[實用新型]一種改良型納米氧化鋅片陣列鈣鈦礦型太陽能電池

有效

• 申請號: 201520679663.0
• 申請日: 2015-09-06
• 公開（公告）號: CN204927356U
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發明（設計）人: 羅維;唐立丹;王冰;彭淑靜
• 申請（專利權）人: 遼寧工業大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/46
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 史霞

技術領域

本實用新型涉及太陽能電池，特別是涉及一種改良型納米氧化鋅片陣列鈣鈦礦型太陽能電池。

背景技術

面對目前能源危機及環境污染，太陽能作為一種可再生、無污染能源，是能源需求的重要途徑。將太陽能轉換成電能的一種有效方法是制備光生伏特效應的太陽能電池。研發高效率低成本的新型太陽能電池是實現太陽能廣泛應用的技術基礎。

一種有機無機雜化鈣鈦礦結構的太陽能電池引起了全世界的關注。自從2009年轉換效率為3.8％，到現在為止，鈣鈦礦太陽能電池的最高效率已達到20.2％。

鈣鈦礦太陽能電池陽極的發展趨勢之一是要保持較好的電子傳輸通道同時盡可能的提高陽極的比表面積。因此，開發具有較好電子傳輸性能、高比表面積和高光散射效果的光陽極對提高電池的光電效率具有重要的意義。目前CH3NH3PbX3的有機/層狀類鈣鈦礦雜化電池通常采用TiO2作為電子傳輸層。常規的TiO2材料存在著一些固有缺陷，例如納米晶粒間存在著大量的晶界，比表面積大，表面懸掛鍵起著俘獲光生電子的陷阱作用，他們會使電子的壽命和擴散距離減小，復合幾率增加。電荷復合是制約著鈣鈦礦太陽能電池效率提高的主要因素。

實用新型內容

本實用新型設計開發了一種改良型納米氧化鋅片陣列鈣鈦礦型太陽能電池，采用納米氧化鋅片陣列作為電子傳輸層，鋁制極細金屬絲網作為改良傳輸層，單臂碳納米管作為空穴修飾層，有利于提高電荷的解離效率，傳輸能力高，可將鈣鈦礦太陽能電池的轉換效率提高到20％以上

本實用新型提供的技術方案為：

一種改良型納米氧化鋅片陣列鈣鈦礦型太陽能電池，自下至上，包括：

襯底導電玻璃層，其為襯底層，材質為透明導電玻璃；

電子傳輸層，其用于傳輸電子，材質為納米氧化鋅陣列；

改良傳輸層，主要用于增加收集電子和阻擋空穴的能力；

光吸收層，其吸收光子后會產生電子和空穴，價帶能級高于所述電子傳輸層；

空穴傳輸層，其用于空穴傳輸，價帶能級高于所述光吸收層；

以及，空穴修飾層,其用于增強空穴傳輸能力，其成分為單臂碳納米管陣列；

最外層的對電極層，其為所述太陽能電池的陰極。

優選的是，所述的導電玻璃層厚度為3mm-5mm。

優選的是，成分為甲基胺溴碘化鉛(CH3NH3PbI2Br)。

優選的是，所述的光吸收層厚度為300nm～500nm。

優選的是，所述的空穴傳輸層其成分為2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺芴(spiro-MeOTAD)，厚度為80nm～100nm。

優選的是，所述的電子傳輸層采用勻膠機旋凃在所述的導電玻璃層上。

優選的是，所述的空穴傳輸層采用勻膠機旋凃在所述光吸收層表面。

優選的是，所述的對電極層為石墨烯電極。

優選的是，所述的改良傳輸層材質為鋁制極細金屬絲網。

優選的是，所述改良傳輸層厚度為5nm～8nm,網孔直徑100nm～200nm。

有益效果

本實用新型以納米氧化鋅片陣列為電子傳輸層，鋁制極細金屬絲網作為改良傳輸層，使得禁帶寬度變窄，提高電荷的解離效率，使電子能夠更快的注入并傳輸到電極，降低納米陣列與透明導電玻璃之間的的界面電阻，表面積增大，使得納米陣列二氧化鈦上的電子更加容易向透明導電玻璃傳輸，單臂碳納米管作為空穴修飾層，具有良好的薄膜性和透明電阻性，有效提高空穴傳輸能力，從而能有效提高鈣鈦礦太陽能電池效率。

附圖說明

圖1為本實用新型所述的改良型納米氧化鋅片陣列鈣鈦礦型太陽能電池結構示意圖。

圖2為本實用新型所述的鋁摻雜納米氧化鋅片的電子掃描顯微鏡圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。

如圖1所示，本實用新型提供的改良型納米氧化鋅片陣列鈣鈦礦型太陽能電池包括，襯底導電玻璃層110，電子傳輸層120，改良傳輸層130，光吸收層140，空穴傳輸層150，空穴修飾層160和對電極層170。