本申請(qǐng)涉及光伏，具體而言，涉及一種鈣鈦礦電池及其制備方法和光伏組件。
背景技術(shù)：
1、隨著光伏技術(shù)的發(fā)展，鈣鈦礦電池的能量轉(zhuǎn)換效率已提升至26.7％，成為了具有競(jìng)爭(zhēng)力的電池類型。然而，由于鈣鈦礦對(duì)空氣中水分和氧氣十分敏感，大多數(shù)高質(zhì)量的鈣鈦礦薄膜是在嚴(yán)格控制的惰性環(huán)境中制備的，這樣的環(huán)境只能通過使用復(fù)雜的空氣或濕度控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，所以不可避免地會(huì)增加制造裝備的成本，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。因此，研究在空氣中鈣鈦礦光伏器件的制備工藝有重要的學(xué)術(shù)和應(yīng)用價(jià)值。然而，界面缺陷是影響鈣鈦礦太陽(yáng)能電池性能的重要因素，這些缺陷可能成為載流子的復(fù)合中心，降低電池的效率和穩(wěn)定性。而現(xiàn)有的工藝對(duì)鈣鈦礦材料的界面缺陷的改善效果不佳，太陽(yáng)能電池的穩(wěn)定性和效率仍有待提升。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請(qǐng)的目的包括提供一種鈣鈦礦電池及其制備方法和光伏組件，其能夠改善鈣鈦礦層的界面質(zhì)量，提高鈣鈦礦電池的穩(wěn)定性和光電效率。
2、本申請(qǐng)的實(shí)施例可以這樣實(shí)現(xiàn)：
3、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N鈣鈦礦電池，包括依次層疊設(shè)置的透明導(dǎo)電層、光電轉(zhuǎn)換層和電極層，光電轉(zhuǎn)換層包括依次層疊設(shè)置的空穴傳輸層、鈣鈦礦層、無機(jī)鈍化層和電子傳輸層；其中，鈣鈦礦層的晶粒的d50粒徑為0.73μm～1.65μm。
4、在可選的實(shí)施方式中，鈣鈦礦層的晶粒的d50粒徑為1.49μm～1.65μm。
5、在可選的實(shí)施方式中，無機(jī)鈍化層的材料為硼酸鉛或者摻雜硼酸鉛。
6、在可選的實(shí)施方式中，無機(jī)鈍化層的材料為摻雜硼酸鉛時(shí)，無機(jī)鈍化層的材料選自pbi2摻雜硼酸鉛、pbbr2摻雜硼酸鉛、pbcl2摻雜硼酸鉛和pb(scn)2摻雜硼酸鉛中的至少一種。
7、在可選的實(shí)施方式中，無機(jī)鈍化層中的摻雜比例為1:1～10。
8、在可選的實(shí)施方式中，無機(jī)鈍化層的厚度為1nm～8nm。
9、在可選的實(shí)施方式中，透明導(dǎo)電層的材料為ito、fto或zto；或者，
10、空穴傳輸層的材料選自ptaa、2pacz、niox和4padbc中的至少一種。
11、在可選的實(shí)施方式中，空穴傳輸層與透明導(dǎo)電層貼合，電子傳輸層與電極層貼合；
12、或者，電子傳輸層與透明導(dǎo)電層貼合，空穴傳輸層與電極層貼合。
13、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┣笆鰧?shí)施方式中任一項(xiàng)的鈣鈦礦電池的制備方法，包括：
14、獲取透明導(dǎo)電層；
15、在透明導(dǎo)電層上制作光電轉(zhuǎn)換層，光電轉(zhuǎn)換層包括依次層疊設(shè)置的空穴傳輸層、鈣鈦礦層、無機(jī)鈍化層和電子傳輸層，無機(jī)鈍化層的材料為硼酸鉛或者摻雜硼酸鉛；
16、在光電轉(zhuǎn)換層上制作電極層。
17、在可選的實(shí)施方式中，在透明導(dǎo)電層上制作光電轉(zhuǎn)換層的步驟，包括：
18、在透明導(dǎo)電層上制作空穴傳輸層；
19、在空穴傳輸層上制作鈣鈦礦層；
20、在鈣鈦礦層上涂布包含硼酸鉛或者摻雜硼酸鉛的漿料，并進(jìn)行退火，以得到無機(jī)鈍化層；
21、在無機(jī)鈍化層上制作電子傳輸層。
22、在可選的實(shí)施方式中，在制作無機(jī)鈍化層的步驟中，退火溫度為100℃～135℃，退火時(shí)長(zhǎng)為5min～10min。
23、在可選的實(shí)施方式中，在空穴傳輸層上制作鈣鈦礦層的步驟，包括：
24、在空穴傳輸層上涂布含有pbi2前驅(qū)體的溶液，并進(jìn)行退火，以得到pbi2薄膜；
25、在pbi2薄膜上涂布含有有機(jī)銨鹽的溶液，并進(jìn)行退火，以得到鈣鈦礦層。
26、在可選的實(shí)施方式中，獲取透明導(dǎo)電層的步驟，包括：
27、對(duì)透明導(dǎo)電層進(jìn)行超聲清洗；
28、對(duì)透明導(dǎo)電層進(jìn)行紫外臭氧處理。
29、第三方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N光伏組件，包括第一方面中任一實(shí)施方式的鈣鈦礦電池，或者，包括前述第二方面中任一實(shí)施方式的鈣鈦礦電池的制備方法制得的鈣鈦礦電池。
30、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的鈣鈦礦電池及其制備方法和光伏組件的有益效果包括：
31、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的鈣鈦礦電池包括依次層疊設(shè)置的透明導(dǎo)電層、光電轉(zhuǎn)換層和電極層，光電轉(zhuǎn)換層包括依次層疊設(shè)置的空穴傳輸層、鈣鈦礦層、無機(jī)鈍化層和電子傳輸層；其中，鈣鈦礦層的晶粒的d50粒徑為0.73μm～1.65μm。本申請(qǐng)實(shí)施例中，通過在電子傳輸層與鈣鈦礦層之間加入無機(jī)鈍化層，能夠使得鈣鈦礦層的晶粒變大，d50粒徑達(dá)到0.73μm～1.65μm。這樣能夠減少處于界面處的晶界數(shù)量，減少電荷陷阱和重組中心，提高載流子壽命，從而鈍化界面缺陷，提高鈣鈦礦電池的光電轉(zhuǎn)換效率與穩(wěn)定性。進(jìn)一步的，無機(jī)鈍化層中包含硼酸鉛，其具有離子化錨定基團(tuán)，具有優(yōu)越的路易斯堿性質(zhì)，能有效中和鈣鈦礦層界面缺陷附近的局部電荷，對(duì)缺陷能級(jí)表現(xiàn)出增強(qiáng)的鈍化能力，緩解了界面復(fù)合的問題。硼酸鉛具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，能夠增強(qiáng)界面的耐久性，其適宜的能級(jí)排列有利于電荷的提取和傳輸，從而提升電池的轉(zhuǎn)換效率。進(jìn)一步的，在無機(jī)鈍化層中引入摻雜劑，使得鈣鈦礦層的晶粒進(jìn)一步變大，更好的減少了晶界處的裂隙，進(jìn)一步減少了界面缺陷，提高了無機(jī)鈍化層的鈍化效果。此外，硼酸鉛的引入過程簡(jiǎn)單，易于與現(xiàn)有鈣鈦礦電池制備工藝兼容，有利于大規(guī)模生產(chǎn)。
32、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的鈣鈦礦電池的制備方法可用于制備上述的鈣鈦礦電池。本申請(qǐng)實(shí)施例提供的光伏組件包括上述的鈣鈦礦電池或者包括上述制備方法制得的太陽(yáng)能電池，因此該光伏組件具有較佳的光電轉(zhuǎn)換效率和可靠性。
1.一種鈣鈦礦電池，其特征在于，包括依次層疊設(shè)置的透明導(dǎo)電層、光電轉(zhuǎn)換層和電極層，所述光電轉(zhuǎn)換層包括依次層疊設(shè)置的空穴傳輸層、鈣鈦礦層、無機(jī)鈍化層和電子傳輸層；其中，所述鈣鈦礦層的晶粒的d50粒徑為0.73μm～1.65μm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦電池，其特征在于，所述鈣鈦礦層的晶粒的d50粒徑為1.49μm～1.65μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鈣鈦礦電池，其特征在于，所述無機(jī)鈍化層的材料為硼酸鉛或者摻雜硼酸鉛。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鈣鈦礦電池，其特征在于，所述無機(jī)鈍化層的材料為摻雜硼酸鉛時(shí)，所述無機(jī)鈍化層的材料選自pbi2摻雜硼酸鉛、pbbr2摻雜硼酸鉛、pbcl2摻雜硼酸鉛和pb(scn)2摻雜硼酸鉛中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鈣鈦礦電池，其特征在于，所述無機(jī)鈍化層中的摻雜比例為1:1～10。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦電池，其特征在于，所述無機(jī)鈍化層的厚度為1nm～8nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦電池，其特征在于，所述透明導(dǎo)電層的材料為ito、fto或zto中的一種；或者，
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦電池，其特征在于，所述空穴傳輸層與所述透明導(dǎo)電層貼合，所述電子傳輸層與所述電極層貼合；
9.權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的鈣鈦礦電池的制備方法，其特征在于，包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鈣鈦礦電池的制備方法，其特征在于，在所述透明導(dǎo)電層上制作光電轉(zhuǎn)換層的步驟，包括：
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鈣鈦礦電池的制備方法，其特征在于，在所述空穴傳輸層上制作所述鈣鈦礦層的步驟，包括：
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鈣鈦礦電池的制備方法，其特征在于，獲取透明導(dǎo)電層的步驟，包括：
13.一種光伏組件，其特征在于，包括權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的鈣鈦礦電池，或者，包括權(quán)利要求9-12中任一項(xiàng)所述的鈣鈦礦電池的制備方法制得的鈣鈦礦電池。