[發明專利]一種耐水性鈣鈦礦光伏材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201510965745.6
• 申請日: 2015-12-22
• 公開（公告）號: CN105489765B
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 楊洪雁;吳江偉
• 申請（專利權）人: 深圳市德朗能電子科技有限公司
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 深圳市蘭鋒知識產權代理事務所(普通合伙) 44419
• 代理人: 曹明蘭

本發明提供一種用于太陽能電池的耐水性鈣鈦礦光伏材料，用作太陽能電池中吸光層。本發明在鈣鈦礦材料表面涂覆了納米二氧化錫薄膜，能夠有效避免鈣鈦礦材料被空氣中的水分分解導致電池失效，增強了鈣鈦礦材料的防水性和穩定性。同時，納米二氧化錫薄膜還能夠增強鈣鈦礦材料的吸光性，提高其光電轉換效率。利用本發明提供的耐水性鈣鈦礦光伏材料組裝太陽能電池，能使太陽能電池的光電轉換效率最高可達12.8%。

技術領域

本發明涉及光伏材料技術領域，特別地涉及一種耐水性鈣鈦礦光伏材料及其制備方法。

背景技術

傳統化石燃料消耗對于環境產生了巨大的影響，使得清潔能源的需求逐步增多，太陽能作為清潔能源具有很大的應用價值，所以開發一種光電轉化效率高、性能穩定和使用壽命長的太陽能光伏材料具有重大的意義。傳統的無機半導體太陽能電池存在高成本、高污染等問題，尋找新型的太陽能電池仍是目前研究的熱點。

鈣鈦礦型有機金屬鹵化物材料具有優異的光電性能且易于合成，已經在太陽能電池研究中廣泛使用，目前基于這種材料的太陽能電池最高能量轉換效率已經達到19%，其理論轉化效率可以達到50%，具有很大的開發潛能。

鈣鈦礦結構材料在太陽能電池里邊主要做吸光層的作用，鈣鈦礦光伏材料具有高的載流子遷移率、帶隙可調、可溶液法制備以及具有高的吸收系數等特點，所以以鈣鈦礦光伏材料制成的太陽能電池具有較高的光電轉化效率。

中國發明專利申請公開說明書CN201410340552中公開了一種鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法，采用TiO2/鈣鈦礦結構材料作為電池吸光層，spiro-OMeTAD作為空穴傳輸層，制得的太陽能電池能量轉換率為11.2～12.6%。有研究利用Al2O3

納米材料作為鈣鈦礦吸收層支架，組裝的太陽能電池光電轉化率為10.9%（Lee MM，Teuscher J，Snaith H J，et al. Efficient hybrid solar cells

based on meso-superstructured organometal halide perovskites.

Science，2012，338：643-647.）。中國發明專利申請公開說明書CN201310650505.8中公開了一種鈣鈦礦結構太陽能電池及其制備方法，該發明在摻雜氟的SnO2（FTO）導電玻璃先沉積一層氧化鈦或氧化鋅n型層，然后沉積一層雜化鈣鈦礦結構CH3NH3PbI3，接著沉積p型硅薄膜，最后沉積金屬電極層，最終組裝得到的太陽能電池光電轉化率可達7.53%。

現有技術存在的缺點是：鈣鈦礦光伏材料自身的化學穩定性很差，易被空氣中的水分解導致電池失效，且對空氣中的氧比較敏感，導致電池性能下降，進而影響器件的壽命和穩定性，導致器件封裝的難度和成本增加，是鈣鈦礦光伏材料實用化的主要障礙。因此，本發明人在總結現有技術的基礎上，經過大量研究完成了本發明。

發明內容

本發明針對上述現有技術存在的缺點而提出，所解決的技術問題是提供一種耐水性鈣鈦礦光伏材料，鈣鈦礦材料表面涂覆了納米二氧化錫薄膜，能夠有效避免鈣鈦礦材料被空氣中的水分分解導致電池失效，增強了鈣鈦礦材料的防水性和穩定性。進一步提供了耐水性鈣鈦礦光伏材料的制備方法。利用本發明制得的耐水性鈣鈦礦光伏材料能夠使太陽能電池性能穩定且使用壽命長，且簡化了器件的封裝要求。

本發明的技術方案：

本發明是通過下述技術方案實現的。

本發明涉及一種耐水性鈣鈦礦光伏材料。