[發明專利]溴元素摻雜甲胺鉛碘鈣鈦礦太陽能電池及其制作方法

有效

• 申請號: 201710362059.9
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107240643B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 郝玉英;尉淵;房曉紅;劉紅利;張帆;李戰峰;孫欽軍;崔艷霞
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 李富元

本發明屬于太陽能電池領域，特別涉及一種有機—無機雜化鈣鈦礦型太陽能電池。溴元素摻雜甲胺鉛碘鈣鈦礦太陽能電池，該太陽能電池的光敏層一種溴元素摻雜的甲胺鉛碘鈣鈦礦CH₃NH₃PbI_3?xBr_x薄膜，是由甲基碘化胺CH₃NH₃I、碘化鉛PbI₂混合后溶解于N，N?二甲基甲酰胺DMF和二甲基亞砜DMSO混合溶劑中，形成CH₃NH₃PbI₃鈣鈦礦前驅液，然后通過旋涂、清洗工藝并結合多步氣氛退火處理工藝制成的。在CH₃NH₃PbI_3?xBr_x薄膜中，溴含量x的值在0.2與0.6之間。本發明還涉及該電池的制作方法。

技術領域

本發明屬于太陽能電池領域，特別涉及一種有機—無機雜化鈣鈦礦型太陽能電池。其光敏層是一種有機-無機雜化鈣鈦礦型材料，化學式為AMX₃（A：CH₃NH₃⁺； M：Pb²⁺；X：I^—、Br^—等鹵族元素離子），AMX₃晶胞結構為三維八面體，NH₃CH₃⁺在八面體頂點，Pb²⁺在體心，鹵族元素離子在面心。

背景技術

太陽能電池是將太陽能直接轉化為電能的裝置，是太陽能光伏發電的核心元件。目前硅基太陽能電池技術已經相對成熟，但存在生產過程能耗大、成本高、環境污染嚴重以及成本回收時間長等問題，而鈣鈦礦太陽能電池具有結構簡單、易加工、成本低廉、可大面積制備等優點，因此研發低成本、高效率鈣鈦礦太陽能電池新技術對有效利用太陽能提供廉價電能具有十分重要的意義。

鈣鈦礦材料(如甲胺鉛碘 CH₃NH₃PbI₃，可縮寫為MAPbI₃) 具有極強的吸光性，小的激子結合能，長的載流子擴散長度以及長的載流子壽命等優點，以其作為光吸收材料制得的太陽能電池光電轉化效率已超過20%【Nat. energy. 2016, 142】，盡管如此，進一步探索提高鈣鈦礦太陽能電池光電轉化效率的新方法、新途徑仍是目前的研究熱點。