钙钛矿膜制备方法、钙钛矿电池及制备钙钛矿膜的设备与流程

本发明涉及一种钙钛矿膜制备方法、钙钛矿电池及制备钙钛矿膜的设备。

背景技术：

1、钙钛矿太阳能电池分为单结钙钛矿太阳能电池和叠层钙钛矿太阳能电池两大类型，不管针对哪种类型的钙钛矿太阳能电池，钙钛矿膜作为光吸收层，其制备过程将直接影响钙钛矿膜的性能，进而影响钙钛矿太阳能电池的性能。

2、目前，制备钙钛矿太阳能电池中钙钛矿膜的主要方式有狭缝涂布、旋涂、蒸镀方式等。但是，采用狭缝涂布制备的钙钛矿膜比较厚，且很难制备出绒面结构的膜层，比如采用狭缝涂布，在绒面结构的晶硅电池表面制备出的钙钛矿膜很容易在凹陷区域堆积，很难形成与绒面结构相匹配的均匀膜层；采用旋涂则很难制备出大尺寸的钙钛矿太阳能电池；采用蒸镀方式很难保证各种组分均匀分散。因此，现有的钙钛矿膜层制备工艺仍然很难制备出性能优良的钙钛矿膜层。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种钙钛矿膜制备方法及用于制备钙钛矿膜的设备，该钙钛矿膜制备方法能够制备出与基体表面的绒面结构相匹配的钙钛矿膜，以有效地提高制备出的钙钛矿膜的性能。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种钙钛矿膜制备方法，包括：

4、步骤a、将钙钛矿前驱体溶液涂覆于绒面结构的基体上；

5、步骤b、将基体固定于载台上；

6、步骤c、通过设定温度加热基体涂覆的钙钛矿前驱体溶液，并同步控制所述载台加速向下移动设定时长或者设定距离，其中，所述载台向下移动的加速度不低于重力加速度，以形成与所述基体表面相匹配的绒面结构的钙钛矿膜。

7、可选地，上述钙钛矿膜制备方法，还包括：

8、步骤d、对所述基体上的所述钙钛矿膜进行退火激活处理。

9、可选地，所述步骤c使用的所述设定温度为150℃～200℃。

10、可选地，所述步骤c控制所述载台加速向下移动的所述设定时长为1～2s；

11、可选地，所述步骤c控制所述载台加速向下移动的所述设定距离不小于10m。

12、可选地，所述载台向下移动的加速度为g～1.5g。

13、可选地，所述钙钛矿前驱体溶液的粘度为1～20mpa·s。

14、可选地，步骤d的退火激活处理的温度100℃～170℃。

15、可选地，步骤d的退火激活处理的时长为10～100min。

16、可选地，步骤a包括：通过狭缝涂布方式将钙钛矿前驱体溶液涂布于绒面结构的基体上。

17、可选地，所述基体包括：制备单结钙钛矿太阳能电池的衬底或者晶硅太阳能电池。

18、可选地，所述钙钛矿前驱体溶液包括abx3类钙钛矿材料，其中a为ma(甲胺)、fa(甲脒)、cs、rb、mda组分中的一种或多种混合，b为pb、sn元素中的一种或多种混合，x为i、br、cl元素中的一种或多种混合。

19、可选地，所述步骤a涂覆的厚度为10～20μm。

20、可选地，所述基体的绒面结构为金字塔绒面，其中，金字塔高度为0.3～10μm。

21、第二方面，本发明实施例提供一种钙钛矿电池，包括：第一方面实施例提供的钙钛矿膜制备方法制备出的绒面结构的钙钛矿膜。

22、第三方面，本发明实施例提供应用于上述第一方面实施例提供的钙钛矿膜制备方法中的用于制备钙钛矿膜的设备，包括：载台、加速控制机构及加热组件，其中，

23、所述载台，用于承载并固定涂覆有钙钛矿前驱体溶液的基体；

24、所述加速控制机构，用于控制所述载台加速向下移动设定时长或者设定距离；

25、所述加热组件，用于加热所述基体。

26、可选地，上述用于制备钙钛矿膜的设备，还包括：容纳所述载台和所述加热组件的腔体。

27、可选地，所述载台包括：支撑平台及设置于所述支撑平台上的固定件，其中，

28、所述支撑平台用于放置所述基体；

29、所述固定件用于夹持或者压固所述基体。

30、上述发明的第一方面的技术方案具有如下优点或有益效果：

31、本发明实施例提供的钙钛矿膜制备方法，通过将钙钛矿前驱体溶液涂覆于绒面结构的基体上，并将涂覆有钙钛矿前驱体溶液固定于载台上，使基体与载台作为一个整体，然后在加热基体使钙钛矿前驱体溶液初步固化过程中，同步为控制载台加速向下移动设定时长或者设定距离，并使载台下移过程中的加速度不低于重力加速度，即基体与载台作为一个整体，该基体下移过程中的加速度也不低于重力加速度，减少甚至消除了钙钛矿前驱体溶液的重力对成膜过程的影响，使钙钛矿前驱体溶液的张力成为影响其成膜的主要因素，而钙钛矿前驱体溶液的张力，可以使钙钛矿前驱体溶液按照基体的绒面结构分布和成型，从而使钙钛矿前驱体溶液在基体上形成与绒面结构相匹配的钙钛矿膜，实现保型制备钙钛矿膜，以有效地提高制备出的钙钛矿膜的性能。

技术特征：

1.一种钙钛矿膜制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的钙钛矿膜制备方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的钙钛矿膜制备方法，其特征在于，

4.根据权利要求2所述的钙钛矿膜制备方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的钙钛矿膜制备方法，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的钙钛矿膜制备方法，其特征在于，

7.一种钙钛矿电池，其特征在于，包括：通过权利要求1至6任一所述的钙钛矿膜制备方法制备出的绒面结构的钙钛矿膜。

8.应用于权利要求1至6任一所述的钙钛矿膜制备方法中的用于制备钙钛矿膜的设备，其特征在于，包括：载台、加速控制机构及加热组件，其中，

9.根据权利要求8所述的用于制备钙钛矿膜的设备，其特征在于，还包括：容纳所述载台和所述加热组件的腔体。

10.根据权利要求8所述的用于制备钙钛矿膜的设备，其特征在于，所述载台包括：支撑平台及设置于所述支撑平台上的固定件，其中，

技术总结
本发明公开钙钛矿膜制备方法、钙钛矿电池及制备钙钛矿膜的设备。该方法可包括：将钙钛矿前驱体溶液涂覆于绒面结构的基体上；将涂覆有钙钛矿前驱体溶液固定于载台上；在通过设定温度加热基体，并同步为控制载台加速向下移动设定时长或者设定距离，其中，载台向下移动的加速度不低于重力加速度，以形成与基体表面相匹配的绒面结构的钙钛矿膜。该发明提供方案能够制备出与基体表面的绒面结构相匹配的钙钛矿膜，以有效地提高制备出的钙钛矿膜的性能。

技术研发人员：张博,尹海鹏,陈坤
受保护的技术使用者：晶澳（扬州）太阳能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7