本發明涉及鈣鈦礦太陽能電池，具體涉及一種高質量鈣鈦礦薄膜的輔助制備方法及鈣鈦礦薄膜電池組件。
背景技術：
1、近年來，鈣鈦礦太陽能電池(pscs)在光電性能方面取得了顯著的進步，引起了人們的廣泛關注。在過去的十年中，鈣鈦礦太陽能電池(pscs)的功率轉換效率(pce)也得到了大幅的提升。
2、然而，由于鈣鈦礦(pvk)薄膜對襯底基質的高度敏感性，導致鈣鈦礦晶體快速生長過程和質量仍然存在挑戰，這種敏感性會導致鈣鈦礦過度結晶成核和不良缺陷的形成，因此這就會影響鈣鈦礦太陽能電池的功率轉換效率。
技術實現思路
1、本發明的目的在于：針對目前鈣鈦礦薄膜在制備過程中由于薄膜對襯底基質的敏感性較高，導致鈣鈦礦晶體的生長會產生過度結晶成核和形成不良缺陷，從而致使鈣鈦礦太陽能電池會出現功率轉換效率不高的問題，本發明提出了一種高質量鈣鈦礦薄膜的輔助制備方法，其克服了鈣鈦礦晶體在生長過程中會出現過度結晶成核和形成不良缺陷的問題，從而達到了提升鈣鈦礦太陽能電池功率轉換效率的目的。
2、為達到上述目的，本發明是通過如下技術方案實現的：
3、本發明提供了一種高質量鈣鈦礦薄膜的輔助制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：
4、s1、提供具有相對的入光面和出光面的玻璃襯底；
5、s2、在所述玻璃襯底的出光面上制備透明導電層；
6、s3、在所述透明導電層上制備第一電荷傳輸層；
7、s4、在所述第一電荷傳輸層上制備用于輔助鈣鈦礦晶體生長的模板層，且所述模板層中具有若干孔洞結構，以使所述模板層形成網格狀的結構；
8、s5、在網格狀的模板層上涂覆鈣鈦礦前驅體溶液，而后一次退火結晶，二次退火結晶，制得高質量的鈣鈦礦薄膜；
9、其中，所述模板層可以在鈣鈦礦薄膜制備完成后分解去除或保留。
10、具體的，本發明的這種制備方法，其通過設置模板層可以對鈣鈦礦晶粒的生長過程進行模板化控制，從而達到提高鈣鈦礦薄膜質量，提升鈣鈦礦薄膜電池轉換效率的目的。在本發明中鈣鈦礦晶體可以在模板層的作用下引導結晶生長為高致密的鈣鈦礦薄膜。
11、進一步的，一種高質量鈣鈦礦薄膜的輔助制備方法：步驟s2在清洗好的玻璃襯底的出光面上通過磁控濺射制備厚度150～200nm的透明導電層。
12、進一步的，一種高質量鈣鈦礦薄膜的輔助制備方法：步驟s3在所述透明導電層上通過濺射、旋涂、蒸鍍、刮涂或狹縫涂布的方式涂覆用于形成第一電荷傳輸層的材料，而后在120～160℃下退火15～45分鐘，從而制得厚度為40～100nm的第一電荷傳輸層。
13、進一步的，一種高質量鈣鈦礦薄膜的輔助制備方法：步驟s4在所述第一電荷傳輸層上通過干法、濕法或干濕混合的方法涂覆用于形成模板層的材料，而后加熱閃蒸形成所述模板層；所述模板層中孔洞結構的周長為300～600nm；所述模板層的厚度不低于鈣鈦礦薄膜的厚度。
14、更進一步的，一種高質量鈣鈦礦薄膜的輔助制備方法：步驟s4中用于形成模板層的材料選用樹脂。
15、進一步的，一種高質量鈣鈦礦薄膜的輔助制備方法：步驟s5中一次退火結晶的溫度為65～75℃、一次退火的時間為1～3分鐘，二次退火結晶的溫度為90～110℃、退火時間為20～35分鐘。
16、進一步的，一種高質量鈣鈦礦薄膜的輔助制備方法：步驟s5中鈣鈦礦薄膜的厚度為300～600nm。
17、本發明還提供了一種鈣鈦礦薄膜電池組件，其特征在于，該鈣鈦礦薄膜電池組件包括：
18、上述的制備方法制得的鈣鈦礦薄膜；
19、第二電荷傳輸層，其層疊設置于所述鈣鈦礦薄膜上；
20、背電極，其層疊設置于所述第二電荷傳輸層上；
21、封裝膠膜，其層疊設置于所述背電極上；
22、以及背板玻璃，其層疊設置于所述封裝膠膜上。
23、進一步的，一種鈣鈦礦薄膜電池組件：所述第二電荷傳輸層的厚度設置為40～100nm。
24、進一步的，一種鈣鈦礦薄膜電池組件：所述背電極的厚度設置為50～120nm。
25、本發明的有益效果：
26、(1)針對目前鈣鈦礦薄膜在制備過程中由于薄膜對襯底基質的敏感性較高，導致鈣鈦礦晶體的生長會產生過度結晶成核和形成不良缺陷的問題，本發明提出了一種高質量鈣鈦礦薄膜的輔助制備方法，該方法制備的鈣鈦礦薄膜的成膜質量高，其克服了上述過度結晶成核和形成不良缺陷的問題。本發明提出的這種制備方法，其是一種利用模板法制備鈣鈦礦薄膜的方法，即在鈣鈦礦薄膜的制備前引入一層網格狀的模板層，利用模板層可以誘導鈣鈦礦晶體在模板層的孔洞結構內進行垂直生長，這種方法可以達到制備高質量均勻的鈣鈦礦薄膜的目的，從而可以進一步提高鈣鈦礦薄膜太陽電池的光電轉換效率。
27、(2)本發明的方法提供了一種與眾不同的鈣鈦礦薄膜的制備方法，其在制備鈣鈦礦薄膜層前先制備一層模板層，模板的主要作用是限制鈣鈦礦晶體在水平方向的生長，引導其進行垂直方向的生長，以制備出垂直方向貫穿式的鈣鈦礦晶粒結構，不會對鈣鈦礦薄膜產生影響，此方法制備的鈣鈦礦薄膜晶粒上、下貫穿，具有更為優秀的電荷傳導能力，可以降低在薄膜電池內部效率損失的同時進一步提高鈣鈦礦太陽電池的光電轉換效率。
28、(3)在本發明的工藝中采用了兩次退火結晶工藝，其中第一退火結晶的溫度較低、時間較短，其可以使鈣鈦礦晶體開始生長并充滿模板層的孔洞結構，再通過二次退火結晶工藝配合模板層的共同作用則促使鈣鈦礦晶體均勻生長，形成更為均勻的鈣鈦礦薄膜。若是僅通過一次退火結晶則鈣鈦礦薄膜的均勻性會受影響，從而會對鈣鈦礦太陽電池的光電轉換效率造成影響。
29、(4)本發明提供的制備方法在制備鈣鈦礦薄膜的過程前，提前制備一層網格結構的模板層，為鈣鈦礦晶粒的生長提供模板，引導其垂直方向的生長，以制備出垂直方向貫穿式的鈦礦薄晶粒結構，這有利于提高鈣鈦礦晶粒的表面均勻性和其自身的電荷傳輸能力、增大晶粒尺寸、減少晶界，從而提高電池的光電轉換效率。
1.一種高質量鈣鈦礦薄膜的輔助制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種高質量鈣鈦礦薄膜的輔助制備方法，其特征在于，步驟s2在清洗好的玻璃襯底的出光面上通過磁控濺射制備厚度150～200nm的透明導電層。
3.根據權利要求1所述的一種高質量鈣鈦礦薄膜的輔助制備方法，其特征在于，步驟s3在所述透明導電層上通過濺射、旋涂、蒸鍍、刮涂或狹縫涂布的方式涂覆用于形成第一電荷傳輸層的材料，而后在120～160℃下退火15～45分鐘，從而制得厚度為40～100nm的第一電荷傳輸層。
4.根據權利要求1所述的一種高質量鈣鈦礦薄膜的輔助制備方法，其特征在于，步驟s4在所述第一電荷傳輸層上通過干法、濕法或干濕混合的方法涂覆用于形成模板層的材料，而后加熱閃蒸形成所述模板層；所述模板層中孔洞結構的周長為300～600nm；所述模板層的厚度不低于鈣鈦礦薄膜的厚度。
5.根據權利要求4所述的一種高質量鈣鈦礦薄膜的輔助制備方法，其特征在于，步驟s4中用于形成模板層的材料選用樹脂。
6.根據權利要求1所述的一種高質量鈣鈦礦薄膜的輔助制備方法，其特征在于，步驟s5中一次退火結晶的溫度為65～75℃、一次退火的時間為1～3分鐘，二次退火結晶的溫度為90～110℃、退火時間為20～35分鐘。
7.根據權利要求1或6所述的一種高質量鈣鈦礦薄膜的輔助制備方法，其特征在于，步驟s5中鈣鈦礦薄膜的厚度為300～600nm。
8.一種鈣鈦礦薄膜電池組件，其特征在于，該鈣鈦礦薄膜電池組件包括：
9.根據權利要求8所述的一種鈣鈦礦薄膜電池組件，其特征在于，所述第二電荷傳輸層的厚度設置為40～100nm。
10.根據權利要求8所述的一種鈣鈦礦薄膜電池組件，其特征在于，所述背電極的厚度設置為50～120nm。