[發明專利]碳纖維布基背電極以及太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201710312374.0
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN106935709B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 李瑩;李霞;王慧奇;李寧;王彥忠;胡勝亮;常青
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: H01L51/44
• 分類號: H01L51/44;H01L51/42;H01L51/48
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙)14100
• 代理人: 張彩琴,李曉娟

1.碳纖維布基背電極，其特征在于，是由依次層疊設置的空穴轉移材料層、導電碳涂料層、嵌入導電碳涂料層內的碳纖維布層以及摻雜空穴轉移材料層構成的。

2.根據權利要求1所述的碳纖維布基背電極，其特征在于，所述空穴轉移材料層是由Spiro-OMeTAD組成的。

3.根據權利要求2所述的碳纖維布基背電極，其特征在于，所述摻雜空穴轉移材料層是由Spiro-OMeTAD，以及質量比為0.5:0.03:3.3的 Li-TFSI、FK209鹽、4-叔丁基吡啶構成的。

4.權利要求3所述碳纖維布基背電極的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

鈣鈦礦結構材料吸光層退火后，冷卻，將濃度0.01-0.5 mol/L的Spiro-OMeTAD氯苯溶液經轉速4000r/min、20s的旋轉涂覆步驟，使其沉積在鈣鈦礦結構材料吸光層上，之后通過刮刀涂覆15-25μm厚的導電碳涂料層，將碳纖維布熱壓入導電碳涂料層，控制嵌入導電碳涂料層的碳纖維布層為10μm厚，再噴涂4μm厚的摻雜空穴轉移材料層，使碳涂料層致密化，將碳纖維布基鈣鈦礦太陽能電池放入70℃的環境下，使溶劑揮發，形成碳纖維布基背電極。

5.一種太陽能電池，其特征在于，其具有權利要求1至3任一權利要求所述的碳纖維布基背電極，或者具有由權利要求4所述碳纖維布基背電極的制備方法制備獲得的碳纖維布基背電極。

6.一種太陽能電池，其特征在于，是由依次層疊設置的摻氟氧化錫玻璃基底、電子選擇層、二氧化鈦骨架層、鈣鈦礦結構材料吸光層、以及碳纖維布基背電極構成的，所述碳纖維布基背電極是由依次層疊設置的空穴轉移材料層、導電碳涂料層、嵌入導電碳涂料層內的碳纖維布層以及摻雜空穴轉移材料層構成的。

7.一種太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

在摻氟氧化錫玻璃基底上噴涂電子選擇層，緊接著旋轉涂覆介孔二氧化鈦層，將鈣鈦礦結構材料沉積在介孔二氧化鈦層上形成包覆層，旋轉涂覆空穴轉移材料層，刮刀涂敷導電碳涂料層，通過熱壓將碳纖維布層嵌入導電碳涂料層中，最后用噴涂摻雜空穴轉移材料層使背電極致密化。

8.根據權利要求7所述的一種太陽能電池的制備方法，其特征在于，導電碳涂料層的導電碳涂料的制備方法為：

導電碳粉料于130 ℃條件下干燥2小時，緊接著將干燥后的導電碳粉料分散于氯苯溶劑中，分散比例為4g導電碳粉料分散于10ml氯苯，形成導電碳涂料。

9.根據權利要求7所述的一種太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述電子選擇層為30-50 nm厚，二氧化鈦骨架層為150-250 nm厚，鈣鈦礦結構材料吸光層為400-600 nm厚。

10.根據權利要求7所述的一種太陽能電池的制備方法，其特征在于，鈣鈦礦結構材料吸光層的鈣鈦礦結構材料是由化學式為ABX₃的材料構成，其中A代表甲基胺，B代表錫或鉛，X是氯、溴或碘中的一種或兩種以任意比例混合的鹵素元素。