镀，调节蒸镀电压至蒸发温度，控制蒸发速率在2.5Å/S，将银蒸镀至层膜上，厚度为200nm。
步骤四：在N型基底掺杂层17的表面制备隧穿层18。可选地，隧穿层18可采用原子层沉积法、磁控溅射法或湿化学法制备。具体地，在本申请实施例中，可利用磁控溅射法，将样片置于掩膜版后放置于磁控溅射设备中，控制功率为60W，运行时间为1h，层膜厚度为40nm。
步骤五：制备空穴传输层21。其中，空穴传输层21可为聚[双(4苯基)(2，4，6三甲基苯基)胺](PTAA)、聚-3己基噻吩(P3HT)、氧化镍(NiOx)、三氧化钼(MoO3)、碘化亚铜(CuI)、硫氰酸亚铜(CuSCN)中的至少一种。
可选地，可以采用旋涂法，将空穴传输层21分散液均匀涂覆在隧穿层18的表面，旋涂转速为1000-5000rpm，旋涂时间为10-100s。旋涂结束后，进行退火操作，退火温度为300-600℃，退火时间为10-50min。
可选地，也可以采用磁控溅射法，将上述制备好的基片置于磁控溅射设备中，控制功率为30-90W。
本申请实施例可利用旋涂法，将基片采用UV-Ozone（紫外臭氧清洗机）处理15min，配备空穴传输层21分散液，称取0.05mol NiOx粉末溶解于1ml超纯水中，超声震荡20min。将空穴传输层21分散液均匀涂覆基片的表面，设置旋涂转速为2000rpm，旋涂时间为40s，溶液量为100ul。旋涂结束后，进行退火操作，退火温度为450℃，退火时间为30min，厚度在20nm左右。
步骤六：制备钙钛矿吸收层22。
可选地，可以采用旋涂法，制备钙钛矿前驱液，将钙钛矿前驱液均匀涂覆在空穴传输层21的表面，然后使用反溶剂进行动态旋涂，旋涂转速为1200-6000rpm，旋涂时间为20-120s，反溶剂滴定时间为开始转速后的10-50s。旋涂结束后，进行退火操作，退火温度为50-150℃，退火时间为5-40min。其中，钙钛矿前驱液的溶解溶剂包括二甲基甲酰胺 (DMF)、G-丁内酯 (GBL)、二甲基亚砜 (DMSO)和N,N-二甲基乙酰胺 (DMA)中的至少一种，溶剂比例在0-3：10-7之间。反溶剂可包括甲苯(Tol)、氯苯(CB)、乙酸乙酯(EA)中的至少一种。
可选地，也可以采用闪蒸法，制备钙钛矿前驱液，将钙钛矿前驱液均匀涂覆在空穴传输层21的表面，旋涂转速为1000-6000rpm，旋涂时间为20-120s。旋涂结束后，进行闪蒸操作，闪蒸时间为10-60s，闪蒸温度为0-100℃，闪蒸结束后，进行退火处理，退火温度为50-150℃，退火时间为5-40min。
可选地，还可以采用蒸镀法，制备钙钛矿前驱粉末，将钙钛矿前驱粉末蒸发至上述空穴传输层21的表面，蒸镀真空度在1-3×10-4Pa之间，蒸镀温度为200-700℃。其中，钙钛矿前驱液可为ABX3结构钙钛矿，利用化学计量比进行调节并与有机溶剂进行溶解，浓度在1.5-2M之间。其中，ABX3结构钙钛矿中，A位为有机阳离子，包括CH3NH3 +(MA+)、NH2CH＝NH2 +(FA+)、CH3CH2NH3 +或Cs+中的至少一种；B位是金属阳离子，包括Pb2+、Sn2+中的至少一种；X位是卤素阴离子，包括F-、Cl-、Br-、I-中的至少一种。
本申请实施例可采用闪蒸法制备钙钛矿吸收层22。具体地，配备钙钛矿前驱液，称量1M钙钛矿粉末溶解于1ml DMF（N,N-Dimethylformamide，N,N-二甲基甲酰胺）和DMSO（Dimethyl sulfoxide，二甲基亚砜）溶剂中，掺杂1mol% Meo-4PACz（[4-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑- 9-基)丁基]膦酸）粉末，溶剂比例为8：2，磁力搅拌30min，随后将样片置于旋涂仪基台上，设置旋涂转速为3500rpm，旋涂时间为30s，钙钛矿前驱液溶液量为120ul涂覆样片表面。旋涂结束后，将样片放置于闪蒸台上，设置闪蒸时间为30s，闪蒸温度为30℃，闪蒸结束后进行退火处理，设置退火温度为100℃，退火时间为15min，厚度在500nm左右。
步骤七：采用光注入工艺制备顶部钝化层23。具体地，通过光照将稳态薄膜基底激发形成亚稳态薄膜基底；在光照持续照射下，在亚稳态薄膜基底的表面形成顶部钝化层23。
请参阅图2至图4，在顶部钝化层23制备过程中引入1-sun模拟太阳光（即上述光照），光强为AM1.5G 1000mW/cm2，稳态薄膜基底进行亚稳态的激发，形成亚稳态薄膜基底。在亚稳态薄膜基底上，顶部钝化层23的制备可采用旋涂法。可选地，制备钝化层分散液并均匀涂覆在钙钛矿吸收层22的表面，将丙二胺碘溶于有机溶剂中，该有机溶剂包括但不限于甲醇、乙醇或异丙醇中，进行超声溶解并旋涂，丙二胺碘浓度为0.1-6mg/ml，超声时间为0-30min，旋涂转速为1000-7000rpm，旋涂时间为20-120s。旋涂结束后，进行退火操作，退火温度为40-160℃，退火时间为5-40min。本申请实施例可采用旋涂法制备顶部钝化层23，其中，丙二胺碘浓度为0.5mg/ml，旋涂速度为6000rpm，旋涂时间为60s。退火温度为100℃，退火时间为10min。整个顶部钝化层23制备流程都在模拟太阳光情况下进行，总时长约为15min。
可选地，顶部钝化层23还可以采用喷涂法。具体地，将钝化层分散液喷涂在钙钛矿吸收层22的表面，喷涂速率为0-100cm/s，喷涂结束后，进行退火操作，退火温度为20-170℃，退火时间为0-30min。
可选地，顶部钝化层23可包括丙二胺溴、丁基氯化胺、丁基溴化胺、丁基碘化胺、N,N-二甲基-1,3-丙二胺盐酸盐、十二二胺溴中的至少一种。
可选地，顶部钝化层23也可以包括氟化镁、氟化锂、氟化钠中的至少一种。
步骤八：制备电子传输层24。其中，电子传输层24为氧化锌(ZnO)、二氧化锡(SnO2)、二氧化钛(TiO2)、[6,6]-苯基C61丁酸甲酯(PC61BM)、碳60(C60)、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲啰啉(BCP)中的至少一种。
可选地，可以利用旋涂法，将电子传输层24分散液均匀涂覆在顶部钝化层23的表面，旋涂转速为500-4000rpm，旋涂时间为10-80s。
可选地，也可以利用蒸镀法，将电子传输层24材料蒸发至上述顶部钝化层23的表面，蒸镀真空度为5×10-5-5×10-4Pa，蒸镀温度在100-400℃，蒸发速率在0.05-1Å/S。
本申请实施例可采用蒸镀法来制备电子传输层24。具体地，将基底样片放置于掩模版上，放入蒸镀机腔室，待蒸镀真空度为1×10-4Pa时进行蒸镀，调节蒸镀电压至蒸发温度，控制蒸发速率在0.1-0.15Å/S，将C60蒸镀至层膜上，厚度为20nm。
步骤九：制备缓冲层25。其中，缓冲层25为氧化锌(ZnO)、二氧化锡(SnO2)、二氧化钛(TiO2) 中的至少一种。缓冲层25的厚度范围可为0-30nm。
可选地，可以利用原子层沉积法，将电子传输层24材料利用原子层沉积设备沉积至电子传输层24的表面，沉积真空度为0-1×104Pa，沉积管道温度在50-150℃之间，沉积腔室温度为40-150℃。
可选地，也可以利用蒸镀法，将电子传输层24修饰层材料蒸发至上述电子传输层24的表面，蒸镀真空度为6×10-5-4×10-4Pa，蒸镀温度在100-500℃，蒸发速率在0.05-1Å/S。
本申请实施例可采用原子层沉积法，设置原子层沉积设备真空度为0.5×104Pa，沉积管道温度在60℃之间，沉积腔室温度70℃，将SnO2蒸镀至层膜上，厚度为15nm。
步骤十：制备第二透明电极层261。
可选地，可以利用磁控溅射法，将透明电极材料溅射至上述电子传输层24修饰层的表面，控制功率为30-200W。
可选地，也可以利用蒸镀法，将透明电极材料蒸发至上述电子传输层24修饰层的表面，蒸镀真空度为1×10-5-5×10-4Pa，蒸镀温度在1000-2000℃，蒸发速率在0.05-3Å/S。
本申请实施例可采用磁控溅射法，与步骤二中制备第一透明电极层12的制备方法相似，设置IZO（Indium Zinc Oxide，氧化铟锌）靶材，控制功率为50W，运行时间为1h，层膜厚度为10nm。
步骤十一：制备第二金属电极层262。具体地，与制备第一金属电极层11相似，仅掩膜版不一致，厚度为100nm。
步骤十二：制备减反射层27。可选地，可通过磁控溅射法和蒸镀法进行制备。具体地，本申请实施例制备减反射层27与制备顶部钝化层23的方法相似，控制蒸发速率在2Å/S，将氟化镁蒸镀至层膜上，厚度为100nm。其中，减反射层27可为氟化镁、氟化锂(LiF)、氟化钠(NaF)、氧化硅(SiO2)中的至少一种。
可选地，第一透明电极层12和第二透明电极层261可为氧化铟锡(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、氧化锌铝(AZO)中的至少一种。
可选地，第二金属电极层262可为银(Ag)、金(Au)、铜(Cu)、铝(Al)、碳(C)中的至少一种。
可选地，空穴传输层21、钙钛矿吸收层22、电子传输层24、第二透明电极层261、第二金属电极层262和减反射层27的厚度范围可为1-600nm。
为了验证本申请实施例提供的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的性能，本申请提供了六个对比例进行论证。对比例一提供了一种基于光强为600mW/cm2制备顶部钝化层23的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池。对比例二提供了一种基于光强为800mW/cm2制备顶部钝化层23的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池。对比例三提供了一种基于光强为1200mW/cm2制备顶部钝化层23的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池。对比例四提供了一种基于光强为1400mW/cm2制备顶部钝化层23的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池。对比例五提供了一种在顶部钝化层23制备之前进行模拟太阳光注入并制备顶部钝化层23的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池，其光照时长为15min。对比例六提供了一种基于常规工艺制备顶部钝化层23的晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池。该对比例六与本申请实施例的制备方法基本一致，只是在步骤七中不采用光注入工艺，即采用的旋涂法，制备顶部钝化层23分散液并均匀涂覆在钙钛矿吸收层22的表面，将丙二胺碘溶于包括但不限于有机溶剂甲醇、乙醇或异丙醇中，进行超声溶解并旋涂，丙二胺碘浓度为0.5mg/ml，超声时间为30min，旋涂转速为6000rpm，旋涂时间为60s。旋涂结束后，进行退火操作，退火温度为100℃，退火时间为10min。
将本申请实施例与对比例一至六进行对比实验，利用太阳光模拟器，进行一个标准太阳光强校准，并对面积为1.0cm2的实施例器件进行长时间段的IV测试，设置起始电压为1.95V，截止电压为0V，量程为100mA，其测试结果如下表所示。
由以上表格对比可知：
1、该制备钝化层的方法不仅能钝化稳态薄膜基底中已经存在的缺陷，还能对于钙钛矿在光照情况下有可能产生缺陷的位点进行钝化，即克服了亚稳态钙钛矿薄膜在光照情况下所新产生的缺陷，可进一步提高钝化效果。引入光注入工艺的本申请实施例因为其更低的缺陷密度和非复合损失，相较于对比例三，具有更高的开路电压和光电转换效率。
2、该制备钝化层的方法也能有效抑制宽带隙钙钛矿的光致相分离现象，提升晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池的光电转换效率和稳定性。引入光注入工艺的本申请实施例，相较于对比例三，有着更低的效率衰减率。
3、该制备钝化层的方法也旨在优化光注入工艺的强度和方法。优化后光注入工艺需求的光强为1000mW/cm2，且光注入工艺需要与顶部钝化层23的制备同步进行。对比例一至四采用了不同光强的光注入，对比例五选择在顶部钝化层23制备之前引入光注入工艺，对比例一至五的光注入钝化效果均没有本申请实施例优越。相比较，本申请实施例有着更高的开路电压和光电转化效率，以及更低的效率衰减率。
以上所述仅为本申请的可选实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种制备钝化层的方法，其特征在于：包括晶硅电池和设于所述晶硅电池的上方的钙钛矿电池，所述钙钛矿电池包括设于所述晶硅电池的表面的空穴传输层、设于所述空穴传输层的表面的钙钛矿吸收层、设于所述钙钛矿吸收层的表面的顶部钝化层、设于所述顶部钝化层的表面的电子传输层和设于所述电子传输层的表面的顶部电极层；所述晶硅电池、所述空穴传输层和所述钙钛矿吸收层组合形成稳态薄膜基底；
其中，通过光照将所述稳态薄膜基底激发形成亚稳态薄膜基底；在所述光照持续照射下，于所述亚稳态薄膜基底的表面形成所述顶部钝化层。
2.如权利要求1所述的制备钝化层的方法，其特征在于，包括步骤：
制备钝化层分散液，将所述钝化层分散液均匀涂覆于所述钙钛矿吸收层的表面；
将丙二胺碘溶于有机溶剂中进行超声溶解，并将溶解后的溶液旋涂于所述钙钛矿吸收层的表面；
旋涂结束后进行退火处理以形成所述顶部钝化层。
3.如权利要求1所述的制备钝化层的方法，其特征在于，包括步骤：
制备钝化层分散液，将所述钝化层分散液喷涂于所述钙钛矿吸收层的表面；
喷涂结束后进行退火处理以形成所述顶部钝化层。
4.如权利要求1-3任一项所述的制备钝化层的方法，其特征在于：所述顶部钝化层包括丙二胺溴、丁基氯化胺、丁基溴化胺、丁基碘化胺、N,N-二甲基-1,3-丙二胺盐酸盐、十二二胺溴中的至少一种。
5.如权利要求1-3任一项所述的制备钝化层的方法，其特征在于：所述顶部钝化层包括氟化镁、氟化锂、氟化钠中的至少一种。
6.如权利要求1-3任一项所述的制备钝化层的方法，其特征在于，包括步骤：
制备钙钛矿前驱液，将所述钙钛矿前驱液均匀涂覆于所述空穴传输层的表面；
使用反溶剂进行动态旋涂；
旋涂结束后进行退火处理以形成所述钙钛矿吸收层；或者，旋涂结束后进行闪蒸处理，闪蒸结束后进行退火处理以形成所述钙钛矿吸收层。
7.如权利要求6所述的制备钝化层的方法，其特征在于：所述钙钛矿前驱液为由ABX3结构的钙钛矿与有机溶剂溶解制得，所述钙钛矿前驱液的浓度范围为1.5-2M。
8. 如权利要求7所述的制备钝化层的方法，其特征在于，于所述ABX3结构的钙钛矿中：A位为有机阳离子，包括CH3NH3 +(MA+)、NH2CH＝NH2 + (FA+)、CH3CH2NH3 +或Cs+中的至少一种；B位为金属阳离子，包括Pb2+、Sn2+中的至少一种；X位为卤素阴离子，包括F-、Cl-、Br-、I-中的至少一种。
9.如权利要求1-3任一项所述的制备钝化层的方法，其特征在于，包括步骤：制备钙钛矿前驱粉末，将所述钙钛矿前驱粉末蒸发至所述空穴传输层的表面。
10.晶硅/钙钛矿叠层太阳能电池，其特征在于：采用如权利要求1-9任一项所述的制备钝化层的方法制备。
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