[發(fā)明專利]一種鈣鈦礦太陽(yáng)能電池與超級(jí)電容器集成件及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610237810.8
• 申請(qǐng)日: 2016-04-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105762168B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖廣蘭;劉智勇;史鐵林;譚先華;孫博;吳悠妮;潛世界
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L27/30
• 分類號(hào): H01L27/30;H01L21/77;H01L51/42;H01G11/08
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 梁鵬

1.一種鈣鈦礦太陽(yáng)能電池與超級(jí)電容器集成件，其特征在于，該集成件包括超級(jí)電容器和兩塊鈣鈦礦太陽(yáng)能電池組，其中：

所述超級(jí)電容器包括第一導(dǎo)電基底(8)和固態(tài)電解質(zhì)層(6)，所述第一導(dǎo)電基底(8)作為超級(jí)電容器的負(fù)極夾在兩塊太陽(yáng)能電池組的中間，其上下表面印刷有碳電極，所述固態(tài)電解質(zhì)層(6)設(shè)于第一導(dǎo)電基底(8)與太陽(yáng)能電池組之間，以將第一導(dǎo)電基底(8)與太陽(yáng)能電池組進(jìn)行隔離；

每塊所述鈣鈦礦太陽(yáng)能電池組包括多個(gè)串聯(lián)的從左往右依次布置的太陽(yáng)能電池單元，所述太陽(yáng)能電池單元由下至上依次包括第二導(dǎo)電基底(1)、太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極(2)、鈣鈦礦層(3)和碳電極(4)，其中，位于左端的太陽(yáng)能電池單元的碳電極與所述固態(tài)電解質(zhì)層(6)相抵接，兩者長(zhǎng)度、寬度相同，該碳電極既作為鈣鈦礦太陽(yáng)能電池組的正極，又作為超級(jí)電容器的正極，其他太陽(yáng)能電池單元的碳電極通過(guò)絕緣層(5)與左端太陽(yáng)能電池單元的碳電極進(jìn)行隔離；位于右端的太陽(yáng)能電池單元的第二導(dǎo)電基底與超級(jí)電容器的第一導(dǎo)電基底相連，使光照產(chǎn)生的電子傳輸于超級(jí)電容器的負(fù)極。

2.如權(quán)利要求1所述的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池與超級(jí)電容器集成件，其特征在于，所述第一導(dǎo)電基底上下表面的碳電極與固態(tài)電解質(zhì)層(6)之間還設(shè)置有增加超級(jí)電容器電容量的表面修飾層(7)。

3.如權(quán)利要求2所述的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池與超級(jí)電容器集成件，其特征在于，所述第一導(dǎo)電基底(8)為雙面都鍍有FTO或ITO導(dǎo)電層的玻璃或柔性PET薄膜。

4.如權(quán)利要求3所述的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池與超級(jí)電容器集成件，其特征在于，所述第二導(dǎo)電基底(1)為以玻璃為基底的FTO或ITO，或者是以柔性PET薄膜為基底的FTO/PET或ITO/PET。

5.如權(quán)利要求4所述的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池與超級(jí)電容器集成件，其特征在于，所述太陽(yáng)能電池光陽(yáng)極(2)厚度控制在20nm～500nm，其作為載體附著鈣鈦礦材料，并起到傳輸光生電子的作用，其具體為T(mén)iO₂、ZnO或Al₂O₃的薄膜或納米結(jié)構(gòu)，所述納米結(jié)構(gòu)為納米線、納米管、納米棒或納米片。

6.如權(quán)利要求5所述的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池與超級(jí)電容器集成件，其特征在于，所述鈣鈦礦層(3)具體為由鈣鈦礦材料沉積而成的吸光層。

7.如權(quán)利要求6所述的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池與超級(jí)電容器集成件，其特征在于，所述鈣鈦礦層(3)為采用一步法或兩步法制備的CH₃NH₃PbI₃、CH₃NH₃PbBr_xI_3-x或CH₃NH₃PbCl_xI_3-x薄膜，厚度控制在200nm～400nm。

8.如權(quán)利要求7所述的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池與超級(jí)電容器集成件，其特征在于，所述太陽(yáng)能電池單元的碳電極(4)具體為由碳漿料經(jīng)絲網(wǎng)印刷在鈣鈦礦層上形成的導(dǎo)電碳對(duì)電極層，以用于收集并傳輸由鈣鈦礦材料產(chǎn)生的光生空穴，并作為超級(jí)電容器的一極存儲(chǔ)電荷，其厚度控制在10μm～100μm。