Page 77 - 现代工业绿色技术创新研究

第二章 新能源发电技术研究

综合成本角度分析，在单片钙钛矿太阳能电池组件成本构成中，实际钙钛矿材料
使用成本总占比约为 5%，钙钛矿太阳能电池组件实际制备成本在 0.5~0.6 元之间，
仅有晶硅极限制备成本的 50%。根据自然资源部数据统计，我国钙钛矿总探明储

量约为 2.5 亿 t，未来钙钛矿太阳能电池的制备成本可能要小于现阶段我国采用
的火力发电制备成本。
（三）新时期钙钛矿太阳能电池的制备方法
对于钙钛矿太阳能电池的制备方法，本文总结相关文献资料，结合实际生产

模式，分析一步旋涂、两步旋涂、气相沉积、分步液浸等四种常见制备方法。
1. 一步旋涂法
预先确认的制备材料配制比例，将 PbX 2 与 CH 3 NH 3 I 进行混匀混合，获得前
驱体溶剂。其中，钙钛矿 CH 3 NH 3 PbI 3 中的 I 2 与 CH 3 NH 3 PbI 3 摩尔比控制在 1 ∶ 1

即可。将获得的前驱体溶剂放置在已经准备好的 70° C 热台上，维持 12h 的恒
温加热，辅助适当的搅拌，让前驱体溶剂持续反应。再使用匀胶机，根据固定搅
拌速度，对前驱体溶剂进行辅助反应，确保前驱体溶剂可以沉降在衬底之上。使
用匀胶机 + 逐渐退火的方式，即可获得所需的钙钛矿薄膜。相比于其他方法，一

步旋涂法的制备方法相对简单，是现阶段钙钛矿太阳能电池的主要制备方法。可
是，一步旋涂法获得的钙钛矿薄膜在形状、外貌等方面，无法实现有效控制，这
会导致最终获得的钙钛矿薄膜成品，存在品质参差不齐的情况。其原因是一步旋
涂法对于制备条件变化具有较高的敏感性，任何制备条件发生变化，都会对钙钛

矿覆膜成品造成负面影响。若想获得尺寸适中、品质处于中上等级的钙钛矿覆膜，
就需要做到快速高温退火，需要对现有一步旋涂法制备器械进行升级与改造。
2. 两步旋涂法
作为渐进式液浸法衍生的钙钛矿太阳能电池制备方法，两步旋涂法需要将已

经完成配制工作的 CH 3 NH 3 I 溶液，以旋转涂抹方式，与准备好的 CH 3 NH 3 I 2 薄膜
表面进行接触。在旋涂期间，可以观察到 PbI 2 薄膜表面颜色会从最初的黄色，
逐渐变化成褐色。在获得褐色 PbI 2 薄膜后，再做退火处理，让两层薄膜进行互
相扩散，提供良好的化学反应条件，即可获得没有其他剩余物质的钙钛矿薄膜。

在实际制备过程中，两步旋涂法可以满足介孔结构与平面结构的钙钛矿太阳能电
池制备需求，这意味着需要更高的制备温度，以及更长的反应时间。

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