真空蒸镀钙钛矿太阳能电池器件工艺研究进展

钙钛矿太阳能电池器件因其优异的材料性能已经取得最高25.7%的光电转换效率。常见的钙钛矿薄膜的制备方法分为溶液法和真空蒸镀法。其中真空蒸镀法凭借其无溶剂化的特点,具有环境污染小、膜层致密性高、生产效率高,以及较为容易实现大面积连续化高通量制备等优点,在钙钛矿太阳能电池器件制备领域具有独特优势。针对真空蒸镀法制备高质量钙钛矿薄膜的技术,对真空蒸镀的基本工作原理及应用于钙钛矿薄膜制备的真空设备系统进行介绍,并以钙钛矿太阳能电池光电转换效率为切入点,介绍基于真空蒸镀技术制备钙钛矿太阳能电池器件及优化其光电转换效率的研究进展。探究真空蒸镀设备改进策略(温控系统和蒸发源设置)、蒸镀工艺条件(投料量、蒸镀距离、蒸镀时间、室体内压力、薄膜退火温度及时间)、基底材料极性对钙钛矿薄膜结晶度和晶粒尺寸的影响因素,为采用真空蒸镀技术制备具有高光电转换效率的钙钛矿太阳能电池器件提供重要的理论基础及研究思路。最后,总结真空蒸镀钙钛矿太阳能电池的工艺流程,从降低生产成本与提高生产效率的角度出发,提出连续化生产钙钛矿太阳能电池的构想,并对其商业化发展方向进行展望。