[發(fā)明專利]一種具有相分離結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710703841.2
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107591482B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈春陽;夏建興;萬中全
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/48
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 吳姍霖

1.一種具有相分離結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽能電池，包括透明導(dǎo)電基底、依次形成于透明導(dǎo)電基底之上的電子傳輸層、鈣鈦礦吸光層和空穴傳輸層的相分離結(jié)構(gòu)、金屬電極；其中，所述鈣鈦礦吸光層和空穴傳輸層的相分離結(jié)構(gòu)采用以下步驟得到：a.在形成于透明導(dǎo)電基底上的電子傳輸層的四周邊緣粘附厚度為0.005～0.05mm的柔性薄膜，以形成待沉積區(qū)域；b.在步驟a得到的待沉積區(qū)域上滴加10～50μL/cm²鈣鈦礦吸光層材料和空穴傳輸材料的混合溶液；所述混合溶液中鈣鈦礦吸光層材料的濃度為0.2～0.9mmol/mL，空穴傳輸材料的濃度為10～55mg/mL；c.在步驟b滴加有混合溶液的透明導(dǎo)電基底上覆蓋薄膜層，靜置1～5min后，放置于加熱臺上90～240℃溫度下加熱15～60s，揭下覆蓋的薄膜層，再在80～100℃下加熱10～30min，得到鈣鈦礦吸光層和空穴傳輸層的相分離結(jié)構(gòu)。

2.一種具有相分離結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，包括以下步驟：

步驟1、在襯底上制備電子傳輸層；

步驟2、在步驟1得到的電子傳輸層的四周邊緣粘附厚度為0.005～0.05mm的柔性薄膜，以形成待沉積區(qū)域；

步驟3、在步驟2得到的待沉積區(qū)域上滴加10～50μL/cm²鈣鈦礦吸光層材料和空穴傳輸材料的混合溶液；所述混合溶液中鈣鈦礦吸光層材料的濃度為0.2～0.9mmol/mL，空穴傳輸材料的濃度為10～55mg/mL；

步驟4、在步驟3滴加有混合溶液的襯底上覆蓋薄膜層，靜置1～5min后，放置于加熱臺上在90～240℃溫度下加熱15～60s，揭下覆蓋的薄膜層，再在80～100℃下加熱10～30min，得到鈣鈦礦吸光層和空穴傳輸層的相分離結(jié)構(gòu)；

步驟5、在步驟4得到的鈣鈦礦吸光層和空穴傳輸層的相分離結(jié)構(gòu)上制備金屬電極作為對電極，即可得到所述具有相分離結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽能電池。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有相分離結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟3處理之前添加對步驟2處理后的電子傳輸層的表面進行改性處理的步驟。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有相分離結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟1所述襯底為FTO玻璃、ITO玻璃、AZO、柔性ITO、PET或PEN。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有相分離結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟1所述電子傳輸層材料為TiO₂、ZnO、SnO₂或Zn₂SnO₄，采用原子層沉積、旋涂或浸漬提拉方法制備得到；所述電子傳輸層上還制備材料為TiO₂、ZnO、SiO₂、Al₂O₃、SiTiO₃、ZrO₂或Zn₂SnO₄的介孔支撐層。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有相分離結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟2所述柔性薄膜為聚酰亞胺、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯或聚苯乙烯。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有相分離結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟3所述的混合溶液為鈣鈦礦吸光層材料和空穴傳輸材料的混合溶液；其中，鈣鈦礦吸光層材料化學(xué)式為AB_mX_3-m，A＝CH₃NH₃、C₄H₉NH₃、NH₂＝CHNH₂或Cs，B為Pb或Sn，X為Cl、Br或I；空穴傳輸材料為Spiro-OMeTAD、PTAA、P3HT、PEDOT:PSS或NPB。