[實(shí)用新型]一種無空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520760271.7
• 申請(qǐng)日: 2015-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN205092270U
• 公開（公告）日: 2016-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于振濤;王鏡喆;何早陽(yáng);張繼遠(yuǎn);吳聰萍;鄒志剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)昆山創(chuàng)新研究院;昆山桑萊特新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L51/42
• 分類號(hào): H01L51/42
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

一種太陽(yáng)能電池，特別是一種無空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中的電池都含有空穴導(dǎo)電層，空穴導(dǎo)電材料比較昂貴。且在以上制備的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中大部分使用在導(dǎo)電基體上先旋涂二氧化鈦致密層燒結(jié)后再旋涂多孔層，這類方法要兩次配備溶液兩次燒結(jié)操作復(fù)雜而且容易導(dǎo)致致密層與介孔層結(jié)合不緊密，界面形貌不易控制，電子傳輸路徑較長(zhǎng)。現(xiàn)有技術(shù)還未解決這樣的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于本實(shí)用新型提供了一種不使用空穴導(dǎo)電層，成本低，轉(zhuǎn)化率高的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案：

一種無空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池,包括：導(dǎo)電基體，生長(zhǎng)在導(dǎo)電基體上的二氧化鈦致密層，垂直長(zhǎng)在二氧化鈦致密層上的二氧化鈦納米管，涂抹于二氧化鈦納米管的鈣鈦礦層，蒸鍍于鈣鈦礦層的金屬電極。

前述的一種無空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池,導(dǎo)電基體為FTO導(dǎo)電玻璃。

前述的一種無空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池,鈣鈦礦層填充于二氧化鈦納米管內(nèi)并覆蓋于二氧化鈦納米管上。

本實(shí)用新型的有益之處在于：本實(shí)用新型提供了一種不使用空穴導(dǎo)電層，成本低，轉(zhuǎn)化率高的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池；鈣鈦礦層填充到管狀內(nèi)部，增加鈣鈦礦層與介孔的接觸面積能傳導(dǎo)更多的光電子，由于納米管垂直生長(zhǎng)在二氧化鈦致密層上電子傳輸路徑變短，可以有效傳導(dǎo)電子；本實(shí)用新型不使用空穴導(dǎo)電層，在鈣鈦礦層上直接蒸鍍一層金屬電極，在保持一定轉(zhuǎn)化率的情況下可以大大降低鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的成本。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型二氧化鈦納米管的納米管的SEM圖；

圖3為本實(shí)用新型二氧化鈦納米管的納米管與二氧化鈦致密層結(jié)合處的SEM圖；

圖中附圖標(biāo)記的含義：

1導(dǎo)電基體，2二氧化鈦致密層，3二氧化鈦納米管，4鈣鈦礦層，5金屬電極。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作具體的介紹。

一種無空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池,包括：導(dǎo)電基體1，生長(zhǎng)在導(dǎo)電基體1上的二氧化鈦致密層2，垂直長(zhǎng)在二氧化鈦致密層2上的二氧化鈦納米管3，涂抹于二氧化鈦納米管3的鈣鈦礦層4，蒸鍍于鈣鈦礦層4的金屬電極5；作為一種優(yōu)選，導(dǎo)電基體1為FTO導(dǎo)電玻璃。本實(shí)用新型不使用空穴導(dǎo)電層，在鈣鈦礦層4上直接蒸鍍一層金屬電極5，在保持一定轉(zhuǎn)化率的情況下可以大大降低鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的成本。鈣鈦礦層4填充于二氧化鈦納米管內(nèi)并覆蓋于二氧化鈦納米管上，增加鈣鈦礦層4與介孔的接觸面積能傳導(dǎo)更多的光電子。

一種無空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的制備方法,包括如下步驟：

（1）導(dǎo)電基體1的前處理，采用丙酮、乙醇、去離子水分別超聲10min、80℃烘干后用UVO處理15min；

（2）將經(jīng)過步驟（1）后的導(dǎo)電基體1涂一層純鈦；

（3）將經(jīng)過步驟（2）得到的含有鈦膜的導(dǎo)電基體1采用陽(yáng)極氧化純鈦一步法制備二氧化鈦致密層2和二氧化鈦納米管層3；

（4）將經(jīng)步驟（3）得到的二氧化鈦致密層2和二氧化鈦納米管層3清洗后放入馬費(fèi)爐中500℃退火處理30min，然后隨爐冷卻。

（5）使用鈣鈦礦在旋涂液旋涂或者蒸發(fā)一層鈣鈦礦層4；

（6）將上述鈣鈦礦層4上蒸鍍一層金屬電極5。

步驟二進(jìn)一步為：將經(jīng)過步驟（1）后的導(dǎo)電基體濺射或者蒸鍍一層50-1000nm的純鈦，鈦膜厚度在50nm～1000nm之間，蒸發(fā)功率150-250A，蒸發(fā)速率5-10nm/min。

步驟三進(jìn)一步為：將經(jīng)過步驟（2）得到的含有鈦膜的導(dǎo)電基體通過有機(jī)電解液在10～60V電壓下陽(yáng)極氧化1-90min，采用陽(yáng)極氧化純鈦一步法制備二氧化鈦致密層和二氧化鈦納米管層；

鈣鈦礦層4的材料包括：CH₃NH₃PbI₃、CH₃NH₃PbCl_XI_3-X；因?yàn)橛胁煌碾娮?空穴擴(kuò)散長(zhǎng)度，所以可以根據(jù)二氧化鈦納米管的長(zhǎng)度選擇不同的鈣鈦礦材料，采用不同的材料，二氧化鈦納米管的長(zhǎng)度不同。