[發明專利]有機金屬鹵化物鈣鈦礦異質結太陽能電池及其制造

有效

• 申請號: 201380049314.4
• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號: CN104737320B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 里奧茲·艾加;穆罕默德·哈賈·納澤魯丁;邁克爾·格雷澤爾
• 申請（專利權）人: 洛桑聯邦理工學院
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01G9/20
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司11262
• 代理人: 胡秋玲,鄭霞

1.一種固態太陽能電池，所述固態太陽能電池包含導電支撐體層和表面增加的支架結構，其中一個或更多個有機-無機鈣鈦礦層設置在所述支架結構上或在所述支架結構上的保護層上，其中對電極和/或金屬層設置為與所述鈣鈦礦層電接觸，其中所述太陽能電池沒有在所述鈣鈦礦層與所述對電極之間的單獨的非鈣鈦礦的空穴傳輸材料層，并且其中所述支架結構的表面積每克的比率是在20m²/g到200m²/g的范圍中。

2.根據權利要求1所述的固態太陽能電池，其中所述有機-無機鈣鈦礦層包括以下的式(I)、式(II)、式(III)、和/或式(IV)的鈣鈦礦結構：

其中，

A是選自包括含氮雜環和含氮環體系的有機伯胺化合物、有機仲胺化合物、有機叔胺化合物、或有機季銨化合物的有機單價陽離子，A具有從1個到15個碳和1-20個雜原子；

B是選自具有從1個到15個碳和2-20個雜原子并具有兩個帶正電荷的氮原子的有機伯胺化合物、有機仲胺化合物、有機叔胺化合物、或有機季銨化合物的有機二價陽離子；

M是選自由以下組成的組的二價金屬陽離子：Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Cr²⁺、Pd²⁺、Cd²⁺、Ge²⁺、Sn²⁺、Pb²⁺、Eu²⁺或Yb²⁺；

N選自Bi³⁺和Sb³⁺的組；并且

三個或四個X獨立地選自Br^-、I^-、NCS^-、CN^-、和NCO^-。

3.根據權利要求1所述的固態太陽能電池，其中所述有機-無機鈣鈦礦層包括式(V)、式(VI)、式(VII)、式(VIII)、式(IX)和式(X)中的任何一個的鈣鈦礦結構：

其中

-A是選自包括含氮雜環和含氮環體系的有機伯胺化合物、有機仲胺化合物、有機叔胺化合物、或有機季銨化合物的有機單價陽離子，A具有從1個到15個碳和1-20個雜原子；

-B是選自具有從1個到15個碳和2-20個雜原子并具有兩個帶正電荷的氮原子的有機伯胺化合物、有機仲胺化合物、有機叔胺化合物、或有機季銨化合物的有機二價陽離子；

-M是選自由以下組成的組的二價金屬陽離子：Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Cr²⁺、Pd²⁺、Cd²⁺、Ge²⁺、Sn²⁺、Pb²⁺、Eu²⁺或Yb²⁺；

-N選自Bi³⁺和Sb³⁺的組；并且

三個或四個X獨立地選自Br^-、I^-、NCS^-、CN^-、和NCO^-。

4.根據權利要求2和3中任一項所述的固態太陽能電池，其中X選自Br^-和I^-。

5.根據權利要求2和3中任一項所述的固態太陽能電池，其中A是選自以下的式(1)到式(8)的化合物中的任何一種的單價陽離子：

其中，

R¹、R²、R³和R⁴中的任何一個獨立地選自C1到C15脂肪族取代基和C4到C15芳香族取代基，其中在所述取代基中的任何一個、若干個或所有的氫可以被鹵素替代，且其中，如果有兩個或更多個碳，在所述取代基中至多一半的所述碳可以被N、S或O雜原子替代，且其中，在所述化合物(2)到化合物(8)中的任何一種中，存在的所述取代基中的兩個或更多個可以彼此共價地連接以形成取代的或未被取代的環或環體系。