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太陽能電池的生產(chǎn)方法

752   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來源:湖北萬度光能有限責(zé)任公司  
2024-02-22 11:13:12
權(quán)利要求書: 1.一種太陽能電池的生產(chǎn)方法,其特征在于,該生產(chǎn)方法包括如下步驟:

將60~65℃的鈣鈦礦前驅(qū)體溶液涂布在60~65℃的太陽能電池本體的多孔碳對電極層的外邊緣±2mm以內(nèi);所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液容納在儲(chǔ)液容器中,所述儲(chǔ)液容器具有加熱設(shè)備,所述太陽能電池本體的下方設(shè)置有加熱板;所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液與所述太陽能電池本體的溫度差為±3℃;

所述儲(chǔ)液容器上設(shè)置有供所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液通過的針頭,所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的出液速度為10~13μl/s;所述針頭的出液方向與所述多孔碳對電極層所在平面之間的夾角為35~45°;所述針頭的移動(dòng)速度為8~25mm/s;

所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液由第I主族金屬鹵化物、甲基鹵化胺和溶劑形成,所述第I主族金屬鹵化物為碘化鉛,所述甲基鹵化胺為甲基碘化胺,所述溶劑為γ?丁內(nèi)酯,所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液為CH3NH3PbI3前驅(qū)體溶液,所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的濃度為0.1~2mol/L;

所述太陽能電池本體包括第一電極、致密層、第一介孔層、第二介孔層和多孔碳對電極層,所述第一介孔層的材料選自錫酸鋇、二氧化鈦、氧化鋁、二氧化鋯,所述第二介孔層的材料選自于錫酸鋇、二氧化鈦、氧化鋁、二氧化鋯,所述多孔碳對電極層的材料選自炭黑、石墨、碳納米管、石墨烯;

所述太陽能電池的第一介孔層、第二介孔層、多孔碳對電極層中填充有鈣鈦礦材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法,其特征在于,所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的濃度為0.5~1mol/L。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生產(chǎn)方法,其特征在于,所述的生產(chǎn)方法還包括鈣鈦礦前驅(qū)體溶液浸潤步驟:將所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液浸潤所述多孔碳對電極層1~5分鐘。

4.根據(jù)權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述的生產(chǎn)方法,其特征在于,所述的生產(chǎn)方法還包括如下步驟:將導(dǎo)電玻璃刻蝕成8~150個(gè)相互串聯(lián)的子電池,刻線兩端分別作為太陽能電池的光陽極區(qū)和對電極區(qū);將所述導(dǎo)電玻璃超聲清洗,將對電極區(qū)遮擋,加熱至390~510℃;將二(乙酰丙酮基)鈦酸二異丙酯的乙醇溶液噴于導(dǎo)電玻璃的表面,經(jīng)過分解,形成二氧化鈦致密層;去掉對電極區(qū)遮擋,在所述致密層上沉積厚度為0.5~3μm的納米二氧化鈦,并在400~

550℃下燒結(jié)0.5~3小時(shí),形成介孔二氧化鈦薄膜;冷卻后,在該介孔二氧化鈦薄膜上沉積厚度為0.5~3μm的二氧化鋯漿料,65~80℃下烘干,得到二氧化鋯薄膜;在所述對電極區(qū)和二氧化鋯薄膜上沉積厚度為5~50μm的碳漿料,65~80℃烘干,然后在350~500℃燒結(jié)1~5小時(shí),形成多孔二氧化鋯間隔層和多孔碳對電極層,從而得到太陽能電池本體。

說明書: 太陽能電池的生產(chǎn)方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及一種太陽能電池的生產(chǎn)方法,尤其是一種鈣鈦礦太陽能電池的生產(chǎn)方法。背景技術(shù)[0002] 鈣鈦礦太陽能電池具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率和較低的材料成本,被認(rèn)為是可以取代晶硅太陽能電池的下一代新型太陽能電池,因而具有廣闊的商業(yè)化前景。在鈣鈦礦太陽能電池的研究過程中,出現(xiàn)了基于不同材料的多種結(jié)構(gòu)。以碳作為背電極的三層介孔結(jié)構(gòu),成本低廉,可擴(kuò)大化生產(chǎn),因而具有廣闊的市場化前景。鈣鈦礦太陽能電池的制備過程中需要將鈣鈦礦溶液填充到介孔層中,才能實(shí)現(xiàn)有效填充。然而,在大面積器件制備過程中,鈣鈦礦溶液需要穿過微米級(jí)厚度的薄膜,通常難以實(shí)現(xiàn)充分的填充,去除溶劑后留下孔隙,從而影響太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。[0003] 一方面,在大面積器件制備過程中,鈣鈦礦溶液在介孔中流動(dòng)的溫度的波動(dòng)對于滲透過程往往被忽略,認(rèn)為其影響較小。[0004] 另一方面,鈣鈦礦溶液在介孔中流動(dòng)具有隨機(jī)性,導(dǎo)致較難實(shí)現(xiàn)均一穩(wěn)定滲透,從而影響電池的光電轉(zhuǎn)換效率。例如,CN105870335A公開了一種鈣鈦礦太陽能電池的生產(chǎn)方法,所述太陽能電池由FTO透明導(dǎo)電玻璃基底、TiO2致密層、TiO2介孔層、多孔Yb2O3阻擋層和導(dǎo)電碳電極組成,具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的CH3NH3PbI3均勻分布于TiO2介孔層、多孔Yb2O3阻擋層和導(dǎo)電碳電極中。該方法采用移液槍從碳膜上端涂布鈣鈦礦溶液,導(dǎo)致鈣鈦礦溶液填充均勻性差,光電轉(zhuǎn)換效率僅僅達(dá)到5.6%。又如,CN104538552A公開了一種鈣鈦礦太陽能電池的生產(chǎn)方法,該鈣鈦礦太陽能電池具有導(dǎo)電玻璃導(dǎo)電層、阻擋層、介孔層、對電極層和鈣鈦礦吸光層,導(dǎo)電玻璃導(dǎo)電層由絕緣帶分隔成正極區(qū)域和負(fù)極區(qū)域,阻擋層涂覆于導(dǎo)電玻璃導(dǎo)電層的負(fù)極區(qū)域上,介孔層位于阻擋層上,對電極層覆蓋于介孔層、絕緣帶及導(dǎo)電玻璃導(dǎo)電層的正極區(qū)域上,鈣鈦礦吸光層涂覆于對電極層的外表面。該方法在對電極表面涂覆鈣鈦礦溶液,填充均勻性仍有提高空間。發(fā)明內(nèi)容[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種太陽能電池的生產(chǎn)方法,其可以改善鈣鈦礦溶液在介孔層中的填充均勻性,光電轉(zhuǎn)換效率得到進(jìn)一步提高。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的。[0006] 本發(fā)明提供一種鈣鈦礦太陽能電池的生產(chǎn)方法,包括如下步驟:將15~150℃的鈣鈦礦前驅(qū)體溶液涂布在15~150℃的太陽能電池本體上;所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液容納在儲(chǔ)液容器中,所述儲(chǔ)液容器具有加熱設(shè)備,所述太陽能電池本體的下方設(shè)置有加熱板;所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液與所述太陽能電池本體的溫度差為±15℃。此外,本發(fā)明提供一種鈣鈦礦太陽能電池的生產(chǎn)方法,包括如下步驟:將15~150℃的鈣鈦礦前驅(qū)體溶液涂布在15~150℃的太陽能電池本體上;所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液與所述太陽能電池本體的溫度差為±15℃。本發(fā)明將儲(chǔ)液容器中的鈣鈦礦前驅(qū)體溶液加熱保溫,使其在出液時(shí)具有一定的初始溫度,同時(shí)為太陽能電池本體提供一定的溫度環(huán)境。這樣可以使鈣鈦礦前驅(qū)體溶液保持較高的溶液濃度而不出現(xiàn)晶體析出,加快了溶液在多層介孔層中的滲透速度。此外,這樣可以避免加工過程中的吸潮現(xiàn)象,加速了鈣鈦礦前驅(qū)體溶液中溶劑的揮發(fā),得到更加均一穩(wěn)定的填充效果。[0007] 根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)方法,優(yōu)選地,所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的溫度為55~100℃;所述太陽能電池本體的溫度為55~100℃;所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液與所述太陽能電池本體的溫度差為±10℃。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式,所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的溫度為60~65℃;所述太陽能電池本體的溫度為60~65℃;所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液與所述太陽能電池本體的溫度差為±3℃。本發(fā)明發(fā)現(xiàn),這樣的溫度范圍更加有利于鈣鈦礦前驅(qū)體溶液在介孔層中的均勻穩(wěn)定的填充。

[0008] 在本發(fā)明中,儲(chǔ)液容器中容納有鈣鈦礦前驅(qū)體溶液。儲(chǔ)液容器的下方設(shè)置有出液裝置,例如針頭或狹縫刀頭,優(yōu)選為狹縫刀頭。加熱設(shè)備可以設(shè)置在儲(chǔ)液容器的外部或者內(nèi)部,根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況而定。當(dāng)出液裝置為狹縫刀頭時(shí),加熱設(shè)備可以設(shè)置在儲(chǔ)液容器的內(nèi)部。加熱設(shè)備的種類并沒有特別限制,例如加熱套、電加熱絲等。加熱設(shè)備可以將鈣鈦礦前驅(qū)體溶液加熱和保溫,從而使其在出液時(shí)具有一定的初始溫度。[0009] 在本發(fā)明中,太陽能電池本體的下方設(shè)置有加熱板,從而將太陽能電池本體控制在一定的溫度范圍。加熱板的種類并沒有特別限制,例如熱臺(tái)等。當(dāng)鈣鈦礦前驅(qū)體溶液與太陽能電池本體接觸時(shí),避免由于溫度差導(dǎo)致鈣鈦礦前驅(qū)體提前結(jié)晶析出或者溶劑過快蒸發(fā)。[0010] 在本發(fā)明中,太陽能電池本體表示涂布鈣鈦礦前驅(qū)體溶液之前的太陽能電池。太陽能電池本體可以包括第一電極、致密層、第一介孔層、第二介孔層、第三介孔層(第二電極層)等。第一介孔層、第二介孔層、第三介孔層等組成的多層介孔薄膜中填充有鈣鈦礦材料。第一電極可以為導(dǎo)電玻璃,例如氟摻雜氧化錫導(dǎo)電玻璃。第一介孔層的材料包含但不限于錫酸鋇、二氧化鈦、氧化鋁、二氧化鋯,優(yōu)選為二氧化鈦;其厚度可以為0.1~3μm,優(yōu)選為1~

2μm。第二介孔層的材料包含但不限于錫酸鋇、二氧化鈦、氧化鋁、二氧化鋯,優(yōu)選為二氧化鋯;其厚度可以為0.1?5μm,優(yōu)選為1~3μm。第三介孔層的材料包含但不限于炭黑、石墨、碳納米管、石墨烯,優(yōu)選為石墨和炭黑;其厚度可以為5~50μm,優(yōu)選為8~15μm。第三介孔層可以兼做第二電極。本發(fā)明的第三介孔層可以為多孔碳對電極層。這樣可以省略低溫碳層的形成步驟,從而簡化工藝流程。

[0011] 在本發(fā)明中,多孔碳對電極層以及其他介孔層統(tǒng)稱為多層介孔薄膜。根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)方法,優(yōu)選地,將所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液涂布在所述太陽能電池本體的多孔碳對電極層的外邊緣±2mm以內(nèi)。將鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的涂布控制在該區(qū)域內(nèi),在溶液表面張力、內(nèi)聚力、附著力和初速度等綜合作用下,鈣鈦礦前驅(qū)體溶液浸潤到整個(gè)多層介孔薄膜中,從而實(shí)現(xiàn)有效填充。由于多孔碳對電極層下方均為其他介孔層,從而使得鈣鈦礦前驅(qū)體溶液可以順利進(jìn)入其他介孔層,從而增加填充均勻性。此外,本發(fā)明將鈣鈦礦前驅(qū)體溶液涂布在位于上層的多孔碳對電極層的外邊緣,而不是絕緣層的外邊緣,更加有利于鈣鈦礦前驅(qū)體溶液均勻滲透至整個(gè)介孔層,從而增加填充均勻性。[0012] 在某些方案中,將鈣鈦礦前驅(qū)體溶液通過出液器涂布在多孔碳對電極層的外邊緣±1mm以內(nèi)。更優(yōu)選地,將鈣鈦礦前驅(qū)體溶液通過出液器涂布在多孔碳對電極層的外邊緣+1mm以內(nèi)。本發(fā)明發(fā)現(xiàn),這樣更加有利于提高填充均勻性,進(jìn)而改善光電轉(zhuǎn)換效率。

[0013] 根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)方法,優(yōu)選地,所述儲(chǔ)液容器上設(shè)置有供所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液通過的針頭或狹縫刀頭,且所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的出液速度為5~30μl/s。優(yōu)選地,出液速度為8~15μl/s;更優(yōu)選地,出液速度為10~13μl/s。這樣更加有利于提高填充均勻性,進(jìn)而改善光電轉(zhuǎn)換效率。[0014] 除了溶液表面張力、內(nèi)聚力、附著力和初速度之外,溶液與多孔碳對電極層的初始接觸角度對浸潤效果亦有影響。根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)方法,優(yōu)選地,所述針頭或狹縫刀頭的出液方向與所述多孔碳對電極層所在平面之間的夾角為10~89°。以針頭為例,所述針頭的出液方向與所述多孔碳對電極層所在平面之間的夾角為10~89°。以狹縫刀頭為例,所述狹縫刀頭的出液方向與所述多孔碳對電極層所在平面之間的夾角為10~89°。優(yōu)選地,出液方向與碳對電極所在平面之間的夾角為30~55°,例如35~45°。采用上述角度,更有利于鈣鈦礦前驅(qū)體溶液浸潤至整個(gè)多層介孔薄膜,從而實(shí)現(xiàn)有效填充。[0015] 當(dāng)儲(chǔ)液容器上具有針頭時(shí),針頭移動(dòng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)涂布。針頭的移動(dòng)速度可以為5~50mm/s,優(yōu)選地為8~25mm/s,例如10mm/s。移動(dòng)速度決定著所述多孔碳對電極層不同部位接納的鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的量。上述范圍的移動(dòng)速度有利于改善浸潤和填充均勻性。

[0016] 鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的濃度和種類對于浸潤過程亦有影響。根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)方法,優(yōu)選地,所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的濃度為0.1~2mol/L;且所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液由第I主族金屬鹵化物、甲基鹵化胺和溶劑形成。鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的濃度優(yōu)選為0.5~1mol/L。濃度過高,滲透速度慢,不利于填充均勻性的改善;濃度過低,滲透速度快,也不利于填充均勻性的改善。本發(fā)明的鈣鈦礦前驅(qū)體溶液表示可以在一定條件下形成鈣鈦礦材料的溶液,并不表示其必然含有鈣。第I主族金屬鹵化物和甲基鹵化胺在溶劑中反應(yīng),從而獲得鈣鈦礦前驅(qū)體溶液。第I主族金屬鹵化物的第I主族金屬可以選自錫和鉛;其中的鹵素可以選自氯、溴和碘。在某些實(shí)施方案中,所述第I主族金屬鹵化物選自碘化鉛、溴化鉛、氯化鉛、碘化錫、溴化錫、氯化錫中的一種或多種;優(yōu)選為碘化鉛、溴化鉛或氯化鉛;更優(yōu)選為碘化鉛。甲基鹵化胺的鹵素可以選自氯、溴和碘。在某些實(shí)施方案中,所述甲基鹵化胺選自甲基碘化胺、甲基氯化胺、甲基溴化胺中的一種或多種;優(yōu)選為甲基碘化胺。本發(fā)明的溶劑優(yōu)選為有機(jī)溶劑,例如可以將第I主族金屬鹵化物和甲基鹵化胺同時(shí)溶解的有機(jī)溶劑。在某些實(shí)施方案中,所述溶劑可以選自γ?丁內(nèi)酯、二甲基亞砜、N,N?二甲基甲酰胺中的一種或多種;優(yōu)選為γ?丁內(nèi)酯。[0017] 根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)方法,優(yōu)選地,所述第I主族金屬鹵化物選自碘化鉛、溴化鉛、氯化鉛、碘化錫、溴化錫、氯化錫中的一種或多種。根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)方法,優(yōu)選地,所述甲基鹵化胺選自甲基碘化胺、甲基氯化胺、甲基溴化胺中的一種或多種;所述溶劑選自γ?丁內(nèi)酯、二甲基亞砜、N,N?二甲基甲酰胺中的一種或多種。采用上述原料所得鈣鈦礦前驅(qū)體溶液可以改善填充均勻性,改善光電轉(zhuǎn)換效率。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式,鈣鈦礦前驅(qū)體溶液為CH3NH3PbI3前驅(qū)體溶液。[0018] 根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)方法,優(yōu)選地,所述的生產(chǎn)方法還包括鈣鈦礦前驅(qū)體溶液浸潤步驟:將所述鈣鈦礦前驅(qū)體溶液浸潤所述多孔碳對電極層1~5分鐘。優(yōu)選為,浸潤時(shí)間為2~3分鐘。浸潤時(shí)間太長,影響生產(chǎn)效率;浸潤時(shí)間太短,導(dǎo)致填充不充分。[0019] 將涂布在多孔碳對電極層的外邊緣的鈣鈦礦前驅(qū)體溶液烘干,從而形成鈣鈦礦太陽能電池。烘干溫度可以為45~60℃,優(yōu)選為48~55℃,更優(yōu)選為50℃。[0020] 根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)方法,優(yōu)選地,所述的生產(chǎn)方法還可以包括如下步驟:將導(dǎo)電玻璃刻蝕成8~150個(gè)相互串聯(lián)的子電池,刻線兩端分別作為太陽能電池的光陽極區(qū)和對電極區(qū);將所述導(dǎo)電玻璃超聲清洗,將對電極區(qū)遮擋,加熱至390~510℃;將二(乙酰丙酮基)鈦酸二異丙酯的乙醇溶液噴于導(dǎo)電玻璃的表面,經(jīng)過分解,形成二氧化鈦致密層;去掉對電極區(qū)遮擋,在所述致密層上沉積厚度為0.5~3μm的納米二氧化鈦,并在400~550℃下燒結(jié)0.5~3小時(shí),形成介孔二氧化鈦薄膜;冷卻后,在該介孔二氧化鈦薄膜上沉積厚度為0.5~3μm的二氧化鋯漿料,65~80℃下烘干,得到二氧化鋯薄膜;在所述對電極區(qū)和二氧化鋯薄膜上沉積厚度為5~50μm的碳漿料,65~80℃烘干,然后在350~500℃燒結(jié)1~5小時(shí),形成多孔二氧化鋯間隔層和多孔碳對電極層,從而得到太陽能電池本體。導(dǎo)電玻璃的實(shí)例包括但不限于氟摻雜氧化錫導(dǎo)電玻璃。上述沉積可以采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)。多孔碳對電極層橫跨對電極區(qū)和二氧化鋯薄膜。碳漿料可以采用石墨和炭黑分散在松油醇中形成的漿料。石墨和炭黑的比例并沒有特別限制。[0021] 可以采用本領(lǐng)域常規(guī)的方式進(jìn)行刻蝕,這里不再贅述。導(dǎo)電玻璃可以依次采用清潔劑、蒸餾水和無水乙醇超聲清洗,清洗時(shí)間可以分別為5~30分鐘??梢圆捎帽绢I(lǐng)域常規(guī)的清潔劑。例如采用 III比色皿清洗劑,以2wt%去離子水溶液的形式使用。把清洗好的導(dǎo)電玻璃置于熱臺(tái)上,用遮擋物擋住對電極區(qū)。

[0022] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式,將氟摻雜氧化錫導(dǎo)電玻璃刻蝕成8~25個(gè)相互串聯(lián)的子電池,刻線兩端分別作為太陽能電池的光陽極區(qū)和對電極區(qū);將所述導(dǎo)電玻璃超聲清洗,將對電極區(qū)遮擋,加熱至450~500℃;將二(乙酰丙酮基)鈦酸二異丙酯的乙醇溶液噴于導(dǎo)電玻璃的表面,經(jīng)過分解,形成二氧化鈦致密層;去掉對電極區(qū)遮擋,在所述致密層上沉積厚度為1~2μm的納米二氧化鈦,并在400~550℃下燒結(jié)1~2小時(shí),形成介孔二氧化鈦薄膜;冷卻后,在該介孔二氧化鈦薄膜上沉積厚度為1~2μm的二氧化鋯漿料,70~75℃下烘干,得到二氧化鋯薄膜;在所述對電極區(qū)和二氧化鋯薄膜上沉積厚度為8~15μm的碳漿料,70~75℃烘干,然后在380~400℃燒結(jié)2~3小時(shí),形成多孔二氧化鋯間隔層和多孔碳對電極層,從而得到太陽能電池本體。

[0023] 本發(fā)明通過在儲(chǔ)液容器增設(shè)加熱設(shè)備,在太陽能電池本體下方增設(shè)加熱板,確保鈣鈦礦前驅(qū)體溶液在穩(wěn)定的溫度環(huán)境中進(jìn)行滲透,從而提高了填充均勻性。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案,將鈣鈦礦前驅(qū)體溶液滴涂于多孔碳對電極層的外邊緣合適區(qū)域,從而使得該溶液在多層介孔薄膜中更加有效的填充。此外,本發(fā)明可以加速該溶液在多層介孔薄膜中的滲透速度,減小了隨機(jī)性,獲得更加均一穩(wěn)定的填充效果。附圖說明[0024] 圖1為具有針頭的涂布裝置。[0025] 圖2為具有狹縫刀頭的涂布裝置。[0026] 附圖標(biāo)記說明如下:[0027] 1?儲(chǔ)液容器;2?太陽能電池本體;11?加熱設(shè)備;12?針頭;13?狹縫刀頭;3?加熱板。具體實(shí)施方式[0028] 下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。[0029] 將以下實(shí)施例和對比例所得太陽能電池的性能采用如下方法測定:電池的伏安特性曲線和光電轉(zhuǎn)換效率測試是由吉時(shí)利公司的Keithley2400數(shù)字源表和美國理波公司(NewportCorporation)的太陽光模擬器測得,太陽光模擬器包含一個(gè)1000W的氙弧燈,并?2以標(biāo)準(zhǔn)硅電池校正光強(qiáng)為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)太陽光(AM1.5,100mW·cm )。

[0030] 清潔劑: III比色皿清洗劑,2wt%去離子水溶液。[0031] 二(乙酰丙酮基)鈦酸二異丙酯的乙醇溶液中,二(乙酰丙酮基)鈦酸二異丙酯與乙醇的體積比為1:39。[0032] 遮擋物:鈦板。[0033] 實(shí)施例1[0034] 如圖1所示,鈣鈦礦前驅(qū)體溶液涂布裝置具有儲(chǔ)液容器1,其外側(cè)設(shè)置有加熱設(shè)備11,從而對鈣鈦礦前驅(qū)體溶液進(jìn)行加熱和保溫。儲(chǔ)液容器1的下方設(shè)置有供鈣鈦礦前驅(qū)體溶液進(jìn)行出液的針頭12。太陽能電池本體2位于針頭12的下方,若干個(gè)太陽能電池本體2的下方設(shè)置有加熱板3,為太陽能電池本體2提供穩(wěn)定的溫度環(huán)境。

[0035] 將長度為100mm、寬度為100mm的氟摻雜氧化錫(FTO)導(dǎo)電玻璃激光刻蝕成為9個(gè)相互串聯(lián)的子電池,刻線兩端分別作為太陽能電池的光陽極區(qū)和對電極區(qū)。將導(dǎo)電玻璃依次采用清潔劑、蒸餾水和無水乙醇超聲清洗10分鐘。把清洗好的導(dǎo)電玻璃置于熱臺(tái)上,用遮擋物擋住對電極區(qū)。加熱至450℃,然后將二(乙酰丙酮基)鈦酸二異丙酯的乙醇溶液噴于導(dǎo)電玻璃的表面,經(jīng)過分解,形成二氧化鈦致密層。去掉對電極區(qū)的遮擋物,在致密層上采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)沉積厚度為1.8μm的納米二氧化鈦,并在500℃下燒結(jié)1小時(shí),形成介孔二氧化鈦薄膜。將導(dǎo)電玻璃冷卻,然后在該介孔二氧化鈦薄膜上采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)形成厚度為2μm的二氧化鋯漿料,70℃下烘干以去掉溶劑,形成二氧化鋯薄膜。在對電極區(qū)和二氧化鋯薄膜上印刷厚度為10μm的碳漿料(石墨和炭黑分散在松油醇中),70℃烘干以去掉溶劑。將處理后的導(dǎo)電玻璃在400℃燒結(jié)2小時(shí),形成多孔二氧化鋯間隔層和多孔碳對電極層,從而得到太陽能電池本體。[0036] 將甲基碘化胺0.438g和碘化鉛1.314g混合,溶于3mL的γ?丁內(nèi)酯中,60℃下攪拌均勻,得到CH3NH3PbI3前驅(qū)體溶液。[0037] 將CH3NH3PbI3前驅(qū)體溶液置于上述涂布裝置(儲(chǔ)液容器具有加熱設(shè)備,太陽能電池本體下方具有加熱板,儲(chǔ)液容器中的前驅(qū)體溶液溫度為60℃,加熱板上的太陽能電池本體溫度為60℃)中,并涂布在多孔碳對電極層的中間位置。待前驅(qū)體溶液浸潤2分鐘后,轉(zhuǎn)移到熱臺(tái)上,在50℃烘干溶劑,得到太陽能電池。性能測試結(jié)果參見表1。[0038] 實(shí)施例2[0039] 如圖2所示,鈣鈦礦前驅(qū)體溶液涂布裝置具有儲(chǔ)液容器1,其內(nèi)部設(shè)置有加熱設(shè)備11,從而對鈣鈦礦前驅(qū)體溶液進(jìn)行加熱和保溫。儲(chǔ)液容器1的下方設(shè)置有供鈣鈦礦前驅(qū)體溶液進(jìn)行出液的狹縫刀頭13。太陽能電池本體2位于狹縫刀頭13的下方,若干個(gè)太陽能電池本體2的下方設(shè)置有加熱板3,為太陽能電池本體2提供穩(wěn)定的溫度環(huán)境。

[0040] 將長度為100mm、寬度為100mm的氟摻雜氧化錫(FTO)導(dǎo)電玻璃激光刻蝕成為9個(gè)相互串聯(lián)的子電池,刻線兩端分別作為太陽能電池的光陽極區(qū)和對電極區(qū)。將導(dǎo)電玻璃依次采用清潔劑、蒸餾水和無水乙醇超聲清洗10分鐘。把清洗好的導(dǎo)電玻璃置于熱臺(tái)上,用遮擋物擋住對電極區(qū)。加熱至450℃,然后將二(乙酰丙酮基)鈦酸二異丙酯的乙醇溶液噴于導(dǎo)電玻璃的表面,經(jīng)過分解,形成二氧化鈦致密層。去掉對電極區(qū)的遮擋物,在致密層上采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)沉積厚度為1.8μm的納米二氧化鈦,并在500℃下燒結(jié)1小時(shí),形成介孔二氧化鈦薄膜。將導(dǎo)電玻璃冷卻,然后在該介孔二氧化鈦薄膜上采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)形成厚度為2μm的二氧化鋯漿料,70℃下烘干以去掉溶劑,形成二氧化鋯薄膜。在對電極區(qū)和二氧化鋯薄膜上印刷厚度為10μm的碳漿料(石墨和炭黑分散在松油醇中),70℃烘干以去掉溶劑。將處理后的導(dǎo)電玻璃在400℃燒結(jié)2小時(shí),形成多孔二氧化鋯間隔層和多孔碳對電極層,從而得到太陽能電池本體。[0041] 將甲基碘化胺0.438g和碘化鉛1.314g混合,溶于3mL的γ?丁內(nèi)酯中,60℃下攪拌均勻,得到CH3NH3PbI3前驅(qū)體溶液。[0042] 將CH3NH3PbI3前驅(qū)體溶液置于上述涂布裝置(儲(chǔ)液容器具有加熱設(shè)備,太陽能電池本體下方具有加熱板,儲(chǔ)液容器中的前驅(qū)體溶液溫度為60℃,加熱板上的太陽能電池本體溫度為60℃)中,并涂布在多孔碳對電極層表面。待前驅(qū)體溶液浸潤2分鐘后,轉(zhuǎn)移到熱臺(tái)上,在35℃烘干溶劑,得到太陽能電池。性能測試結(jié)果參見表1。[0043] 實(shí)施例3[0044] 將長度為100mm、寬度為100mm的氟摻雜氧化錫(FTO)導(dǎo)電玻璃激光刻蝕成為9個(gè)相互串聯(lián)的子電池,刻線兩端分別作為太陽能電池的光陽極區(qū)和對電極區(qū)。將導(dǎo)電玻璃依次采用清潔劑、蒸餾水和無水乙醇超聲清洗10分鐘。把清洗好的導(dǎo)電玻璃置于熱臺(tái)上,用遮擋物擋住對電極區(qū)。加熱至450℃,然后將二(乙酰丙酮基)鈦酸二異丙酯的乙醇溶液噴于導(dǎo)電玻璃的表面,經(jīng)過分解,形成二氧化鈦致密層。去掉對電極區(qū)的遮擋物,在致密層上采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)沉積厚度為1.8μm的納米二氧化鈦,并在500℃下燒結(jié)1小時(shí),形成介孔二氧化鈦薄膜。將導(dǎo)電玻璃冷卻,然后在該介孔二氧化鈦薄膜上采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)形成厚度為2μm的二氧化鋯漿料,70℃下烘干以去掉溶劑,形成二氧化鋯薄膜。在對電極區(qū)和二氧化鋯薄膜上印刷厚度為10μm的碳漿料(石墨和炭黑分散在松油醇中),70℃烘干以去掉溶劑。將處理后的導(dǎo)電玻璃在400℃燒結(jié)2小時(shí),形成多孔二氧化鋯間隔層和多孔碳對電極層,從而得到太陽能電池本體。[0045] 將甲基碘化胺0.438g和碘化鉛1.314g混合,溶于3mL的γ?丁內(nèi)酯中,60℃下攪拌均勻,得到CH3NH3PbI3前驅(qū)體溶液。[0046] 將CH3NH3PbI3前驅(qū)體溶液置于實(shí)施例1的涂布裝置(儲(chǔ)液容器具有加熱設(shè)備,太陽能電池本體下方具有加熱板,儲(chǔ)液容器中的前驅(qū)體溶液溫度為60℃,加熱板上的太陽能電池本體溫度為60℃)中,并涂布在碳對電極的外邊緣1mm處,出液器的出液方向與碳對電極所在平面呈45°夾角,出液速度為12μl/s,出液器的出液頭的移動(dòng)速度為10mm/s。待前驅(qū)體溶液浸潤2分鐘后,轉(zhuǎn)移到熱臺(tái)上,在50℃烘干溶劑,得到太陽能電池。性能測試結(jié)果參見表1。

[0047] 對比例1[0048] 將長度為100mm、寬度為100mm的氟摻雜氧化錫(FTO)導(dǎo)電玻璃激光刻蝕成為9個(gè)相互串聯(lián)的子電池,刻線兩端分別作為太陽能電池的光陽極區(qū)和對電極區(qū)。將導(dǎo)電玻璃依次采用清潔劑、蒸餾水和無水乙醇超聲清洗10分鐘。把清洗好的導(dǎo)電玻璃置于熱臺(tái)上,用遮擋物擋住對電極區(qū)。加熱至450℃,然后將二(乙酰丙酮基)鈦酸二異丙酯的乙醇溶液噴于導(dǎo)電玻璃的表面,經(jīng)過分解,形成二氧化鈦致密層。去掉對電極區(qū)的遮擋物,在致密層上采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)沉積厚度為1.8μm的納米二氧化鈦,并在500℃下燒結(jié)1小時(shí),形成介孔二氧化鈦薄膜。將導(dǎo)電玻璃冷卻,然后在該介孔二氧化鈦薄膜上采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)形成厚度為2μm的二氧化鋯漿料,70℃下烘干以去掉溶劑,形成二氧化鋯薄膜。在對電極區(qū)和二氧化鋯薄膜上印刷厚度為10μm的碳漿料(石墨和炭黑分散在松油醇中),70℃烘干以去掉溶劑。將處理后的導(dǎo)電玻璃在400℃燒結(jié)2小時(shí),形成多孔二氧化鋯間隔層和多孔碳對電極層,從而得到太陽能電池本體。[0049] 將甲基碘化胺0.438g和碘化鉛1.314g混合,溶于3mL的γ?丁內(nèi)酯中,60℃下攪拌均勻,得到CH3NH3PbI3前驅(qū)體溶液。[0050] 將CH3NH3PbI3前驅(qū)體溶液置于常規(guī)的具有針頭的涂布裝置(儲(chǔ)液容器沒有加熱設(shè)備,太陽能電池本體下方?jīng)]有加熱板)中,并涂布在多孔碳對電極層的中間位置。待前驅(qū)體溶液浸潤2分鐘后,轉(zhuǎn)移到熱臺(tái)上,在50℃烘干溶劑,得到太陽能電池。性能測試結(jié)果參見表1。

[0051] 表1、太陽能電池的性能參數(shù)[0052][0053] 由表1可知,本發(fā)明的太陽能電池的CH3NH3PbI3前驅(qū)體溶液填充更加均一,光電轉(zhuǎn)換效率得到顯著提高。[0054] 本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式,在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的任何變形、改進(jìn)、替換均落入本發(fā)明的范圍。



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“太陽能電池的生產(chǎn)方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
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