【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鈣鈦礦光伏，具體而言，涉及一種鈣鈦礦光伏器件及改良制備方法。
技術介紹
1、鈣鈦礦太陽能電池由于其具有高吸收系數、低激子結合能以及帶隙可調等特性，已被應用于光電探測器、發光二極管和太陽能電池等光電器件。
2、當前的鈣鈦礦光伏器件高度依賴于i?to或者fto等透明導電電極。對于柔性或者剛性鈣鈦礦太陽能電池的界面而言，主要的挑戰來源于退火過程中的熱應力所產生的殘余應力。而高導熱系數的電極材料有利于減少器件功能層之間或者與加熱臺的溫差，縮小器件界面處的溫度梯度，從而降低熱應力。
3、然而，目前的電極導熱系數較低，退火溫度難以降低，從而導致制備過程中器件殘余熱應力較高，鈣鈦礦薄膜受熱和加熱不均一。這樣會導致鈣鈦礦薄膜在制備過程中結晶不均勻，轉換效率低，質量難以保證。
4、目前，一般采用聚合物解決上述問題，但聚合物改性只能應用于n-i-p結構的鈣鈦礦太陽能電池，適用范圍很窄。同時，采用聚合物進行改性的方法難以適用于規模的生產，制備過程中還需要增加紫外照射等步驟，導致步驟繁瑣、效率低、成本增加等問題。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是提供一種鈣鈦礦光伏器件及改良制備方法，以解決電極導熱系數較低、退火溫度高等問題。
2、本專利技術解決上述技術問題的技術方案如下：
3、本專利技術提供一種鈣鈦礦光伏器件的改良制備方法，包括在基底上制備一層或多層超薄金屬層的步驟，還包括采用低溫退火的方法制備鈣鈦礦光活性層的步驟；
4、所述超薄金屬層的厚度為1nm～10nm，所述低溫退火的溫度小于或等于100℃。
5、在上述技術方案的基礎上，本專利技術還可以做如下改進。
6、進一步，所述超薄金屬層的材質為金屬，所述金屬為銀、銅、金、鋁、鈉、鉬、鎢、鋅、鎳、鐵、鉑、錫、鉛中一種。
7、進一步，所述超薄金屬層的材質為合金，所述合金為鈦合金、鋁合金、銅合金中的一種；金屬合金為cu、au、cs、v、cr、fe、ce、pt、pb、co、mo、mn、ni、ca、li、sn、ba、zr、y、ta、mg、rb、sr、be中的的任意一種至十種，所述摻雜金屬為cu、au、cs、v、cr、fe、ce、pt、pb、co、mo、mn、n?i、ca、l?i、sn、ba、zr、y、ta、mg、rb、sr、be的一種或多種。
8、進一步，所述金屬合金中，摻雜的質量百分比為5％～50％。
9、進一步，所述超薄金屬層的層數為1～5層，各層所述超薄金屬層的材質相同或不同。
10、進一步，所述低溫退火的溫度為50℃～140℃。
11、進一步，所述基底為石英片、pet、pen、pi、cpi、pu、tpu中的一種。
12、進一步，還包括以下步驟：
13、s1、采用磁控濺射的方法，在所述基底上濺射沉積所述超薄金屬層；
14、s2、在所述超薄金屬層上制備空穴傳輸層；
15、s3、在所述空穴傳輸層上涂覆鈣鈦礦光活性層前驅體溶液，進行所述低溫退火后，得到所述鈣鈦礦光活性層；
16、s4、在所述鈣鈦礦光活性層上依次制備電子傳輸層以及頂電極。
17、進一步，所述步驟s1中，所述濺射沉積的功率為0.1～8kw，所述濺射沉積的氣體環境中包括工作氣體和反應氣體，所述工作氣體與所述反應氣體的體積流量比為300：0～150；所述工作氣體為氬氣，所述反應氣體中包括氧氣、氮氣、氨氣中的至少一種。
18、進一步，步驟s3中，所述鈣鈦礦光活性層前驅體溶液中包括溴化物、碘化物、氟化物、硫氰化物、錫單質中的一種或多種。
19、進一步，步驟s3中，所述涂覆的方法為一步溶液旋涂法、兩步溶液旋涂法、刮涂法、狹縫涂布法中的一種。
20、本專利技術還提供一種鈣鈦礦光伏器件，采用如上述的方法制備得到。
21、本專利技術的有益效果為：
22、(1)本專利技術的鈣鈦礦光伏器件的改良制備方法，在基底上設置超薄金屬層，不僅具備良好的透光率以及導電率，而且相對于常規的ito電極和fto電極具有更高的熱擴散系數和導熱率，從而實現對電極的改良；
23、(2)本專利技術的鈣鈦礦光伏器件的改良制備方法，在改良后的電機上制備各層，使得后續的制備鈣鈦礦光活性層的步驟，可以在低溫的條件下進行，使界面的熱應力更低；
24、(3)本專利技術的鈣鈦礦光伏器件的改良制備方法，還可以解決鈣鈦礦薄膜受熱和加熱不均一導致的結晶不均勻問題，得到的鈣鈦礦薄膜缺陷程度更小，進而使鈣鈦礦光伏器件的轉換效率更高；
25、(4)本專利技術的鈣鈦礦光伏器件的改良制備方法，流程簡單、可重復性高，可以進行大面積的鈣鈦礦光伏器件的制備，并且成本低；
26、(5)本專利技術的鈣鈦礦光伏器件的改良制備方法，對于其他需退火流程的薄膜材料具有較強的兼容性。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種鈣鈦礦光伏器件的改良制備方法，其特征在于，包括在基底(10)上制備一層或多層超薄金屬層(1)的步驟，還包括采用低溫退火的方法制備鈣鈦礦光活性層(30)的步驟；
2.根據權利要求1所述的一種鈣鈦礦光伏器件的改良制備方法，其特征在于，所述超薄金屬層(1)的材質為金屬，所述金屬為Cu、Au、Cs、V、Cr、Fe、Ce、Pt、Pb、Co、Mo、Mn、Ni、Ca、Li、Sn、Ba、Zr、Y、Ta、Mg、Rb、Sr、Be中的一種。
3.根據權利要求1所述的一種鈣鈦礦光伏器件的改良制備方法，其特征在于，所述超薄金屬層(1)的材質為合金，所述合金的成分包括高導熱系數金屬和摻雜金屬，所述高導熱系數金屬為Cu、Au、Cs、V、Cr、Fe、Ce、Pt、Pb、Co、Mo、Mn、Ni、Ca、Li、Sn、Ba、Zr、Y、Ta、Mg、Rb、Sr、Be中的的任意一種至十種，所述摻雜金屬為Cu、Au、Cs、V、Cr、Fe、Ce、Pt、Pb、Co、Mo、Mn、Ni、Ca、Li、Sn、Ba、Zr、Y、Ta、Mg、Rb、Sr、Be的一種或多種。
4.根據權利要求3所述的一種鈣
5.根據權利要求1所述的一種鈣鈦礦光伏器件的改良制備方法，其特征在于，所述超薄金屬層(1)的層數為1～5層，各層所述超薄金屬層(1)的材質相同或不同。
6.根據權利要求1所述的一種鈣鈦礦光伏器件的改良制備方法，其特征在于，所述低溫退火的溫度為50℃～140℃。
7.根據權利要求1所述的一種鈣鈦礦光伏器件的改良制備方法，其特征在于，所述基底(10)為石英片、PET、PEN、PI、CPI、PU、TPU中的一種。
8.根據權利要求1～7任意一項所述的一種鈣鈦礦光伏器件的改良制備方法，其特征在于，還包括以下步驟：
9.根據權利要求8所述的一種鈣鈦礦光伏器件的改良制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述濺射沉積的功率為0.1～8kw，所述濺射沉積的氣體環境中包括工作氣體和反應氣體，所述工作氣體與所述反應氣體的體積流量比為300：0～150；所述工作氣體為氬氣，所述反應氣體中包括氧氣、氮氣、氨氣中的至少一種。
10.根據權利要求8所述的一種鈣鈦礦光伏器件的改良制備方法，其特征在于，步驟S3中，所述鈣鈦礦光活性層前驅體溶液中包括溴化物、碘化物、氟化物、硫氰化物、錫單質中的一種或多種。
11.根據權利要求8所述的一種鈣鈦礦光伏器件的改良制備方法，其特征在于，步驟S3中，所述涂覆的方法為一步溶液旋涂法、兩步溶液旋涂法、刮涂法、狹縫涂布法中的一種。
12.一種鈣鈦礦光伏器件，其特征在于，采用如權利要求1～11任意一項所述的方法制備得到。
...【技術特征摘要】
1.一種鈣鈦礦光伏器件的改良制備方法，其特征在于，包括在基底(10)上制備一層或多層超薄金屬層(1)的步驟，還包括采用低溫退火的方法制備鈣鈦礦光活性層(30)的步驟；
2.根據權利要求1所述的一種鈣鈦礦光伏器件的改良制備方法，其特征在于，所述超薄金屬層(1)的材質為金屬，所述金屬為cu、au、cs、v、cr、fe、ce、pt、pb、co、mo、mn、ni、ca、li、sn、ba、zr、y、ta、mg、rb、sr、be中的一種。
3.根據權利要求1所述的一種鈣鈦礦光伏器件的改良制備方法，其特征在于，所述超薄金屬層(1)的材質為合金，所述合金的成分包括高導熱系數金屬和摻雜金屬，所述高導熱系數金屬為cu、au、cs、v、cr、fe、ce、pt、pb、co、mo、mn、ni、ca、li、sn、ba、zr、y、ta、mg、rb、sr、be中的的任意一種至十種，所述摻雜金屬為cu、au、cs、v、cr、fe、ce、pt、pb、co、mo、mn、ni、ca、li、sn、ba、zr、y、ta、mg、rb、sr、be的一種或多種。
4.根據權利要求3所述的一種鈣鈦礦光伏器件的改良制備方法，其特征在于，所述金屬合金中，所述摻雜金屬的質量百分比為1％～60％。
5.根據權利要求1所述的一種鈣鈦礦光伏器件的改良制備方法，其特征在于，所述超薄金屬層(1)的層數為1～5層，各...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳振灃，賴文雋，蘇庚揚，仲樹棟，
申請(專利權)人：廣東粵港澳大灣區協同創新研究院，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。