[發(fā)明專利]一種陰陽極共同修飾的鈣鈦礦型太陽能電池的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610005285.7
• 申請日: 2016-01-07
• 公開（公告）號: CN105489769A
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廖良生;王照奎;李萌
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/48
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 曹毅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽能電池領(lǐng)域，尤其涉及一種陰陽極共同修飾的鈣鈦礦型太陽能電 池的制備方法。

背景技術(shù)

鈣鈦礦型太陽能電池以其低成本、制備工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)受到全世界科學(xué)研究者的 廣泛關(guān)注，成為最具潛力的可再生能源之一。日本Miyasaka等研究人員與2009年首次報道 了具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的有機(jī)-鉛鹵化物作為光電轉(zhuǎn)化材料。短短幾年時間，鈣鈦礦型太陽能電 池的能量轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)提高到了15%以上，顯示了極具潛力的應(yīng)用前景。

目前鈣鈦礦薄膜太陽能電池由于其薄膜厚度、材料特性以及制備工藝的限制，其 厚度通常在幾百納米左右，在一定程度上制約了其對可見光的吸收，影響其電流密度的提 高。同時目前對太陽能電池的制備工藝通常采用溶液法等，也在一定程度上制約了其填充 因子。光電流密度和填充因子較低，直接制約著其能量轉(zhuǎn)化效率的進(jìn)一步提升，為了進(jìn)一步 提高太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率，增加其電流密度和填充因子至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容

解決的技術(shù)問題：針對現(xiàn)有的鈣鈦礦型太陽能電池厚度大、可見光吸收率差、能量 轉(zhuǎn)化效率較差等缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種陰陽極共同修飾的鈣鈦礦型太陽能電池的制備方 法。

技術(shù)方案：一種陰陽極共同修飾的鈣鈦礦型太陽能電池的制備方法，制備步驟如 下：

（1）將甲基碘化銨、氯化鉛按摩爾比3:1溶于二甲基甲酰胺中，攪拌5h，制成30wt%的鈣 鈦礦前驅(qū)液；

（2）將金屬納米顆粒溶于乙醇中后，再與PEDOT:PSS互溶，溶液采用旋涂、噴墨打印或者 卷對卷印刷方法加工在襯底上，再于100℃的空氣中退火20min，得到固化的陽極修飾層，其 中金屬納米顆粒、乙醇、PEDOT:PSS的重量比為（1-5）:7:50；

（3）將（1）中的鈣鈦礦前驅(qū)液旋涂、噴墨打印或者卷對卷印刷等方法加工到（2）中的陽 極修飾層上，再于100℃的氮?dú)庵型嘶?h，得到固化的感光層；

（4）將[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯采用旋涂、噴墨打印或者卷對卷印刷方法加工到（3） 中的感光層上，得到電子傳輸層；

（5）將有機(jī)材料采用旋涂、噴墨打印或者卷對卷印刷方法加工到（4）中的電子傳輸層 上，得到陰極修飾層；

（6）在陰極修飾層上采用蒸鍍或者噴墨打印的方法加工陰極電極，即得陰陽極共同修 飾的鈣鈦礦型太陽能電池。

上述所述的步驟（2）中的金屬納米顆粒為Au納米顆粒或Ag納米顆粒，襯底為ITO柔 性基底、ITO玻璃基底、AZO玻璃基底或FTO玻璃基底。

上述所述的步驟（2）中陽極修飾層的厚度為40-50nm。

上述所述的步驟（3）中的感光層的厚度為200-300nm。

上述所述的步驟（4）中的電子傳輸層的厚度為40-50nm。

上述所述的步驟（5）中的有機(jī)材料為4,7-二苯基-1,10-菲啰啉或2,9-二甲基-4 7-二苯基-1,10-菲啰啉。

上述所述的步驟（5）中的陰極修飾層的厚度為5-10nm。

上述所述的步驟（6）中的陰極電極為Ag、Al或Au，厚度為60-100nm。

有益效果：本發(fā)明提供的一種陰陽極共同修飾的鈣鈦礦型太陽能電池的制備方 法，具有以下有益效果：

1.本發(fā)明通過對傳統(tǒng)的PEDOT:PSS摻雜Ag、Au金屬納米顆粒，增加鈣鈦礦太陽能電池中 空穴傳輸層對空穴的抽取，實(shí)現(xiàn)電池器件電流的增強(qiáng)；

2.本發(fā)明采用旋涂、噴墨打印或者卷對卷印刷方法，用有機(jī)材料制備得到的陰極修飾 層修飾陰極電極，在一定程度上很好的提高了鈣鈦礦電池器件的填充因子，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了器 件效率的提高；

3.采用旋涂、噴墨打印或者卷對卷印刷方法加工鈣鈦礦型太陽能電池，相比傳統(tǒng)的高 溫退火制備工藝，具有制備工藝簡單、制備溫度低等優(yōu)點(diǎn)，有利于大幅度降低有機(jī)太陽能電 池的成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明制備得到的陰陽極共同修飾的鈣鈦礦型太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式