[發明專利]一種鋁摻雜氧化鋅納米棒為電子傳輸層的雜化太陽能電池

無效

• 申請號: 201310443895.1
• 申請日: 2013-09-26
• 公開（公告）號: CN103474574A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 楊利營;印壽根;秦文靜;唐彤;左紅文;鄭克寧;董雪;石蓬;田玄基;李洋;劉少偉
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

1.一種鋁摻雜氧化鋅納米棒為電子傳輸層的雜化太陽能電池，其特征在于：由透明導電玻璃襯底、電子傳輸層、層狀類鈣鈦礦雜化材料、空穴傳輸層和Au金屬背電極層組成并依次構成疊層結構。

2.根據權利要求1所述鋁摻雜氧化鋅納米棒為電子傳輸層的雜化太陽能電池，其特征在于：所述透明導電玻璃襯底是以銦錫氧化物、摻雜氟的SnO₂或摻Al的氧化鋅為導電層的導電玻璃。

3.根據權利要求1所述鋁摻雜氧化鋅納米棒為電子傳輸層的雜化太陽能電池，其特征在于：所述電子傳輸層為Al摻雜ZnO納米棒，摻雜濃度為0.1-1.0?mol%，可通過控制摻雜濃度改變ZnO的導電性，電子傳輸層厚度為100-200nm。

4.根據權利要求1所述鋁摻雜氧化鋅納米棒為電子傳輸層的雜化太陽能電池，其特征在于：所述層狀類鈣鈦礦雜化材料為CH₃NH₃PbX₃，式中X為Cl、Br或I，層狀類鈣鈦礦雜化材料CH₃NH₃PbX₃的厚度為100-1000nm。

5.根據權利要求1所述鋁摻雜氧化鋅納米棒為電子傳輸層的雜化太陽能電池，其特征在于：所述空穴傳輸層為2,2',7,7'-四[N,N-二（4-甲氧基苯基）氨基]-9,9'-螺二芴，空穴傳輸層的厚度為40-60nm。

6.根據權利要求1所述鋁摻雜氧化鋅納米棒為電子傳輸層的雜化太陽能電池，其特征在于：所述Au金屬背電極層的厚度為70nm。

7.一種如權利要求1所述鋁摻雜氧化鋅納米棒為電子傳輸層的雜化太陽能電池的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

1）將透明導電玻璃襯底切割成20mm×20mm，用洗潔精和去離子水洗滌15分鐘，以便去除油脂和有機物，然后依次用丙酮、異丙醇、去離子水超聲洗滌15?分鐘；最后將將襯底放入烘箱烘干待用；

2）將二水合乙酸鋅和乙二醇甲醚混合，然后滴加乙醇胺作為穩定劑，配制Zn²⁺濃度為0.2mol/L的ZnO種子層溶液；將錐形瓶用保鮮膜密封，放置磁力攪拌器上，攪拌30分鐘，然后將充分攪拌的ZnO種子層溶液放入電熱鼓風干燥箱中進行熟化，熟化溫度60℃，熟化時間為2小時；將熟化后的種子層溶液放置降至室溫，在襯底上進行旋涂成膜，旋涂一次后，將襯底放置300℃馬弗爐中退火，10分鐘后取出置于空氣中冷卻，再進行第二次旋涂種子層，然后將襯底放置在500℃馬弗爐中退火，時間為1小時，最后分別使用去離子水和無水乙醇超聲清洗退火后帶有ZnO種子層的襯底15分鐘，以去除表面多余的離子，烘干后制得ZnO種子層；

3）將六水合硝酸鋅和六水合氯化鋁溶解在六次甲基四胺中，加保鮮膜密封，磁力攪拌30分鐘，制得生長液；將帶有種子層的玻璃襯底傾斜放置四氟反應釜內膽里，生長面朝下，加入配制好的生長液，生長ZnO納米棒，生長溫度為90℃，生長時間2小時，反應結束后，用去離子水清洗并置于600℃馬弗爐中退火1小時，制得Al³⁺摻雜ZnO納米棒作為電子傳輸層；

4）室溫下在手套箱中將CH₃NH₃I和PbI₂溶解在γ-丁內酯溶劑中得到混合液，然后利用勻膠機將混合液旋涂在電子傳輸層上，在100℃下熱處理15min以除去殘余的溶劑，制得層狀類鈣鈦礦雜化材料為CH₃NH₃PbI₃；

5）通過溶液旋涂的方法將濃度為0.06M的2,2',7,7'-四[N,N-二（4-甲氧基苯基）氨基]-9,9'-螺二芴的氯苯溶液旋涂在層狀類鈣鈦礦雜化材料CH₃NH₃PbI₃?上，制得空穴傳輸層；

6）在3×10^-4Pa真空條件下采用熱蒸鍍法蒸鍍70nm?Au背電極，制得雜化太陽能電池。

8.根據權利要求7所述鋁摻雜氧化鋅納米棒為電子傳輸層的雜化太陽能電池的制備方法，其特征在于：所述二水合乙酸鋅、乙二醇甲醚與乙醇胺的用量比為0.878g：20mL：120?uL。