[發(fā)明專利]一種鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410040145.4
• 申請日: 2014-01-27
• 公開（公告）號: CN103746078B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖立新;鄭靈靈;馬英壯;陳志堅;曲波;王樹峰;龔旗煌
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11360
• 代理人: 李稚婷

1.一種鈣鈦礦太陽能電池，包括依次層疊的襯底、透明電極、電子傳輸層、電子傳輸-吸光層、吸光層、空穴傳輸-吸光層、空穴傳輸層和頂電極，其中：所述吸光層為具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的光伏材料吸光層；所述電子傳輸-吸光層是電子傳輸材料和鈣鈦礦結(jié)構(gòu)光伏材料嵌合形成的復(fù)合功能層；所述空穴傳輸-吸光層是空穴傳輸材料和鈣鈦礦結(jié)構(gòu)光伏材料嵌合形成的復(fù)合功能層。

2.如權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述襯底材料為玻璃或柔性塑料；所述透明電極的材料是銦錫氧化物、氟錫氧化物或鋁鋅氧化物。

3.如權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述電子傳輸層和電子傳輸-吸光層中的電子傳輸材料為金屬氧化物。

4.如權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述電子傳輸-吸光層是多孔金屬氧化物與鈣鈦礦結(jié)構(gòu)光伏材料形成的微納米互穿結(jié)構(gòu)。

5.如權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述鈣鈦礦結(jié)構(gòu)光伏材料為ABX₃型晶體結(jié)構(gòu)的有機(jī)無機(jī)雜化鈣鈦礦。

6.如權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述空穴傳輸-吸光層中，鈣鈦礦結(jié)構(gòu)光伏材料與空穴傳輸材料的嵌合界面呈鋸齒狀。

7.如權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述空穴傳輸-吸光層和空穴傳輸層中的空穴傳輸材料為有機(jī)材料和/或無機(jī)材料，所述有機(jī)材料選自Spiro-MeOTAD、P3HT、PTAA、TAPC、NPB和TPD中的一種或多種；所述無機(jī)材料選自CuI、CuSCN、Cu₂O、CuO、NiO和MoOx中的一種或多種。

8.如權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦太陽能電池，其特征在于，所述頂電極為金屬電極或?qū)щ娞疾牧想姌O。

9.權(quán)利要求1～8任一所述鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，包括以下步驟：

1）在襯底和透明電極上采用電子傳輸材料制備致密膜，形成電子傳輸層；

2）在電子傳輸層上利用電子傳輸材料形成微納米級的多孔薄膜，然后生長鈣鈦礦結(jié)構(gòu)光伏材料，形成電子傳輸-吸光層及其上的吸光層，同時控制吸光層的表面形貌呈連續(xù)致密的鋸齒狀；

3）在吸光層的表面旋涂或者蒸鍍空穴傳輸材料，形成空穴傳輸-吸光層及其上的空穴傳輸層；

4）在空穴傳輸層上制備頂電極。

10.如權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，在步驟2）鈣鈦礦結(jié)構(gòu)光伏材料生長于所述多孔薄膜的孔隙中，形成電子傳輸-吸光層，而在所述多孔薄膜之上生長的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)光伏材料形成吸光層，通過控制生長鈣鈦礦結(jié)構(gòu)光伏材料的反應(yīng)溶液的濃度調(diào)控吸光層的上表面形貌，形成連續(xù)致密的鋸齒狀形貌。