本發明屬于鈣鈦礦電池，具體涉及一種鈣鈦礦吸收層及其制備方法與應用。
背景技術：
1、在雙碳背景下，綠色無污染、清潔的可再生能源在全球能源轉型中占據重要地位。鈣鈦礦太陽能電池（pscs）作為一種新興技術，因其光電轉換效率高、制造成本低、弱光性能好、可與其它類型電池疊加等優勢有望進一步降低發電成本，助力綠色能源革命。此外，由于鈣鈦礦電池的基底可剛性可柔性，使其應用場景相對第一代、第二代太陽能電池更加多元化。
2、當下，溶液法制備鈣鈦礦薄膜的過程中常常在表面和晶界處產生大量缺陷，影響電池效率與穩定性。為了改善鈣鈦礦薄膜的質量，提高鈣鈦礦太陽能電池的效率，對鈣鈦礦薄膜進行界面鈍化是科研工作者們最常用且有效的方法之一。在小面積pscs制備過程中通常采用異丙醇、氯苯、甲苯等做溶劑溶解鈍化材料，采用旋涂法制備鈍化層。
3、但是隨著鈣鈦礦光伏商業化進程的推進，上述有毒溶劑僅適合在手套箱內使用，不能很好地滿足大面積pscs產業化的需求。因此，為了加快商業化進展，探究新的制備工藝、鈍化溶液體系以制備高質量大面積鈣鈦礦吸收層并提高產品良率是非常必要的。
技術實現思路
1、為了克服上述現有技術存在的問題，本發明的目的之一在于提供一種鈣鈦礦吸收層的制備方法。本發明的目的之二在于提供上述制備方法制得的鈣鈦礦吸收層。本發明的目的之三在于提供一種鈣鈦礦太陽能電池。本發明的目的之四在于提供一種鈣鈦礦電池模組。
2、本發明創新性地采用低毒性、易揮發的有機溶劑加離子液體構成鈍化溶液，在鈣鈦礦濕膜上應用狹縫涂布法進行鈍化，與常見的鈣鈦礦薄膜退火后鈍化相比，不僅減少一次退火流程，縮短制備時間，還能更有效地減少對鈣鈦礦薄膜的損傷和缺陷態密度。
3、為了實現上述目的，本發明所采取的技術方案是：
4、本發明第一方面提供了一種鈣鈦礦吸收層的制備方法，包括如下步驟：
5、將鈣鈦礦前驅體溶液涂覆在空穴傳輸層上，經減壓干燥后得到鈣鈦礦濕膜；在所述鈣鈦礦濕膜上涂覆離子液體溶液，進行退火處理，得到鈣鈦礦吸收層。
6、優選地，所述離子液體溶液中的離子液體包括咪唑類離子液體、吡啶類離子液體、季銨類離子液體、吡咯烷類離子液體、哌啶類離子液體、功能化離子液體中的至少一種。
7、更優選地，所述離子液體溶液中的離子液體為功能化離子液體。
8、進一步優選地，所述功能化離子液體的官能團包括羥基、羧基、醚基、酯基、氨基、磺酸基、烯基、芐基、腈基、胍類、芳基等。
9、優選地，所述離子液體溶液中離子液體的濃度為0.1-10?mg/ml。
10、更優選地，所述離子液體溶液中離子液體的濃度為0.1-1.5?mg/ml。
11、進一步優選地，所述離子液體溶液中離子液體的濃度為0.6-1?mg/ml。
12、優選地，所述離子液體溶液的溶劑選自醇類溶劑、酯類溶劑中的一種或其組合。
13、更優選地，所述離子液體溶液的溶劑選自乙酸乙酯、甲醇、異丙醇中的至少一種。
14、本發明采用毒性較小、易揮發、成本低的鈍化溶劑，可有效降低生產作業過程中的危害性與制造成本。
15、優選地，所述離子液體溶液通過狹縫涂布法涂覆到鈣鈦礦濕膜上表面。
16、更優選地，所述狹縫涂布法的參數包括：涂布速度為5-15?mm/s，涂布頭與導電基底的縫隙寬度為100-300?μm，出液速率為0.1-1?ml/min。
17、本發明采用狹縫涂布方法進行涂覆離子液體溶液，適用于制備大面積鈣鈦礦太陽能組件。
18、進一步優選地，涂布速度為8-12?mm/s。
19、進一步優選地，涂布頭與導電基底的縫隙寬度為150-250?μm。
20、進一步優選地，出液速率為0.1-0.5?ml/min。
21、優選地，所述退火處理的退火溫度為80-180℃。
22、更優選地，所述退火處理的退火溫度為100-150℃。
23、優選地，所述退火處理的時間為2-60?min。
24、更優選地，所述退火處理的時間為10-20?min。
25、進一步優選地，所述退火處理的升溫程序包括：以40-60?℃/min升溫至100℃退火1-4分鐘，后以同速率升溫至150℃退火8-15分鐘。
26、優選地，所述鈣鈦礦濕膜的鈣鈦礦材料abx3；其中，a為ma、mda、fa、pea、cs、rb和k中的至少一種；ma為ch3nh3；mda為nh3ch2nh3；fa為nh2chnh2；pea為c8h9nh3；b為pb、sn和ge中的至少一種；x為f、cl、br和i中的至少一種。
27、優選地，所述減壓干燥的工作壓強范圍為0.1-650?pa。
28、更優選地，所述減壓干燥的工作壓強范圍為300-650?pa。
29、減壓干燥法是一種在密閉容器中通過抽真空降低環境壓力以實現物料干燥的技術，其原理是通過真空泵將腔室壓力降低，使基板表面液膜中的溶劑在常溫或低溫下揮發，最后使用干凈且干燥的空氣將腔室中的壓力恢復至標準大氣壓。該方法通過調控真空度與抽真空時長，加速溶劑揮發并使鈣鈦礦濕膜進入過飽和狀態，從而完成晶核形成和晶體生長的關鍵步驟。本發明采用減壓干燥法處理鈣鈦礦前驅體溶液得到濕膜，有利于后續離子液體與膜面相互作用充分，實現深度鈍化。
30、優選地，所述鈣鈦礦前驅體溶液的濃度為0.5-1.2mol/l。
31、優選地，所述鈣鈦礦前驅體溶液通過狹縫涂布法涂覆到空穴傳輸層的表面。
32、更優選地，所述狹縫涂布法的參數包括：涂布速度為5-15?mm/s，涂布頭與導電基底的縫隙寬度為100-300?μm，出液速率為0.1-1?ml/min。
33、本發明第二方面提供了第一方面所述的制備方法制得的鈣鈦礦吸收層。
34、優選地，所述鈣鈦礦吸收層的厚度為500-650?nm。
35、本發明第三方面提供了一種鈣鈦礦太陽能電池，包括依次設置的空穴傳輸層、鈣鈦礦吸收層、電子傳輸層、緩沖層和電極層；其中鈣鈦礦吸收層為第二方面所述的鈣鈦礦吸收層。
36、優選地，所述空穴傳輸層的材料包括spiro-ometad、ptaa、niox、pedot:pss中的至少一種。
37、優選地，所述電子傳輸層的材料包括富勒烯(c60)及其衍生物、tio2、zno中的至少一種。
38、優選地，所述緩沖層的材料包括bcp、al2o3、sno2中的至少一種。
39、優選地，所述電極層的材料包括ag、cu、au、ti、cr、al、ito、izo中的至少一種。
40、優選地，所述鈣鈦礦太陽能電池的制備方法包括：在導電基底上制備空穴傳輸層，在所述空穴傳輸層表面制備鈣鈦礦吸收層，再在鈣鈦礦吸收層表面依次沉積電子傳輸層、緩沖層和電極層，即得到鈣鈦礦太陽能電池。
41、本發明第四方面提供了一種鈣鈦礦電池模組，包括多個第三方面所述的鈣鈦礦太陽能電池。
42、優選地，所述鈣鈦礦太陽能電池的制備方法包括如下步驟：在導電基底上制備空穴傳輸層，然后用激光劃線分為多個區域，在空穴傳輸層表面依次沉積鈣鈦礦吸收層、電子傳輸層、緩沖層，再次進行激光劃線，最后沉積電極層并進行激光劃線，即得到大面積的鈣鈦礦太陽能電池模塊。
43、本發明的有益效果是：
44、本發明提供了一種鈣鈦礦吸收層的制備方法，是在所述鈣鈦礦濕膜上涂覆離子液體溶液，再進行退火處理；與常見的鈣鈦礦薄膜退火后鈍化相比，濕膜鈍化工藝在減壓干燥過程結束后，部分配位溶劑殘留在鈣鈦礦薄膜內，薄膜處于濕膜狀態，選擇合適的材料能夠使得鈍化深度分布更深，從而更深層次地修復鈣鈦礦薄膜的表面缺陷并穩定鈣鈦礦晶格，有利于得到均一、平整、光滑的鈣鈦礦膜面，進而與電子傳輸層之間形成良好的歐姆接觸，提升鈣鈦礦太陽能組件的性能。本發明的制備方法不僅可以減少一次退火流程，有利于縮短產線制備時間；還可以有效鈍化鈣鈦礦薄膜上界面，改善光電性能，實現10×10cm2鈣鈦礦太陽能電池22%以上的能量轉換效率。