一种薄膜光伏玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种薄膜光伏玻璃及其制备方法，包括制备玻璃基体，玻璃基体上镀制的膜层结构由下至上为：Ag金属功能层、TiO2电子传输层、钙钛矿吸光层、PCBM电子传输层和导电碳层，其中Ag金属功能层的厚度为3

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜光伏玻璃及其制备方法


[0001]本专利技术涉及薄膜光伏玻璃
，具体涉及一种薄膜光伏玻璃及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前我国的光伏行业发展迅速，从一代的晶硅太阳能电池到二代无机薄膜材料太阳能电池，这些材料以其高光电转换效率、稳定性好等性能脱颖而出，由于国标对建筑节能玻璃要达到40％透光率的要求，晶硅太阳能电池以其23％
‑
30％的透光率很难应用在建筑玻璃上，对于二代薄膜材料而言，CsPbBr3材料光电转换效率高、成本低，并且能满足40％透光率的要求，可以同时达到采光、隔热、发电的功能，因此该材料可应用在建筑玻璃上。
[0003]然而在组装CsPbBr3节能玻璃时，要用到FTO薄膜导电层，由于其电阻较大，故在FTO基板上镀一层Ag，通过Ag进入基板的晶格中来降低电阻，提高导电率，同时还可以反射太阳光达到隔热保温的效果，然而Ag的含量会对玻璃的透光率造成影响，使其透光率达不到国标使用要求，限制了其应用范围。
[0004]专利文献CN112225469A公开了一种单银低辐射玻璃及其制备方法，其中，该单银低辐射玻璃通过在低辐射玻璃的底层电介质组合层的透明电介质材料层之间设置金属层，并且将各个膜层之间设置为高、低折射率材料搭配的结构，起到减反射膜的作用，使银层厚度可以在传统厚度上大大增加，U值在原来基础上降低，使该低辐射玻璃对可见光有较高的透射率，对红外线有很高的屏蔽，具有良好的高保温性能，但是该专利并没有关注Ag薄膜的厚度如何影响玻璃的透光率以及隔热效率的问题。/>
技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种薄膜光伏玻璃及其制备方法，解决Ag薄膜层厚度如何影响玻璃的透光率以及隔热效率的技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：
[0007]一种薄膜光伏玻璃，包括玻璃基体，所述玻璃基体上镀制的膜层结构由下至上为：Ag金属功能层、TiO2电子传输层、钙钛矿吸光层、PCBM电子传输层和导电碳层，所述Ag金属功能层的厚度为3
‑
4nm。
[0008]优选的，所述Ag金属功能层的厚度优选为4nm。
[0009]优选的，所述玻璃基体包括TCO玻璃或FTO玻璃。
[0010]优选的，所述钙钛矿吸光层为CsPbBr3钙钛矿层。
[0011]优选的，所述玻璃基体的厚度为1
‑
2μm，所述TiO2电子传输层的厚度为30
‑
50nm，所述钙钛矿吸光层的厚度为300nm，所述PCBM电子传输层的厚度为10
‑
15nm，所述导电碳层的厚度为3
‑
4μm。
[0012]本专利技术还提供一种薄膜光伏玻璃的制备方法，包括如下步骤：
[0013](1)将导电玻璃进行切块、刻蚀，待导电玻璃刻蚀完成后，对其表面进行清洗、干燥，得到玻璃基体；
[0014](2)在步骤(1)中得到的玻璃基体上采用高真空离子溅射镀膜仪沉积形成Ag金属功能层；
[0015](3)将步骤(2)中已经沉积Ag金属功能层的玻璃基体浸泡在TiCl4水溶液中，并置于恒温干燥箱中进行保温，然后将玻璃基体取出后进行清洗并吹干，重复上述实验步骤，再将其进行退火处理，待退火完成后，即在Ag金属功能层上沉积形成TiO2电子传输层；
[0016](4)将CsBr和PbBr2蒸镀到TiO2电子传输层上，待蒸镀完成后，将其置于马弗炉内进行烧结处理，即在TiO2电子传输层上沉积形成钙钛矿吸光层；
[0017](5)将PCBM溶液旋涂到钙钛矿吸光层的表面，然后进行退火处理，即在钙钛矿吸光层上沉积形成PCBM电子传输层；
[0018](6)将导电碳浆印刷在PCBM电子传输层的表面，然后进行加热干燥处理，即在PCBM电子传输层上沉积形成导电碳层。
[0019]优选的，步骤(3)中，TiCl4水溶液的浓度为0.05mol/L，干燥温度为60
‑
80℃，干燥时间为40
‑
50min，退火条件为：以15℃/min的升温速率从室温升温至450℃后保温30min。
[0020]优选的，步骤(4)中，CsBr和PbBr2的质量比为1:1.0
‑
1.2，烧结条件为：以15℃/min的升温速率从室温升温至320℃后保温20min。
[0021]优选的，步骤(5)中，旋涂时的工艺参数为：转速为3000rpm，加速度为3000rpm
·
s
‑1，时间为30s，退火温度为60
‑
80℃，退火时间为15
‑
20min。
[0022]优选的，步骤(6)中，加热干燥的温度为90
‑
100℃，加热干燥的时间为10
‑
15min。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0024]本专利技术提供一种薄膜光伏玻璃及其制备方法，在众多金属中Ag具有最低的电导率，约为1.6
×
10
‑6Ω
·
cm，并且对可见光吸收少，因此本专利技术选择Ag作为镀膜材料，Ag进入到玻璃基体的晶格中来降低电阻，提高导电率，还可以反射太阳光达到隔热保温的效果，然而Ag的含量会对玻璃的透光率造成影响，Ag层越薄，透光率越高，但Ag膜厚度降低到1
‑
2nm时，由于晶粒形态不规则，晶粒较小，发生吸光效应，降低透光率，本专利技术首次关注Ag薄膜层厚度对玻璃的透光率以及隔热效率的影响，使得薄膜器件光电转换效率、透光率和隔热效率达到最高，对于推进CsPbBr3光伏节能玻璃的实际生产与制备具有重要的意义。
具体实施方式
[0025]以下通过具体较佳实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术并不仅限于以下的实施例。
[0026]需要说明的是，无特殊说明外，本专利技术中涉及到的化学试剂均通过商业渠道购买。
[0027]实施例1
[0028]一种薄膜光伏玻璃的制备方法，包括如下步骤：
[0029](1)制备玻璃基体：先将FTO玻璃切成10cm
×
10cm的正方形，然后使用飞秒激光器对其表面进行刻蚀，划分成形状大小为1.25cm
×
2cm的40个小片区域，待玻璃刻蚀好后，使用蘸有洗洁精的无尘布清洗其表面，随后将清洗好的玻璃基体先用洗洁精然后用酒精进行超声清洗，然后将玻璃基体吹干备用，其中玻璃基体的厚度为1μm；
[0030](2)在玻璃基体上沉积Ag金属功能层：将清洗好的玻璃基体放置于真空室中的样品台上，安装好银靶后封闭靶室，设置溅射电流恒定为150mA，电压为120V，接着利用涡轮分
子泵抽真空，待真空度达到0.2Pa后开始充入氩气，控制溅射时间为90s，其中Ag金属功能层厚度为3nm；
[0031](3)在Ag金属功能层上沉积形成TiO2电子传输层：首先将112m本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄膜光伏玻璃，其特征在于，包括玻璃基体，所述玻璃基体上镀制的膜层结构由下至上为：Ag金属功能层、TiO2电子传输层、钙钛矿吸光层、PCBM电子传输层和导电碳层，所述Ag金属功能层的厚度为3
‑
4nm。2.根据权利要求1所述的薄膜光伏玻璃，其特征在于，所述Ag金属功能层的厚度为4nm。3.根据权利要求1所述的薄膜光伏玻璃，其特征在于，所述玻璃基体包括TCO玻璃或FTO玻璃。4.根据权利要求1所述的薄膜光伏玻璃，其特征在于，所述钙钛矿吸光层为CsPbBr3钙钛矿层。5.根据权利要求1所述的薄膜光伏玻璃，其特征在于，所述玻璃基体的厚度为1
‑
2μm，所述TiO2电子传输层的厚度为30
‑
50nm，所述钙钛矿吸光层的厚度为300nm，所述PCBM电子传输层的厚度为10
‑
15nm，所述导电碳层的厚度为3
‑
4μm。6.一种如根据权利要求1
‑
5任一项所述的薄膜光伏玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将导电玻璃进行切块、刻蚀，待导电玻璃刻蚀完成后，对其表面进行清洗、干燥，得到玻璃基体；(2)在步骤(1)中得到的玻璃基体上采用高真空离子溅射镀膜仪沉积形成Ag金属功能层；(3)将步骤(2)中已经沉积Ag金属功能层的玻璃基体浸泡在TiCl4水溶液中，并置于恒温干燥箱中进行保温，然后将玻璃基体取出后进行清洗并吹干，重复上述实验步骤，再将其进行退火处理，待退火完成后，即在Ag金属功能层上沉积形成TiO2电子传输层；(4)将CsBr...

【专利技术属性】
技术研发人员：方锐，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：