(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211209041.2 (22)申请日 2022.09.30 (71)申请人 北京理工大 学 地址 100081 北京市海淀区中关村南大街5 号 (72)发明人 陈棋　朱城　白阳　 (74)专利代理 机构 北京理工大 学专利中心 11120 专利代理师 张洁 (51)Int.Cl. H01L 51/44(2006.01) H01L 51/42(2006.01) H01L 51/48(2006.01) B82Y 40/00(2011.01) B82Y 30/00(2011.01) (54)发明名称 一种微纳米岛状碳酸盐薄膜、 制备方法及钙 钛矿太阳能电池 (57)摘要 本发明涉及一种微纳米岛状碳酸盐薄膜、 制 备方法及钙钛矿太阳能电池， 属于钙钛矿太阳能 电池技术领域。 所述碳酸盐为热膨胀系数为10 × 10‑5K‑1～40×10‑5K‑1的碱金属碳酸盐， 纳米岛状 结构的直径为100nm～3000nm， 所述薄膜的厚度 为0.5nm～10nm。 采用溶液法或热物理蒸发法， 通 过控制条件使碱金属碳酸盐不连续生长、 并在退 火阶段形成岛状结构制备得到。 利用碱金属碳酸 盐层高于钙钛矿活性层的热膨胀系数的优势， 通 过退火冷却过程的不均匀变形调节钙钛矿活性 层体相的应力应变行为， 能够将其从原有的拉伸 状态调节至压缩状态。 进一步， 在界面处形成的 不连续岛状纳米结构提供变形空间， 可释放界面 处集中的残余应力应 变。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115498112 A 2022.12.20 CN 115498112 A 1.一种微纳米岛状碳酸 盐薄膜， 其特征在于： 所述碳酸盐为热膨胀系数为10 ×10‑5K‑1～ 40×10‑5K‑1的碱金属碳酸盐， 微纳米岛状结构的直径为100nm～3000nm， 所述薄膜的厚度为 0.5nm～10nm。 2.如权利要求1所述的一种微纳米岛状碳酸盐薄膜， 其特征在于： 所述碳酸盐纳米 岛状 结构的直径为5 00nm～1000nm。 3.如权利要求1所述的一种微纳米岛状碳酸盐薄膜， 其特征在于： 所述碳酸盐的热膨胀 系数为20 ×10‑5K‑1～30×10‑5K‑1。 4.如权利要求3所述的一种微纳米岛状碳酸盐薄膜， 其特征在于： 所述碳酸盐为Li2CO3、 Na2CO3、 K2CO3、 Rb2CO3或Cs2CO3。 5.一种如权利要求1～4任意一项所述的微纳米岛状碳酸盐薄膜的制备方法， 其特征在 于： 所述方法步骤 包括： 将摩尔浓度为10‑6mol/mL～10‑2mol/mL的碱金属碳酸盐水溶液以3000rpm～6000rpm的 转速旋涂到基底上， 100℃～200℃下退火1min～15min， 退火气氛为空气， 在基底上得到一 种微纳米岛状碳 酸盐薄膜； 或采用热蒸发法在基底上沉积碱金属碳酸盐薄膜， 蒸镀真空度小于1 ×10‑4Pa， 之后在 100℃～200℃下退火1min～5min， 升温速率为50℃/秒～200℃/秒， 退火气氛为氮气， 在基 底上得到一种微纳米岛状碳 酸盐薄膜。 6.一种钙钛矿太阳能电池， 其特征在于： 包括空穴传输层、 钙钛矿活性层和电子传输 层， 如权利要求 1～4任意一项 所述的一种微纳米岛状碳酸盐薄膜作为界面修饰层位于钙钛 矿活性层的一侧或两侧。 7.如权利要求6所述的一种钙钛矿太阳能电池， 其特征在于： 当所述界面修饰层位于空 穴传输层与钙钛矿活性层之间时， 厚度为8nm～10nm； 当所述界面修饰层位于电子传输层与 钙钛矿活性层之间时， 厚度为2nm～3nm。 8.如权利要求6所述的一种钙钛矿太阳能电池， 其特征在于： 所述钙钛矿活性层的热膨 胀系数为2 ×10‑5K‑1～8×10‑5K‑1。 9.如权利要求6所述的一种钙钛矿太阳能电池， 其特征在于： 所述钙钛矿活性层为ABX3 钙钛矿晶体， 其中A为甲脒、 甲胺、 胍、 铯、 铷和钾中的一种以上， B为过渡金属和IV到VI族元 素中的一种以上， X为卤素离子碘离子、 氯离子、 溴离子或硫氰根离子中的一种以上， 所述钙 钛矿吸光层的厚度为10 0nm～1000nm； 所述空穴传输层材料为2,2',7,7' ‑四(N,N‑对甲氧苯胺基) ‑9,9'‑螺二芴、 甲氧基三苯 胺‑氟代甲脒、 聚[双(4 ‑苯基)(2,4,6 ‑三甲基苯基)胺]、 聚(3,4 ‑乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯 磺)、 聚‑3已基噻吩、 硫氰酸亚铜、 氧化镍、 三 蝶烯为核的三苯胺、 3,4 ‑乙烯二氧噻吩 ‑甲氧基 三苯胺、 N ‑(4‑苯胺)咔唑 ‑螺双芴、 聚[双(4 ‑苯基)(4‑丁基苯基)胺]或聚噻吩； 所述空穴传 输层的厚度为5 0nm～300nm； 所述电子传输层 材料为酰亚胺化合物、 醌类化合物、 富勒烯及其衍生物， Cd、 Zn、 In、 Pb、 Mo、 W、 Sb、 Bi、 Cu、 Hg、 Ti、 Ag、 Mn、 Fe、 V、 Sn、 Zr、 Sr、 Ga、 Nb、 Mg、 Si和Cr的金属氧化物及其掺杂氧 化物， 以及氟化锂、 氟化钙中的任意 一种； 所述电子传输层的厚度为10nm～10 0nm。 10.如权利要求6所述的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 还包括衬底和对电极， 所述衬底为氧化铟锡导电玻璃、 掺氟氧化锡导电玻璃、 氧化铟锡聚萘权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115498112 A 2二甲酸乙二醇酯或氧化铟锡聚对苯二甲酸类； 所述对电极层材料为铂、 金、 铜、 银、 铝、 铬金 属或含有所述金属的合金， 所述对电极层厚度为80nm～5 00nm。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115498112 A 3