本发明属于太阳能电池材料领域，涉及一种太阳能电池薄膜的制备方法。
背景技术：
随着世界范围内能源的短缺和环境问题的加剧，以太阳能为主的可再生能源的研究、开发和利用日益得到重视。太阳能发电主要有太阳能光热发电和太阳能光伏发电两种方式。对于太阳能热发电系统，其核心设备包括聚光集热装置、反射镜传动和跟踪系统；其中聚光系统包括定日镜群和跟踪装置，成本占总投入的50%以上。聚光系统中的反射材料在太阳能中高温应用系统以及聚光光伏系统中有着广泛的应用，它的好坏直接决定了太阳能光伏电池的转换效率与热发电的成本。高反射率的材料是提高上述过程太阳能利用率的关键。目前太阳能电池薄膜的光电转化率低、稳定性差。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题：针对目前太阳能电池薄膜的光电转化率低、稳定性差的问题，提供一种太阳能电池薄膜的制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：一种太阳能电池薄膜的制备方法，该制备方法包括如下步骤：（1）取醋酸锌按质量比1~3：9~15加入甲醇搅拌混合，得混合液a，取氢氧化钾按质量比1~4：20~30加入甲醇搅拌混合，得混合液b，取混合液b按质量比4~7：2~5滴入混合液a中，控制滴加时间15~20min，搅拌混合1~3h，静置4~7h，取沉淀按质量比1~3：10~15加入正丁醇，再加入正丁醇质量6~8%的甲醇和正丁醇质量5~7%的氯仿，搅拌混合20~30min，得混合液；（2）取混合液按质量比100~120：1~3加入五水合四氯化锡，于25~30℃搅拌混合，静置陈化，得陈化液，取陈化液滴于薄膜模具中旋涂，重复2~4次旋涂过程，退火，得基体物，备用；（3）取碘化铅按质量比1~3：30~40加入n,n-二甲基甲酰胺，于65~70℃搅拌混合，过滤，取滤液，取4a分子筛活化，冷却至室温，得冷却物，取冷却物浸泡于邻二氯苯中保持10~12h，取出浸泡后冷却物按质量比1~4：15~20：80~100加入3'-苯基-3'h-环丙[1,9][5,6]富勒烯-c60-ih-3'-丁酸甲酯、邻二氯苯，于75~80℃搅拌混合10~15h，再加入邻二氯苯质量1~5%的itic搅拌混合，得搅拌混合物；（4）取搅拌混合物按质量比100~200：2~5加入聚乙烯基咔唑搅拌混合，得混合物，取混合物滴于步骤（2）备用的基体物表面，旋涂，退火，旋转蒸发，冷却至室温，得冷却物a，取冷却物a按质量比1~5：10~15：100~120加入甲基碘化胺、异丙醇，静置20~30min，取浸泡后冷却物退火，得太阳能电池薄膜。所述步骤（1）中混合液a的搅拌混合条件为：于60~65℃搅拌混合30~50min；混合液b的搅拌混合条件为：于60~65℃搅拌混合20~30min。所述步骤（2）中旋涂条件为：于3000rpm旋涂30s。所述步骤（3）中4a分子筛的活化条件为：于300~350℃活化1~3h。所述步骤（3）中搅拌混合物的搅拌混合条件为：于75~80℃搅拌混合8~10h。所述步骤（4）中混合物滴于步骤（2）备用的基体物表面的旋涂、退火条件为：于3000rpm旋涂20s，于60~65℃退火5~10min。所述步骤（4）中太阳能电池薄膜的退火条件为：于90~100℃退火20~30min。本发明与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本发明以醋酸锌和氢氧化钾为原料，得到纳米氧化锌粒子引入薄膜，加入碘化铅，掺杂四氯化锡，经退火形成基体物，退火过程中碘化铅与甲基碘化胺进行反应，形成钙钛矿结构的薄膜，形成的晶粒分布均匀，粒径较大，薄膜表面基本没有孔隙，表面平整且致密，所制备的晶粒较大，能够更好地传输电荷，钙钛矿晶粒越大越能促进钙钛矿层内的载流子迁移率以及减小缺陷复合，sn4+的离子半径较zn2+离子半径小，掺杂后能够使所制备的晶粒尺寸变小，同时改善形成的zno薄膜的表面粗糙度，减少光散射，使zno纳米粒子的分布和排列的更加均匀，能够适合钙钛矿薄膜的沉积，同时锡的掺杂在紫外光光谱范围内，形成较强的紫外光吸收，有利于薄膜透光率，同时sn元素的加入，反应掉了zno表面的羟基，使得羟基数量减少的提高，使得钙钛矿结构的薄膜不会与羟基发生路易斯酸碱反应，从而抑制钙钛矿层的分解，起到对太阳能电池薄膜的保护作用，提高了钙钛矿太阳能电池在高温环境下的稳定性，有效抑制了电子-空穴对在钙钛矿层与zno之间界面的复合，大大提高了电子传输效率，从而提高了光电转换效率；（2）本发明于在形成钙钛矿结构的太阳能电池薄膜的基础上，其卤素原子缺失会产生pb2+而成为复合中心，增加载流子复合几率，将富电子物质聚乙烯基咔唑掺杂到具有高的电子迁移率和电子注入能力倒置结构电子传输层3'-苯基-3'h-环丙[1,9][5,6]富勒烯-c60-ih-3'-丁酸甲酯中，富电子的聚乙烯基咔唑可以向pb提供孤对电子，并与钙钛矿表面形成配位键或共价键，从而有效钝化钙钛矿晶体缺陷，同时可以通过提高3'-苯基-3'h-环丙[1,9][5,6]富勒烯-c60-ih-3'-丁酸甲酯溶液的粘度和成膜性，得到了更平整致密的太阳能电池薄膜，在此基础上引入了非富勒烯小分子itic，itic中的n原子含有孤对电子，能够钝化钙钛矿缺陷，另外其具有柔性侧链能够使具有刚性结构的3'-苯基-3'h-环丙[1,9][5,6]富勒烯-c60-ih-3'-丁酸甲酯和钙钛矿形成紧密接触，从而改善界面性质，维持了纳米尺度相分离的聚集态结构，使得光电转换的过程中，电荷传输加快，提高了转化效能。具体实施方式itic：2,2'-［［6,6,12,12-四（甲氧基苯基）-6,12-二氢［2,3-d：2',3'-d'］-s-茚并［1,2-b：5,6-b'］二噻吩-2,8-二基］双［亚甲基（3-氧代-1h茚-2,1（3h）-亚基］］双丙二腈。一种太阳能电池薄膜的制备方法，包括如下步骤：（1）取醋酸锌按质量比1~3：9~15加入甲醇，于60~65℃搅拌混合30~50min，得混合液a，取氢氧化钾按质量比1~4：20~30加入甲醇，于60~65℃搅拌混合20~30min，得混合液b，取混合液b按质量比4~7：2~5滴入混合液a中，控制滴加时间15~20min，搅拌混合1~3h，静置4~7h，取沉淀按质量比1~3：10~15加入正丁醇，再加入正丁醇质量6~8%的甲醇和正丁醇质量5~7%的氯仿，搅拌混合20~30min，得混合液；（2）取混合液按质量比100~120：1~3加入五水合四氯化锡，于25~30℃搅拌混合2~3h，静置陈化18~24h，得陈化液，取陈化液滴于薄膜模具中，于3000rpm旋涂30s，重复2~4次旋涂过程，退火，得基体物，备用；（3）取碘化铅按质量比1~3：30~40加入n,n-二甲基甲酰胺，于65~70℃搅拌混合50~60min，过滤，取滤液，取4a分子筛于300~350℃活化1~3h，冷却至室温，得冷却物，取冷却物浸泡于邻二氯苯中保持10~12h，取出浸泡后冷却物按质量比1~4：15~20：80~100加入3'-苯基-3'h-环丙[1,9][5,6]富勒烯-c60-ih-3'-丁酸甲酯、邻二氯苯，于75~80℃搅拌混合10~15h，再加入邻二氯苯质量1~5%的itic，于75~80℃搅拌混合8~10h，得搅拌混合物；（4）取搅拌混合物按质量比100~200：2~5加入聚乙烯基咔唑，搅拌混合30~50min，得混合物，取混合物滴于步骤（2）备用的基体物表面，于3000rpm旋涂20s，于60~65℃退火5~10min，旋转蒸发，冷却至室温，得冷却物a，取冷却物a按质量比1~5：10~15：100~120加入甲基碘化胺、异丙醇，静置20~30min，取浸泡后冷却物于90~100℃退火20~30min，得太阳能电池薄膜。itic：2,2'-［［6,6,12,12-四（甲氧基苯基）-6,12-二氢［2,3-d：2',3'-d'］-s-茚并［1,2-b：5,6-b'］二噻吩-2,8-二基］双［亚甲基（3-氧代-1h茚-2,1（3h）-亚基］］双丙二腈。一种太阳能电池薄膜的制备方法，包括如下步骤：（1）取醋酸锌按质量比1：9加入甲醇，于60℃搅拌混合30min，得混合液a，取氢氧化钾按质量比1：20加入甲醇，于60℃搅拌混合20min，得混合液b，取混合液b按质量比4：2滴入混合液a中，控制滴加时间15min，搅拌混合1h，静置4h，取沉淀按质量比1：10加入正丁醇，再加入正丁醇质量6%的甲醇和正丁醇质量5%的氯仿，搅拌混合20min，得混合液；（2）取混合液按质量比100：1加入五水合四氯化锡，于25℃搅拌混合2h，静置陈化18h，得陈化液，取陈化液滴于薄膜模具中，于3000rpm旋涂30s，重复2次旋涂过程，退火，得基体物，备用；（3）取碘化铅按质量比1：30加入n,n-二甲基甲酰胺，于65℃搅拌混合50min，过滤，取滤液，取4a分子筛于300℃活化1h，冷却至室温，得冷却物，取冷却物浸泡于邻二氯苯中保持10h，取出浸泡后冷却物按质量比1：15：80加入3'-苯基-3'h-环丙[1,9][5,6]富勒烯-c60-ih-3'-丁酸甲酯、邻二氯苯，于75℃搅拌混合10h，再加入邻二氯苯质量1%的itic，于75℃搅拌混合8h，得搅拌混合物；（4）取搅拌混合物按质量比100：2加入聚乙烯基咔唑，搅拌混合30min，得混合物，取混合物滴于步骤（2）备用的基体物表面，于3000rpm旋涂20s，于60℃退火5min，旋转蒸发，冷却至室温，得冷却物a，取冷却物a按质量比1：10：100加入甲基碘化胺、异丙醇，静置20min，取浸泡后冷却物于90℃退火20min，得太阳能电池薄膜。itic：2,2'-［［6,6,12,12-四（甲氧基苯基）-6,12-二氢［2,3-d：2',3'-d'］-s-茚并［1,2-b：5,6-b'］二噻吩-2,8-二基］双［亚甲基（3-氧代-1h茚-2,1（3h）-亚基］］双丙二腈。一种太阳能电池薄膜的制备方法，包括如下步骤：（1）取醋酸锌按质量比3：15加入甲醇，于65℃搅拌混合50min，得混合液a，取氢氧化钾按质量比4：30加入甲醇，于65℃搅拌混合30min，得混合液b，取混合液b按质量比7：5滴入混合液a中，控制滴加时间20min，搅拌混合3h，静置7h，取沉淀按质量比3：15加入正丁醇，再加入正丁醇质量8%的甲醇和正丁醇质量7%的氯仿，搅拌混合30min，得混合液；（2）取混合液按质量比120：3加入五水合四氯化锡，于30℃搅拌混合3h，静置陈化24h，得陈化液，取陈化液滴于薄膜模具中，于3000rpm旋涂30s，重复4次旋涂过程，退火，得基体物，备用；（3）取碘化铅按质量比3：40加入n,n-二甲基甲酰胺，于70℃搅拌混合60min，过滤，取滤液，取4a分子筛于350℃活化3h，冷却至室温，得冷却物，取冷却物浸泡于邻二氯苯中保持12h，取出浸泡后冷却物按质量比4：20：100加入3'-苯基-3'h-环丙[1,9][5,6]富勒烯-c60-ih-3'-丁酸甲酯、邻二氯苯，于80℃搅拌混合15h，再加入邻二氯苯质量5%的itic，于80℃搅拌混合10h，得搅拌混合物；（4）取搅拌混合物按质量比200：5加入聚乙烯基咔唑，搅拌混合50min，得混合物，取混合物滴于步骤（2）备用的基体物表面，于3000rpm旋涂20s，于65℃退火10min，旋转蒸发，冷却至室温，得冷却物a，取冷却物a按质量比5：15：120加入甲基碘化胺、异丙醇，静置30min，取浸泡后冷却物于100℃退火30min，得太阳能电池薄膜。itic：2,2'-［［6,6,12,12-四（甲氧基苯基）-6,12-二氢［2,3-d：2',3'-d'］-s-茚并［1,2-b：5,6-b'］二噻吩-2,8-二基］双［亚甲基（3-氧代-1h茚-2,1（3h）-亚基］］双丙二腈。一种太阳能电池薄膜的制备方法，包括如下步骤：（1）取醋酸锌按质量比2：11加入甲醇，于63℃搅拌混合40min，得混合液a，取氢氧化钾按质量比3：25加入甲醇，于63℃搅拌混合25min，得混合液b，取混合液b按质量比5：3滴入混合液a中，控制滴加时间17min，搅拌混合2h，静置6h，取沉淀按质量比2：13加入正丁醇，再加入正丁醇质量7%的甲醇和正丁醇质量6%的氯仿，搅拌混合25min，得混合液；（2）取混合液按质量比110：2加入五水合四氯化锡，于27℃搅拌混合2.5h，静置陈化20h，得陈化液，取陈化液滴于薄膜模具中，于3000rpm旋涂30s，重复3次旋涂过程，退火，得基体物，备用；（3）取碘化铅按质量比2：35加入n,n-二甲基甲酰胺，于67℃搅拌混合55min，过滤，取滤液，取4a分子筛于330℃活化2h，冷却至室温，得冷却物，取冷却物浸泡于邻二氯苯中保持11h，取出浸泡后冷却物按质量比3：17：90加入3'-苯基-3'h-环丙[1,9][5,6]富勒烯-c60-ih-3'-丁酸甲酯、邻二氯苯，于77℃搅拌混合13h，再加入邻二氯苯质量4%的itic，于78℃搅拌混合9h，得搅拌混合物；（4）取搅拌混合物按质量比150：4加入聚乙烯基咔唑，搅拌混合40min，得混合物，取混合物滴于步骤（2）备用的基体物表面，于3000rpm旋涂20s，于62℃退火7min，旋转蒸发，冷却至室温，得冷却物a，取冷却物a按质量比3：14：110加入甲基碘化胺、异丙醇，静置25min，取浸泡后冷却物于95℃退火25min，得太阳能电池薄膜。对比例：大连市某公司生产的太阳能电池薄膜。将上述实施例与对比例得到的太阳能电池薄膜进行检测，在am1.5，1000w/平方米，组件温度：25度，用太阳能光伏专用测试仪进行测试，测试被测太阳能电池板的输出电功率，以及照射在这块太阳能电池板上的太阳光光照功率，太阳能电池板的的光电转换效率=太阳能电池板最大输出电功率÷照射在这块太阳能电池板上的太阳光光照功率。得到的结果如表1所示。表1：项目实施例1实施例2实施例3对比例1h光电转化率%131512103h光电转化率%13151185h光电转化率%1215125综上所述，由表1可知，本发明制备的太阳能电池薄膜光电转化率高、稳定性好，值得大力提倡使用。当前第1页12