[發(fā)明專利]一種鈣鈦礦型太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410340552.7
• 申請(qǐng)日: 2014-07-17
• 公開（公告）號(hào): CN104091888A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段金霞;王浩;張軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L51/42
• 分類號(hào): H01L51/42;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 北京君智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11305
• 代理人: 呂世靜

1.一種鈣鈦礦型太陽能電池，其特征在于該鈣鈦礦型太陽能電池按照下述順序由FTO玻璃基底、三明治結(jié)構(gòu)TiO₂/ZnO/TiO₂致密層、TiO₂介孔/鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料活性吸光層、spiro-OMeTAD空穴傳輸層與金電極組成，而所述的致密層由TiO₂、ZnO和TiO₂膜按照先后順序組成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦型太陽能電池，其特征在于所述三明治TiO₂/ZnO/TiO₂致密層的厚度是100～150nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦型太陽能電池，其特征在于所述TiO₂介孔/鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料活性吸光層的厚度是500～650nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的鈣鈦礦型太陽能電池，其特征在于所述鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料是化學(xué)式為ABX₃的材料，其式中A代表甲基胺；B代表Pb；X是一種或兩種選自碘、溴或氯的鹵素元素。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦型太陽能電池，其特征在于所述空穴傳輸層的厚度是300～500nm。

6.一種鈣鈦礦型太陽能電池的制備方法，其特征在于該制備方法的步驟如下：

A、FTO玻璃基底預(yù)處理

FTO玻璃表面分別用去離子水、丙酮與酒精進(jìn)行超聲清洗，然后用氮?dú)獯蹈桑儆米贤夤獬粞跚逑矗?/p>

B、制備三明治TiO₂/ZnO/TiO₂致密層

(i)制備TiO₂層

將1體積份二(乙酰丙酮基)鈦酸二異丙酯在38～42體積份乙醇中的溶液旋涂在步驟A得到的FTO玻璃基底上，再轉(zhuǎn)移到馬弗爐中在溫度400～500℃的條件下進(jìn)行退火處理25～35min，得到TiO₂層；然后

(ii)制備TiO₂/ZnO層

制備0.2mol/L等量醋酸鋅和二乙醇胺的乙醇溶液，再旋涂在步驟(i)得到的TiO₂層上，然后轉(zhuǎn)移到馬弗爐中在溫度400～500℃的條件下進(jìn)行退火處理25～35min，得到TiO₂/ZnO層；接著

(iii)制備TiO₂/ZnO/TiO₂層

將步驟(i)的二(乙酰丙酮基)鈦酸二異丙酯乙醇溶液旋涂在步驟(ii)得到的TiO₂/ZnO層上，再轉(zhuǎn)移到馬弗爐中在溫度400～500℃的條件下進(jìn)行退火處理25～35min，得到厚度100～150nm的TiO₂/ZnO/TiO₂層；

C、制備TiO₂介孔/鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料活性吸光層

將TiO₂與乙醇按照重量比1：3～4制成TiO₂漿料，然后旋涂在步驟B得到的TiO₂/ZnO/TiO₂層上，再轉(zhuǎn)移到馬弗爐中在溫度400～500℃的條件下進(jìn)行退火處理25～35min，于是在TiO₂/ZnO/TiO₂層上形成TiO₂介孔層；

接著旋涂濃度0.8～1.2mol/L碘化鉛、氯化鉛或溴化鉛溶液，然后在濃度8～12mg/mLCH₃NH₃I異丙醇中溶液里浸泡8～12min，取出FTO玻璃，用異丙醇洗滌，再在溫度75～85℃下加熱18～22min，生成CH₃NH₃PbI₃、CH₃NH₃PbCl₂I或CH₃NH₃PbBr₂I鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料；于是得到厚度500～650nm的TiO₂介孔/鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料活性吸光層；

D、組裝鈣鈦礦型太陽能電池

將濃度70～120mg/mLspiro-OMeTAD旋涂在步驟C生成的CH₃NH₃PbI₃、CH₃NH₃PbCl₂I或CH₃NH₃PbBr₂I鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料層上，形成spiro-OMeTAD空穴傳輸層，然后蒸鍍金電極，于是組裝得到鈣鈦礦型太陽能電池。