本發(fā)明涉及一種高效率大面積鈣鈦礦太陽電池及其制備方法，特別是一種用絕緣體納米粒子與低電阻的銀氧化錫納米粒子復(fù)合作為光吸收層骨架材料的大面積鈣鈦礦太陽電池及其制備方法，屬于新能源和新材料技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景
鈣鈦礦太陽電池通常是由透明導(dǎo)電玻璃、致密層、鈣鈦礦光吸收層、空穴傳輸層和背電極五部分組成。鈣鈦礦光吸收層通常由鈣鈦礦光吸收材料和作為骨架的多孔納米材料薄膜構(gòu)成，鈣鈦礦光吸收層是鈣鈦礦太陽電池的核心部分，由光吸收層骨架和鈣鈦礦光吸收材料組成，其厚度一般為200-600nm，主要作用是吸收太陽光并產(chǎn)生電子-空穴對，并能高效傳輸電子-空穴對。
常用的鈣鈦礦光吸收層骨架納米材料包括納米TiO2、SnO2、ZnO、WO3、ReO、BaSnO3、SrTiO3等半導(dǎo)體材料和Al2O3、ZrO2、SiO2等絕緣體材料，最常用的是納米TiO2半導(dǎo)體材料。骨架納米材料的組成、形貌結(jié)構(gòu)和制備工藝對鈣鈦礦光吸收層性能影響很大。
鈣鈦礦光吸收層骨架納米TiO2膜制備方法是先將納米TiO2漿料或膠體涂布在玻璃基體上，在400-500 ℃下高溫處理，使其燒結(jié)固定在玻璃基體上形成。例如，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院發(fā)明專利US20150200377（2015-07-16）；韓國化學技術(shù)研究所發(fā)明專利US 20160005547（2016-01-07）；日本理光公司發(fā)明專利US2015279573（2015-10-01）。
納米TiO2光吸收層多孔骨架的缺點為：（1）納米TiO2能使有機鈣鈦礦光吸收材料光催化分解，破壞太陽電池光轉(zhuǎn)換性能穩(wěn)定性；（2）納米TiO2多孔骨架的孔隙率偏低、光反射強和透光率低，不能作為較厚光吸收層多孔骨架；（3）適合作為吸收層多孔骨架的粒徑30-60nm的納米TiO2不容易制備和不穩(wěn)定；（4）納米TiO2多孔骨架的表面方塊電阻過大，還需要摻雜導(dǎo)電組分改善。
為改進光吸收層多孔骨架的性能，國內(nèi)外進行了大量研究開發(fā)。例如，在武漢大學發(fā)明專利CN104505409(2015-04-08)中，以二氧化錫代替TiO2作為鈣鈦礦光吸收層骨架納米材料，制備的鈣鈦礦光吸收層光電轉(zhuǎn)換效率最大為12.5%，主要原因是二氧化錫的導(dǎo)電性更好。在華北電力大學發(fā)明專利CN105070836(2015-11-18)中，以BaSnO3代替TiO2作為鈣鈦礦光吸收層骨架納米材料，制備的鈣鈦礦光吸收層光電轉(zhuǎn)換效率最大為11.5%，可能是BaSnO3的電子遷移率要明顯高于TiO2電子遷移率。在英國ISIS INNOVATION LIMITED公司發(fā)明專利US20150249170( 2015-09-03)和US20150129034（2015-05-14）中，采用納米Al2O3代替納米TiO2作為鈣鈦礦光吸收材料骨架，防止了納米TiO2對有機鈣鈦礦光吸收材料的光催化分解，從而使光吸收層光電轉(zhuǎn)換效率維持在較高水平。
以CH3NH2PbI3為代表的鈣鈦礦光吸收材料是半導(dǎo)體材料，自身具有一定的電子或空穴傳輸能力，在微小面積和超薄的鈣鈦礦太陽電池中，即使不采用骨架材料或采用絕緣體骨架材料時也具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率。但對于大面積和較厚的鈣鈦礦太陽電池，鈣鈦礦光吸收材料自身傳輸電子或空穴的能力不及，骨架材料還作為電子或空穴的快速傳輸通道，如果骨架材料的內(nèi)阻過大將導(dǎo)致電子和空穴在光吸收層內(nèi)部的大量復(fù)合。
分析現(xiàn)有專利技術(shù)發(fā)現(xiàn)，沒有光吸收層多孔骨架存在時，鈣鈦礦太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率就會大大降低；采用半導(dǎo)體骨架材料時的光電轉(zhuǎn)換效率普遍大于采用絕緣體骨架材料時的光電轉(zhuǎn)換效率。目前還不清楚具有哪些技術(shù)指標的半導(dǎo)體骨架材料能使鈣鈦礦太陽電池具有最佳的光電轉(zhuǎn)換效率。在絕緣體材料上負載低電阻材料可以方便地調(diào)控材料的表面方塊電阻，用其作為光吸收層骨架材料能夠克服納米TiO2光吸收層多孔骨架材料的缺點。
空穴傳輸層能促使電子和空穴在功能層界面分離，減少電荷復(fù)合和調(diào)節(jié)能級匹配性, 有助于提高太陽電池光電轉(zhuǎn)換效率。鈣鈦礦太陽電池中目前主要應(yīng)用2, 2’, 7, 7’-四 [N, N-二 (4-甲氧基苯基)氨基]-9, 9’-螺二芴 （spiro-OMeTAD） 作為空穴傳輸材料提高光電轉(zhuǎn)換效率，由于有機空穴傳輸材料不穩(wěn)定和價格昂貴，不適合大面積電池應(yīng)用，以碘化亞銅為代表的無機空穴傳輸材料正在研究開發(fā)中。一些專利公開了無空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽電池，但其光電轉(zhuǎn)換效率通常都比較低，還需要尋求廉價高效的無機空穴傳輸材料才能適應(yīng)穩(wěn)定性大面積鈣鈦礦太陽電池發(fā)展。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種高效率大面積鈣鈦礦太陽電池，由減反射鍍膜玻璃、納米二氧化硅過渡層、氧化錫透明導(dǎo)電薄膜、二氧化鈦致密層、光吸收層多孔骨架、鈣鈦礦光吸收材料、空穴傳輸層、銀背電極、密封薄膜和電池背板疊合組成，其特征是高效率大面積鈣鈦礦太陽電池由長度為200-300mm，寬度為15-30mm，間隔為1mm的長條狀電池內(nèi)部串聯(lián)集成組成，并采用Al2O3、ZrO2或SiO2絕緣體納米粒子負載銀氧化錫(Ag-SnO2) 低電阻納米粒子作為光吸收層骨架材料，利用亞錫鹽同時作為銀離子還原劑、導(dǎo)電組分和光吸收層骨架材料組分，可以方便地調(diào)控多孔骨架材料的表面方塊電阻，能夠克服薄膜太陽電池尺寸效應(yīng)，提高大面積鈣鈦礦太陽電池光電轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性。
本發(fā)明中減反射鍍膜玻璃是厚度為1.0-3.2mm，單面涂布納米二氧化硅減反射膜的太陽電池玻璃，可見光透光率為93.8%-94.2%。
本發(fā)明中納米二氧化硅過渡層是厚度為20-100nm，粒徑為5-10nm的致密二氧化硅薄膜。
本發(fā)明中氧化錫透明導(dǎo)電薄膜化學組成為：SnO2FxAgy，x=0.1-0.5，y=0.05-0.2，表面方塊電阻5-10Ω，是在溶膠凝膠法制備的氟摻雜氧化錫凝膠膜上填充可溶性銀鹽和氯化亞錫還原劑，在450-500℃下熱處理制備得到，所述可溶性銀鹽是硝酸銀、銀氨絡(luò)合物、醋酸銀、水楊酸銀、乙醛酸銀和檸檬酸銀。
本發(fā)明中二氧化鈦致密層是厚度為20-50nm，粒徑為2-5nm的致密二氧化鈦薄膜。
本發(fā)明中光吸收層多孔骨架是將低電阻的納米Ag-SnO2負載在粒徑為30-60nm的絕緣體Al2O3、ZrO2或SiO2納米粒子上高溫燒結(jié)形成的多孔骨架復(fù)合薄膜，多孔骨架材料組成摩爾比為：Ag：SnO2：（Al2O3、ZrO2或SiO2）=1：3-5：5-15，薄膜孔隙率為30%-50%，孔隙直徑5-20nm，薄膜厚度為400-800nm，表面方塊電阻為102-103Ω。
本發(fā)明中的納米Ag-SnO2粒子是一種良好的導(dǎo)電材料，是金屬銀和氧化錫形成的固溶體，早期主要用作開關(guān)和繼電器的電觸頭材料，既有金屬銀的柔性，又有氧化錫的高硬度和高熔點特性，但銀氧化錫薄膜的孔隙率低，單獨不能作為光吸收層多孔骨架材料。將納米Ag-SnO2粒子與絕緣體Al2O3、ZrO2或SiO2納米粒子復(fù)合，發(fā)揮其粒徑較大的特點，既保持了其良好導(dǎo)電性能，又提高了復(fù)合薄膜的孔隙度。
本發(fā)明中鈣鈦礦光吸收材料為平滑均勻的CH3NH2PbI3結(jié)晶膜，由碘化鉛甲胺的二甲基甲酰胺溶液填充到多孔骨架復(fù)合薄膜的孔隙中結(jié)晶形成，在100-200℃下干燥成膜而成。
本發(fā)明中空穴傳輸層為平滑均勻的二氧化鉛-二氧化硅凝膠膜，是將粒徑為30-80nm的納米二氧化鉛粒子凝結(jié)在鈣鈦礦光吸收層上形成，PbO2與光吸收層形成良好接觸，膜層厚度為 30-80nm，表面方塊電阻102-103Ω。
本發(fā)明中的二氧化鉛具有良好的導(dǎo)電性，早期主要用作電化學電極材料，是一種潛在的新型空穴傳輸材料。通常方法制備的二氧化鉛的結(jié)晶粒子直徑較大，本發(fā)明中用納米二氧化硅作為模板，可使二氧化鉛粒徑限制在30-80nm。
本發(fā)明中背電極為納米銀線或片狀納米銀粒子為導(dǎo)電組分與高分子粘合劑組成的導(dǎo)電銀膠，在100-200℃下燒結(jié)形成銀背電極，表面方塊電阻為1-5Ω。
本發(fā)明中密封膜是聚乙烯-醋酸乙烯或聚乙烯醇縮丁醛熱熔膜。
本發(fā)明中電池背板是1-3mm的平板玻璃或高分子平板材料。
本發(fā)明的另一目的是提供一種大面積鈣鈦礦太陽電池的制備方法，由減反射導(dǎo)電玻璃制備、二氧化鈦致密層制備、鈣鈦礦光吸收層制備、空穴傳輸層制備、納米銀背電極制備和電池封裝六部分組成，制備過程包括以下步驟：
（1）在減反射鍍膜太陽電池玻璃的未鍍膜面上涂布正硅酸乙酯酸性水解形成的，粒徑為5-10nm，質(zhì)量百分濃度為5%的納米二氧化硅水溶膠，鍍膜層在150℃下干燥固化，形成厚度為 50-100 nm 的納米二氧化硅過渡層；
（2）在納米二氧化硅過渡層上涂布錫鹽氨水水解-草酸膠溶法制備，并添加氟化銨的摻氟氧化錫納米水溶膠，鍍膜層在150℃下干燥固化，形成摻氟氧化錫凝膠膜，膜層厚度600-800nm；在摻氟氧化錫凝膠膜上涂布可溶性銀鹽溶液2-3次，使其填充到凝膠膜孔隙中，進一步涂布質(zhì)量百分濃度為10%的氯化亞錫的乙醇溶液，原位還原形成納米銀粒子，在450-500℃下熱處理0.5-1h，使氟摻雜進入氧化錫晶格和使納米銀粒子燒結(jié)，形成的摻雜氧化錫透明導(dǎo)電薄膜化學組成為：SnO2FxAgy，x=0.1-0.5，y=0.05-0.2，表面方塊電阻5- 10Ω；
（3）將摻雜氧化錫透明導(dǎo)電膜劃成寬度為15-30mm，間隔 1mm 的長條狀，分成一系列待制備的子電池，涂布鈦酸四丁酯在乙醇水溶液中酸性水解制備的納米二氧化鈦水溶膠，鍍膜層在 150℃下固化干燥，形成厚度為20-50nm的二氧化鈦致密層；
（4）將鋁酸酯、鋯酸酯或硅酸酯水解得到Al2O3、ZrO2或SiO2納米水溶膠，再加入其質(zhì)量0.2%-1.0%的聚氨酯乳液作為穩(wěn)定劑，形成粒徑為30-60nm，質(zhì)量百分濃度為5%-7%的納米Al2O3、ZrO2或SiO2水溶膠；
（5）向納米Al2O3、ZrO2或SiO2水溶膠中加入可溶性亞錫鹽溶液，在60-80℃下向溶液中滴加硝酸銀溶液，Ag+離子首先被吸附在納米Al2O3、ZrO2或SiO2粒子表面上，進一步與Sn2+反應(yīng)生成納米Ag粒子，硝酸銀溶液滴加完成后繼續(xù)保溫反應(yīng)0.5-2h，再加入過氧化氫使亞錫粒子氧化，生成納米Ag-SnO2粒子與納米Al2O3、ZrO2或SiO2的復(fù)合納米水溶膠，水溶膠中有機酸分散劑和聚氨酯乳液穩(wěn)定劑的存在有效阻滯了納米Ag粒子的凝聚長大，其粒徑為5-10nm，控制原料投料摩爾比為： Ag+：Sn2+：（Al2O3、ZrO2或SiO2） =1： 3-5：5-15，所述可溶性亞錫鹽是氯化亞錫、硝酸亞錫或乙酸亞錫；
（6）在襯底材料的二氧化鈦致密層上涂布復(fù)合納米水溶膠1-3次，150℃下加熱烘干，然后在450-500℃下熱處理0.5-1.0h，使有機物完全分解，使復(fù)合納米粒子燒結(jié)形成厚度為400-800nm的光吸收層多孔骨架，多孔骨架材料組成摩爾比為：Ag：SnO2：（Al2O3、ZrO2或SiO2）=1：3-5：5-15，薄膜孔隙率為30%-50%，孔隙直徑5-20nm，表面方塊電阻為102-103Ω；
（7）在光吸收層多孔骨架上涂布質(zhì)量百分濃度為10%的碘化鉛甲胺的二甲基甲酰胺溶液2-3次，使光吸收層多孔骨架的孔隙填滿，在 150℃下加熱干燥2-3h，填充到光吸收層多孔骨架層中的碘化鉛甲胺結(jié)晶與多孔骨架材料結(jié)合形成鈣鈦礦光吸收層；
（8）將正硅酸乙酯在乙醇水溶液中堿性水解得到質(zhì)量百分濃度為5%的納米二氧化硅溶膠，溶膠pH為9-10，納米SiO2粒徑為30-50nm，攪拌下加入乙酸鉛水溶液，使Pb2+吸附在納米SiO2粒子表面上，加熱到50-60℃，加入過氧化氫水溶液，反應(yīng)1-3h生成棕色PbO2 -SiO2復(fù)合溶膠，用素燒陶瓷漏斗真空過濾后備用，納米PbO2粒徑為30-80nm，控制原料摩爾比為：二氧化硅：乙酸鉛：過氧化氫=1：0.1-0.2：1-2；
（9）在鈣鈦礦光吸收層上涂布PbO2-SiO2復(fù)合溶膠，將納米二氧化鉛凝結(jié)在鈣鈦礦光吸收層上，PbO2與光吸收層形成良好接觸， 在150℃下干燥制得厚度為 30-80 nm 的空穴傳輸層，表面方塊電阻102-103Ω；
（10）在空穴傳輸層上進行第二次開槽，刻蝕深度至摻氟氧化錫透明導(dǎo)電層，將空穴傳輸層劃成寬度為15-30mm，間隔 1mm 的長條狀，便于子電池串聯(lián)；涂布厚度為800-1200nm的導(dǎo)電銀膠，在100-200℃下熱處理0.5-1h，納米銀燒結(jié)形成銀背電極，表面方塊電阻為1-5Ω；
（11）將納米銀背電極進行第三次開槽刻蝕，深度至空穴傳輸層，完成子電池的串聯(lián)連接，從第一個和最后一個子電池的集電極引出外連接導(dǎo)線；
（12）在銀背電極表面上鋪一張聚醋酸乙烯或聚乙烯醇縮丁醛熱熔膜，再覆蓋一塊電池背板，加熱層壓封裝組成電池組件，鈣鈦礦太陽電池組件光電轉(zhuǎn)換效率為13%-14%。
本發(fā)明所用的實驗原料正硅酸乙酯、鋯酸四正丙醇酯、四氯化錫、氯化亞錫、二氧化錳、抗壞血酸、硝酸鉛、過氧化氫、碘化鉛、碘甲胺、鈦酸四丁酯、氨水、氟化銨、硝酸銀、硝酸、乙醇、二甲基甲酰胺和丙酮均為市售化學純試劑；太陽電池玻璃、導(dǎo)電銀膠和聚氨酯乳液均為市售商品。
本發(fā)明中透明薄膜材料的透光率用 Lambda 920 型分光光度計測試樣品在400-760nm可見光范圍的透過率計算；薄膜材料的方塊電阻用ST2258C型四探針方阻計測試。太陽電池效率采用定制的小型太陽電池組件測試儀用模擬太陽光測試。
本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：
（1）本發(fā)明采用Al2O3、ZrO2或SiO2納米粒子負載低電阻的銀氧化錫納米粒子作為光吸收層骨架材料，降低了多孔骨架薄膜電阻；
（2）本發(fā)明中利用亞錫鹽同時作為銀離子還原劑、導(dǎo)電組分和光吸收層骨架材料組分，節(jié)約原料和簡化了多孔骨架制備工藝；
（3）本發(fā)明中利用Al2O3、ZrO2或SiO2納米粒子性能穩(wěn)定的優(yōu)點，能夠提高大面積鈣鈦礦太陽電池光電轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性；
（4）本發(fā)明采用工藝設(shè)備簡單和成本低廉的溶膠凝膠法工藝，容易進行太陽電池擴大和實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
具體實施方式
實施例1
在一塊200mm×300mm的減反射鍍膜太陽電池玻璃的未鍍膜面上用涂布棒涂布正硅酸乙酯在乙醇水溶液中酸性水解形成的粒徑為5-10nm，質(zhì)量百分濃度為5%的納米二氧化硅水溶膠，鍍膜層在150℃下干燥固化，形成厚度為100 nm 的納米二氧化硅過渡層，玻璃透光率增加到95.5%。進一步涂布四氯化錫氨水水解和草酸膠溶，并添加氟化銨的二氧化錫質(zhì)量百分濃度為5%的摻氟氧化錫納米水溶膠，鍍膜層在150℃下干燥固化，形成厚度為600nm的摻氟氧化錫凝膠膜。在摻氟氧化錫凝膠膜上涂布質(zhì)量百分濃度為10%的硝酸銀的乙醇溶液3次，再涂布質(zhì)量百分濃度為10%的氯化亞錫的乙醇溶液，在450-500℃下熱處理0.5h，形成氧化錫透明導(dǎo)電薄膜，表面方塊電阻5.9Ω。
將摻雜氧化錫透明導(dǎo)電膜劃成200mm×15mm，間隔 1mm 的長條狀，分成一系列待制備的子電池；涂布鈦酸四丁酯在乙醇水溶液中酸性水解形成的粒徑為2-5nm的納米二氧化鈦水溶膠，鍍膜層在 150℃下固化干燥，形成厚度為20nm的二氧化鈦致密層。
向鋯酸四正丙醇酯水溶液中加入稀氨水至溶液pH8-9，攪拌反應(yīng)24-36h，鋯酸酯完全水解形成粒徑為60nm的水合納米ZrO2粒子，再加入其質(zhì)量0.5%的聚氨酯乳液穩(wěn)定劑，得到質(zhì)量百分濃度為7%的納米二氧化鋯水溶膠。
向納米ZrO2水溶膠中加入硝酸亞錫還原劑溶液，在60-80℃下向溶液中滴加硝酸銀稀溶液，Ag+離子首先被吸附在納米ZrO2粒子表面上，進一步與溶液中的Sn2+反應(yīng)生成Ag納米粒子，AgNO3溶液滴加完成后繼續(xù)保溫反應(yīng)1.0h，再加入過氧化氫使亞錫粒子氧化，生成納米Ag-SnO2粒子與納米ZrO2復(fù)合水溶膠， Ag納米粒子粒徑為5nm，原料投料摩爾比為： Ag+：Sn2+：ZrO2 =1：5：10。
在襯底材料的二氧化鈦致密層上涂布Ag-SnO2/ZrO2復(fù)合納米水溶膠2次，150℃下加熱烘干，然后在450-500℃下熱處理0.5h，燒結(jié)形成厚度為500nm的Ag-SnO2/ ZrO2光吸收層多孔骨架，薄膜孔隙率為42%，孔隙直徑15nm，表面方塊電阻為620Ω。
用棒涂法在光吸收層多孔骨架上涂布質(zhì)量百分濃度為10%的碘化鉛甲胺的二甲基甲酰胺溶液2次，在 150℃下加熱干燥2h，填充到Ag-SnO2/ZrO2光吸收層骨架中的碘化鉛甲胺結(jié)晶形成黑色鈣鈦礦光吸收層。
將正硅酸乙酯在乙醇水溶液中堿性水解得到質(zhì)量百分濃度為5%的納米二氧化硅溶膠，納米SiO2粒徑為30-50nm，攪拌下加入乙酸鉛水溶液，使Pb2+吸附在納米SiO2粒子表面上，加熱到50-60℃，加入過氧化氫水溶液，反應(yīng)1-3h生成棕色PbO2-SiO2復(fù)合溶膠，加入原料摩爾比為：二氧化硅：乙酸鉛：過氧化氫=1：0.1：1，用素燒陶瓷漏斗真空過濾后備用，納米PbO2粒徑為50nm。在鈣鈦礦光吸收層上涂布PbO2-SiO2復(fù)合溶膠，在150℃下干燥制得厚度為60 nm 的空穴傳輸層，表面方塊電阻360Ω。
在空穴傳輸層上進行第二次開槽，刻蝕深度至摻氟氧化錫透明導(dǎo)電層，將空穴傳輸層劃成寬度為15mm，間隔 1mm 的長條狀，涂布了厚度1000nm的導(dǎo)電銀膠，在180℃下熱處理0.5h，納米銀燒結(jié)形成銀背電極，表面方塊電阻為2.6Ω。
將納米銀背電極進行第三次開槽刻蝕，劃成200mm×15mm，間隔 1mm 的矩形，深度至空穴傳輸層，完成子電池的串聯(lián)連接，從第一個和最后一個子電池的集電極引出外連接導(dǎo)線。
在銀背電極表面上鋪一張聚醋酸乙烯熱熔膜，再覆蓋一塊玻璃背板，加熱層壓封裝組成電池組件，用小型太陽電池組件測試儀測得電池組件光電轉(zhuǎn)換效率為13.2%。
實施例2
先按實施例1完成減反射導(dǎo)電玻璃和二氧化鈦致密層制備，準備好光吸收層襯底材料。
向正硅酸乙酯水溶液中加入稀氨水至溶液pH9-10，攪拌反應(yīng)24-36h，正硅酸乙酯完全水解形成粒徑為50nm的納米二氧化硅粒子，再加入其質(zhì)量1.0%的聚氨酯乳液穩(wěn)定劑，得到質(zhì)量百分濃度為5%的納米二氧化硅水溶膠。
向納米SiO2水溶膠中加入乙酸亞錫還原劑溶液，在60-80℃下向溶液中滴加硝酸銀稀溶液，Ag+離子首先被吸附在納米SiO2粒子表面上，進一步與溶液中的Sn2+反應(yīng)生成納米Ag粒子，AgNO3溶液滴加完成后繼續(xù)保溫反應(yīng)0.5h，再加入過氧化氫使亞錫粒子氧化，生成納米Ag-SnO2粒子與納米SiO2復(fù)合水溶膠， Ag納米粒子粒徑為8nm，原料投料摩爾比為： Ag+：Sn2+：SiO2 =1：5：15。
在襯底材料的二氧化鈦致密層上涂布復(fù)合納米水溶膠2次，150℃下加熱烘干，然后在450-500℃下熱處理0.5h，燒結(jié)形成厚度為800nm的Ag-SnO2/SiO2光吸收層多孔骨架，薄膜孔隙率為48%，孔隙直徑15nm，表面方塊電阻為760Ω。
用棒涂法在光吸收層多孔骨架上涂布質(zhì)量百分濃度為10%的碘化鉛甲胺的二甲基甲酰胺溶液2次，在 150℃下加熱干燥2h，填充到Ag-SnO2/SiO2光吸收層骨架中的碘化鉛甲胺結(jié)晶形成黑色鈣鈦礦光吸收層。
將正硅酸乙酯在乙醇水溶液中堿性水解得到質(zhì)量百分濃度為5%的納米二氧化硅溶膠，納米SiO2粒徑為30-50nm，攪拌下加入乙酸鉛水溶液，使Pb2+吸附在納米SiO2粒子表面上，加熱到50-60℃，加入過氧化氫水溶液，反應(yīng)1-3h生成棕色PbO2-SiO2復(fù)合溶膠，加入原料摩爾比為：二氧化硅：乙酸鉛：過氧化氫=1：0.15：1，用素燒陶瓷漏斗真空過濾后備用，納米PbO2粒徑為70nm。在鈣鈦礦光吸收層上涂布PbO2-SiO2復(fù)合溶膠，在150℃下干燥制得厚度為80 nm 的空穴傳輸層，表面方塊電阻270Ω。
在空穴傳輸層上進行第二次開槽，刻蝕深度至摻氟氧化錫透明導(dǎo)電層，將空穴傳輸層劃成寬度為15mm，間隔 1mm 的長條狀，涂布了厚度1000nm的導(dǎo)電銀膠，在180℃下熱處理0.5h，納米銀燒結(jié)形成銀背電極，表面方塊電阻為2.5Ω。
將納米銀背電極進行第三次開槽刻蝕，劃成200mm×15mm，間隔 1mm 的矩形，深度至空穴傳輸層，完成子電池的串聯(lián)連接，從第一個和最后一個子電池的集電極引出外連接導(dǎo)線。
在銀背電極表面上鋪一張聚醋酸乙烯熱熔膜，再覆蓋一塊玻璃背板，加熱層壓封裝組成電池組件，用小型太陽電池組件測試儀測得電池組件光電轉(zhuǎn)換效率為13.6% 。