本技術(shù)涉及鈣鈦礦太陽能電池，具體涉及一種鈣鈦礦電池結(jié)構(gòu)制備方法及鈣鈦礦電池。

背景技術(shù)：

1、鈣鈦礦太陽能電池是利用鈣鈦礦型的有機(jī)金屬鹵化物半導(dǎo)體作為吸光材料的太陽能電池，鈣鈦礦太陽能電池近年來發(fā)展迅速，其光電轉(zhuǎn)換效率已突破25％，穩(wěn)定性亦得到了大幅提升。與其他類型的太陽能電池相比，鈣鈦礦太陽能電池可以采用低溫溶液法制備，制作工藝簡單，原料來源廣泛，制備成本低廉，具有代替單晶硅太陽能電池、實(shí)現(xiàn)廉價光伏發(fā)電的巨大發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2、鈣鈦礦層是鈣鈦礦太陽能電池的核心部分，其主要負(fù)責(zé)吸收太陽光并轉(zhuǎn)化為電荷載流子，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。在鈣鈦礦太陽能電池制備過程中，需要將鈣鈦礦溶液通過涂布等方式覆蓋于絕緣層、碳材料層等結(jié)構(gòu)層上，而由于各結(jié)構(gòu)層緊密連接，且由于各結(jié)構(gòu)層的材質(zhì)粒徑及孔隙率等參數(shù)有所不同，容易導(dǎo)致鈣鈦礦溶液填充及結(jié)晶不完整，造成一定的外觀缺陷，且絕緣層亦容易對鈣鈦礦層的光吸收形成阻擋，從而將對電池效率產(chǎn)生不良影響。

3、為解決上述問題，目前的制備技術(shù)已嘗試在絕緣層內(nèi)設(shè)置中空結(jié)構(gòu)；當(dāng)鈣鈦礦溶液涂布或噴涂時，中空結(jié)構(gòu)內(nèi)容易積聚鈣鈦礦溶液，使得鈣鈦礦溶液可填充于中空結(jié)構(gòu)，從而增加了鈣鈦礦活性層的覆蓋面積。然而，該方案的中空結(jié)構(gòu)在絕緣層內(nèi)的分布有限，使得鈣鈦礦溶液在填滿中空結(jié)構(gòu)后仍然難以獲得足夠的覆蓋范圍，從而導(dǎo)致電池效率的提升依然受到限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的在于提供一種鈣鈦礦電池結(jié)構(gòu)制備方法，旨在解決目前的鈣鈦礦太陽能電池制備方案中，鈣鈦礦溶液在填滿中空結(jié)構(gòu)后仍然難以獲得足夠的覆蓋面積，從而導(dǎo)致電池效率的提升依然受到限制的技術(shù)問題。

2、本技術(shù)為達(dá)到其目的，所采用的技術(shù)方案如下：

3、一種鈣鈦礦電池結(jié)構(gòu)制備方法，包括以下步驟：

4、在電子傳輸層或空穴傳輸層上設(shè)置過渡層；其中，所述過渡層在升華過程中釋放氣泡；

5、在所述過渡層上設(shè)置絕緣層；其中，所述絕緣層設(shè)置為液態(tài)；

6、通過加熱操作使所述過渡層升華，令所述過渡層在升華過程中釋放的氣泡進(jìn)入所述絕緣層內(nèi)；同時通過固化操作使所述絕緣層由液態(tài)轉(zhuǎn)換為固態(tài)；

7、當(dāng)所述過渡層升華完畢后，所述絕緣層亦固化完畢；所述過渡層的本體部分被去除而在所述電子傳輸層與所述絕緣層之間或所述空穴傳輸層與所述絕緣層之間形成中空結(jié)構(gòu)，所述過渡層釋放的氣泡在所述絕緣層內(nèi)部形成中空孔洞，從而得到電池半成品；

8、在所述電池半成品上涂布或噴涂鈣鈦礦溶液，令所述鈣鈦礦溶液填充于所述中空結(jié)構(gòu)和所述中空孔洞而形成鈣鈦礦活性層。

9、在一實(shí)施方式中，所述在電子傳輸層或空穴傳輸層上設(shè)置過渡層的步驟之后，包括：

10、通過刻蝕方式在所述過渡層的上表面刻蝕出連接通道，所述連接通道貫通至下方的所述電子傳輸層或所述空穴傳輸層；

11、所述在所述過渡層上設(shè)置絕緣層的步驟，包括：

12、在所述過渡層的上表面設(shè)置所述絕緣層，使所述絕緣層通過所述連接通道與下方的所述電子傳輸層或所述空穴傳輸層連接。

13、在一實(shí)施方式中，所述過渡層的材料采用聚乙烯醇、碳酸銨中的任意一種。

14、在一實(shí)施方式中，所述絕緣層的材料采用環(huán)氧丙烯酸酯樹脂，所述固化操作為紫外光固化。

15、在一實(shí)施方式中，所述絕緣層的上方設(shè)置有用于檢測氣泡量的傳感裝置；所述加熱操作通過加熱裝置完成，所述固化操作通過固化裝置完成，所述傳感裝置與所述加熱裝置、所述固化裝置電性連接；

16、所述通過加熱操作使所述過渡層升華，令所述過渡層在升華過程中釋放的氣泡進(jìn)入所述絕緣層內(nèi)；同時通過固化操作使所述絕緣層由液態(tài)轉(zhuǎn)換為固態(tài)的步驟，包括：

17、當(dāng)所述傳感裝置檢測到的氣泡量多于第一預(yù)設(shè)閾值時，所述傳感裝置觸發(fā)所述加熱裝置降低加熱功率，并觸發(fā)所述固化裝置增大固化功率；

18、當(dāng)所述傳感裝置檢測到的氣泡量少于第二預(yù)設(shè)閾值時，所述傳感裝置觸發(fā)所述加熱裝置增大加熱功率，并觸發(fā)所述固化裝置降低固化功率；所述第二預(yù)設(shè)閾值小于所述第一預(yù)設(shè)閾值。

19、在一實(shí)施方式中，所述在電子傳輸層或空穴傳輸層上設(shè)置過渡層的步驟之后，包括：

20、在所述過渡層的上表面刻蝕形成排氣通道，所述排氣通道延伸至所述過渡層的內(nèi)部；

21、所述在所述過渡層上設(shè)置絕緣層的步驟，包括：

22、在所述過渡層的上表面設(shè)置所述絕緣層，所述絕緣層的預(yù)設(shè)區(qū)域與所述排氣通道的上端開口相對。

23、在一實(shí)施方式中，所述在所述過渡層上設(shè)置絕緣層的步驟，包括：

24、在所述過渡層的上表面設(shè)置圍框結(jié)構(gòu)，液態(tài)的所述絕緣層容納于所述圍框結(jié)構(gòu)的圍合區(qū)域內(nèi)；所述圍框結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)壁設(shè)置有擾流裝置；

25、所述通過加熱操作使所述過渡層升華，令所述過渡層在升華過程中釋放的氣泡進(jìn)入所述絕緣層內(nèi)的步驟之后，包括：

26、開啟所述擾流裝置，令所述絕緣層的液體按預(yù)設(shè)模式流動，以帶動進(jìn)入所述絕緣層內(nèi)的氣泡朝所述絕緣層的預(yù)設(shè)區(qū)域移動。

27、在一實(shí)施方式中，所述在電子傳輸層或空穴傳輸層上設(shè)置過渡層的步驟，包括：

28、在透明導(dǎo)電電極上設(shè)置電子傳輸層；

29、在所述電子傳輸層上設(shè)置過渡層；

30、所述在所述電池半成品上涂布或噴涂鈣鈦礦溶液，令所述鈣鈦礦溶液填充于所述中空結(jié)構(gòu)和所述中空孔洞而形成鈣鈦礦活性層的步驟之后，包括：

31、在所述絕緣層上設(shè)置空穴傳輸層；

32、在所述空穴傳輸層上設(shè)置碳電極層；

33、在所述碳電極層上設(shè)置金屬層；其中，所述金屬層的材質(zhì)采用銅、錳、銀、鋁、鉻中的任意一種。

34、在一實(shí)施方式中，所述在電子傳輸層或空穴傳輸層上設(shè)置過渡層的步驟，包括：

35、在透明導(dǎo)電電極上設(shè)置空穴傳輸層；

36、在所述空穴傳輸層上設(shè)置過渡層；

37、所述在所述電池半成品上涂布或噴涂鈣鈦礦溶液，令所述鈣鈦礦溶液填充于所述中空結(jié)構(gòu)和所述中空孔洞而形成鈣鈦礦活性層的步驟之后，包括：

38、在所述絕緣層上設(shè)置電子傳輸層；

39、在所述電子傳輸層上設(shè)置透明導(dǎo)電層；

40、在所述透明導(dǎo)電層上設(shè)置金屬層；其中，所述金屬層的材質(zhì)采用銅、錳、銀、鋁、鉻中的任意一種。

41、對應(yīng)地，本技術(shù)還提出一種鈣鈦礦電池，所述鈣鈦礦電池采用如前述的鈣鈦礦電池結(jié)構(gòu)制備方法制作而成。

42、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)的有益效果是：

43、本技術(shù)提出的鈣鈦礦電池結(jié)構(gòu)制備方法，在電子傳輸層與絕緣層之間或空穴傳輸層與絕緣層之間設(shè)置過渡層，然后通過加熱操作使過渡層升華而去除過渡層，過渡層在升華過程中釋放的大量氣泡將進(jìn)入液態(tài)的絕緣層內(nèi)，同時通過固化操作使液態(tài)的絕緣層逐漸轉(zhuǎn)換為固態(tài)；最終過渡層的本體部分在絕緣層內(nèi)所占據(jù)的區(qū)域?qū)⑿纬芍锌战Y(jié)構(gòu)，而過渡層釋放的氣泡在絕緣層內(nèi)所占據(jù)的區(qū)域?qū)⑿纬芍锌湛锥?；如此，在涂布或噴涂鈣鈦礦溶液的過程中，中空結(jié)構(gòu)和中空孔洞處容易積聚鈣鈦礦溶液，使得鈣鈦礦溶液可充分填充于各結(jié)構(gòu)層以及中空結(jié)構(gòu)、中空孔洞內(nèi)而最終形成鈣鈦礦活性層；相比于現(xiàn)有技術(shù)中僅設(shè)置中空結(jié)構(gòu)的形式，本方案通過中空孔洞進(jìn)一步增大了鈣鈦礦活性層的覆蓋面積和覆蓋范圍，避免了因鈣鈦礦活性層僅覆蓋于各結(jié)構(gòu)層上而導(dǎo)致的填充及結(jié)晶不完整、存在外觀缺陷的問題，亦進(jìn)一步減少了絕緣層在各個角度對鈣鈦礦活性層進(jìn)行光吸收時的阻擋，從而顯著提高了電池效率。