【CN109830609A】一种大面积柔性钙钛矿太阳能电池及印刷制备方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910112861.1

(22)申请日 2019.02.13

(71)申请人 南方科技大学

地址 518055 广东省深圳市南山区学苑大

道1088号

(72)发明人 徐保民　王行柱　王登　胡路遥　

高集舒　陈宏　曾峰　胡航　

陈家邦　刘畅　田颜清　

(74)专利代理机构 北京金智普华知识产权代理

有限公司 11401

代理人 杨采良

(51)Int.Cl.

H01L 51/48(2006.01)

H01L 51/42(2006.01)

(54)发明名称一种大面积柔性钙钛矿太阳能电池及印刷制备方法(57)摘要本发明属于太阳能电池技术领域，公开了一种大面积柔性钙钛矿太阳能电池及印刷制备方法，处理柔性透明电极，制备空穴传输层，将PEDOT：PSS与异丙醇按照体积比1:3配置成溶液，在基材的表面上，通过狭缝印刷法，将PEDOT:PSS 印刷到柔性透明电极上，然后进行加热干燥；再进行制备钙钛矿层、制备电子传输层、制备金属对电极。本发明开发出高温热风辅助法制备钙钛矿薄膜和相关设备，能够实现涂头局部区域的相对稳定的温度，提高成膜的稳定性和质量；本发明开发出空气加热与红外加热结合的连续干燥方法和相关设备，提高了空间的利用率，节省了钙钛矿薄膜的退火时间，

提高了成膜质量。权利要求书2页 说明书6页 附图3页CN 109830609 A 2019.05.31

C N 109830609

A

权　利　要　求　书1/2页CN 109830609 A

1.一种大面积柔性钙钛矿太阳能电池印刷制备方法，其特征在于，所述大面积柔性钙钛矿太阳能电池印刷制备方法包括以下步骤:

步骤一，处理柔性透明电极：以PEN/ITO为透明柔性电极，将柔性透明电极进行连续超声清洗，在每个超声波清洗槽中，依次加入纯净水和清洁剂、丙酮、乙醇；超声清洗后进行气道干燥：对电极表面进行电晕处理，再进行加热干燥；

步骤二，制备空穴传输层：将PEDOT：PSS与异丙醇按照体积比1:3配置成溶液，在基材的表面上，通过狭缝印刷法，将PEDOT:PSS印刷到柔性透明电极上，然后进行加热干燥；

步骤三，制备钙钛矿层：将CH3NH3I和PbI2按1:1的摩尔比例配置成混合溶液，经过加热、搅拌、过滤后，在基材的空穴传输层上，通过狭缝印刷法，印刷钙钛矿，然后进行加热干燥；

步骤四，制备电子传输层：将PCBM溶解在氯苯中，在基材的钙钛矿层上，通过狭缝印刷法，印刷一层PCBM，然后进行加热干燥；

步骤五，制备金属对电极：将基材接到有丝网印刷设备的新路径上，在基材的电子传输层上通过丝网印刷，印刷一层Ag或者高导电碳浆，然后加热干燥，得钙钛矿太阳能电池产品。

2.如权利要求1所述的大面积柔性钙钛矿太阳能电池印刷制备方法，其特征在于，步骤一中，控制卷的传送速度为0.2-10m/min，干燥箱的温度为100℃，放卷力70N，复卷力为80N；

纯净水和清洁剂、丙酮、乙醇加入的总量为10-25L，在三个连续的超声清洗装置中，每一个超声清洗装置加入自身对应的纯净水和清洁剂、丙酮、乙醇。

3.如权利要求1所述的大面积柔性钙钛矿太阳能电池印刷制备方法，其特征在于，步骤二中，控制供料速度为0.2-2ml/min，卷的传送速度为0.2-10m/min，干燥的温度为95℃。

4.如权利要求1所述的大面积柔性钙钛矿太阳能电池印刷制备方法，其特征在于，步骤三中，控制供料速度为0.18-2ml/min，卷的传送速度为0.2-10m/min，干燥的温度为100℃。

5.如权利要求1所述的大面积柔性钙钛矿太阳能电池印刷制备方法，其特征在于，步骤四中，控制供料速度为0.2-2ml/min，卷的传送速度为0.4-10m/min，干燥的温度为80℃。

6.如权利要求1所述的大面积柔性钙钛矿太阳能电池印刷制备方法，其特征在于，步骤五中，控制网孔大小400目，传动比为20000，卷的传送速度为0.2-10m/min、干燥的温度为100℃。

7.一种利用权利要求1所述大面积柔性钙钛矿太阳能电池印刷制备方法制备的大面积柔性钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述大面积柔性钙钛矿太阳能电池从上到下依次有银层、富勒烯衍生物(PCBM)层、钙钛矿层、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸层、ITO基底(ITO底电极+玻璃透明基底)；

银层为顶电极层，富勒烯衍生物层为PCBM，ITO基底为：ITO底电极+玻璃透明基底。

8.如权利要求7所述的大面积柔性钙钛矿太阳能电池，其特征在于，透明基底的材料可以为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酰亚胺(PI)和铜箔；底电极为ITO透明电极、FTO透明电极；顶电极层的银或替换为高导电碳；

钙钛矿层溶液的浓度为0.8-1.2mmol/mL，或将PbI2部分替换为BrI2，PCBM的浓度或为15mg/mL，20mg/mL。

9.一种实施权利要求1所述大面积柔性钙钛矿太阳能电池印刷制备方法的卷对卷印刷系统。

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