空穴传输层及制备方法、钙钛矿太阳能电池及制备方法、光伏组件和光伏系统与流程

本申请涉及钙钛矿太阳能电池，具体涉及一种空穴传输层及制备方法、钙钛矿太阳能电池及制备方法、光伏组件和光伏系统。

背景技术：

1、钙钛矿太阳能电池近年来发展迅速，已成为光伏领域的研究热点。其中，反式（p-i-n）结构钙钛矿太阳能电池因具有迟滞效应小、稳定性好、可大面积制备及制造成本较低等优势，受到广泛关注。在反式结构器件中，通常采用fto或ito导电玻璃作为衬底，并在上述衬底上沉积空穴传输层。然而，fto或ito衬底的表面浸润性较差，不仅会影响空穴传输层的成膜质量及空穴提取与传输效率，还会进一步影响后续钙钛矿活性层的结晶过程，导致薄膜缺陷增多、结晶质量下降，从而制约器件的光电转换效率和长期稳定性。因此，改善衬底表面的浸润性对于提升钙钛矿太阳能电池的整体性能具有重要意义。

2、目前，针对ito或fto衬底浸润性改善的常用方法包括：等离子体处理法：采用氧气或氩气等离子体对ito衬底表面进行处理，可有效去除表面有机污染物，并引入含氧官能团，从而提高ito衬底表面亲水性和浸润性。湿化学刻蚀法：利用弱酸或弱碱溶液对ito衬底表面进行微腐蚀处理，以增加表面粗糙度和活性位点，进而改善液相的铺展与接触。自组装单层（sam）修饰法：在ito衬底表面涂覆含有亲水功能基团的自组装单层材料，利用该自组装单层材料提高衬底的表面能，从而改善浸润性。

3、本申请发现上述方法在实际应用中存在一定局限。例如，等离子体处理设备的成本较高，且处理效果易随时间衰减；湿化学刻蚀法对衬底表面形貌和导电性的控制难度较大；而自组装单层修饰则对工艺条件和材料稳定性要求较高，且部分亲水修饰层可能对后续功能层产生不利影响。因此，有必要开发一种工艺简单、效果稳定、对器件性能无负面影响的衬底浸润性改善方法。

技术实现思路

1、为了解决上述至少一个技术问题，本申请旨在提供一种空穴传输层及其制备方法、钙钛矿太阳能电池、光伏组件和光伏系统。

2、根据本申请的一方面，提供一种空穴传输层的制备方法，包括：

3、提供导电衬底；

4、提供磁控溅射的靶材；

5、将掩膜板固定在距离导电衬底第一距离的位置；以及

6、利用掩膜板在导电衬底的第一表面磁控溅射靶材，并分段调节导电衬底相对于掩膜板的转速，从而在第一表面上形成具有渐变花纹结构的空穴传输层。

7、可选地，将掩膜板固定在距离导电衬底第一距离的位置，包括：将掩膜板固定在距离导电衬底10 cm~30 cm的位置。

8、可选地，提供磁控溅射的靶材，包括：以niox材料作为磁控溅射的靶材。

9、可选地，提供导电衬底，包括：以fto或ito导电玻璃作为导电衬底。

10、可选地，分段调节导电衬底相对于掩膜板的转速，包括：

11、控制导电衬底相对于掩膜板的转速处于控制导电衬底相对于掩膜板的于第一段衬底转速区间6 r/min~10 r/min，磁控溅射时间为1 min~3 min；

12、控制导电衬底相对于掩膜板的转速处于控制导电衬底相对于掩膜板的于第二段衬底转速区间3 r/min~6 r/min，磁控溅射时间为1 min~3 min；及

13、控制导电衬底相对于掩膜板的转速处于控制导电衬底相对于掩膜板的于第三段衬底转速区间1.5 r/min~2.5 r/min，磁控溅射时间为0.5 min~1 min。

14、可选地，利用掩膜板在导电衬底的第一表面磁控溅射靶材，包括：以压强区间0.3pa~0.5 pa、功率区间120 w~180 w进行磁控溅射。

15、可选地，控制磁控溅射的时间，以使得形成的空穴传输层的厚度为10 nm~25 nm。

16、根据本申请的第二方面，提供一种上述的制备方法制备的空穴传输层，该空穴传输层可提高导电衬底的浸润性。

17、根据本申请的第三方面，提供一种钙钛矿太阳能电池，包括上述的空穴传输层。

18、根据本申请的第四方面，还提供一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，包括：

19、提供导电衬底；

20、提供磁控溅射的靶材；

21、将掩膜板固定在距离导电衬底第一距离的位置；以及

22、利用掩膜板在导电衬底的第一表面磁控溅射靶材，并分段调节导电衬底相对于掩膜板的转速，从而在第一表面上形成具有渐变花纹结构的空穴传输层；

23、在空穴传输层表面涂覆钙钛矿前驱体溶液，制备钙钛矿层；

24、在钙钛矿层表面制备电子传输层；

25、在电子传输层表面制备电极层，获得钙钛矿太阳能电池。

26、可选地，将掩膜板固定在距离导电衬底第一距离的位置，包括：将掩膜板固定在距离导电衬底10 cm~30 cm的位置。

27、可选地，提供磁控溅射的靶材，包括：以niox材料作为磁控溅射的靶材。

28、可选地，提供导电衬底，包括：以fto或ito导电玻璃作为导电衬底。

29、可选地，分段调节导电衬底相对于掩膜板的转速，包括：

30、控制导电衬底相对于掩膜板的转速处于控制导电衬底相对于掩膜板的于第一段衬底转速区间6 r/min~10 r/min，磁控溅射时间为1 min~3 min；

31、控制导电衬底相对于掩膜板的转速处于控制导电衬底相对于掩膜板的于第二段衬底转速区间3 r/min~6 r/min，磁控溅射时间为1 min~3 min；及

32、控制导电衬底相对于掩膜板的转速处于控制导电衬底相对于掩膜板的于第三段衬底转速区间1.5 r/min~2.5 r/min，磁控溅射时间为0.5 min~1 min。

33、可选地，利用掩膜板在导电衬底的第一表面磁控溅射靶材，包括：以压强区间0.3pa~0.5 pa、功率区间120 w~180 w进行磁控溅射。

34、可选地，控制磁控溅射的时间，以使得形成的空穴传输层的厚度为10 nm~25 nm。

35、根据本申请的第五方面，提供一种光伏组件，光伏组件包括上述的钙钛矿太阳能电池。

36、根据本申请的第六方面，提供一种钙钛矿叠层组件，钙钛矿叠层组件包括上述的光伏组件。

37、根据本申请的第七方面，提供一种光伏系统，光伏系统包括上述的钙钛矿叠层组件。

1.一种空穴传输层的制备方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将掩膜板固定在距离所述导电衬底第一距离的位置，包括：

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，提供磁控溅射的靶材，包括：

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，提供导电衬底，包括：

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，分段调节所述导电衬底相对于所述掩膜板的转速，包括：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，利用所述掩膜板在所述导电衬底的第一表面磁控溅射所述靶材，包括：

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括：

8.一种权利要求1-7任一所述的制备方法制备的空穴传输层，其特征在于，所述空穴传输层可提高导电衬底的浸润性。

9.一种钙钛矿太阳能电池，其特征在于，所述钙钛矿太阳能电池包括权利要求8所述的空穴传输层。

10.一种钙钛矿太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：

11.一种光伏组件，其特征在于，所述光伏组件包括如权利要求9所述的钙钛矿太阳能电池或权利要求10所述的制备方法制备得到的钙钛矿太阳能电池。

12.一种钙钛矿叠层组件，其特征在于，所述钙钛矿叠层组件包括如权利要求11所述的光伏组件。

13.一种光伏系统，其特征在于，所述光伏系统包括如权利要求12所述的钙钛矿叠层组件。