[發明專利]基于光子晶體異質結的反式三維鈣鈦礦太陽能電池的制備方法

有效

• 申請號: 201810095679.5
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108281551B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 蔣青松;張宇林;季仁東;居永峰;楊瀟;蔣邦明
• 申請（專利權）人: 淮陰工學院
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/48
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所 32223
• 代理人: 廖娜

1.一種基于光子晶體異質結的反式三維鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，其制備方法包含以下步驟：

S1：在透明導電襯底上制備空穴傳輸層；

S2：配制二氧化硅前驅體溶液和二氧化鈦前驅體溶液；

S3：以聚苯乙烯小球為構筑基元，與所述二氧化硅前驅體溶液配置成組裝溶液甲，以所述透明導電襯底為基片，采用恒溫垂直沉積法在所述空穴傳輸層上沉積聚苯乙烯-二氧化硅膠體晶體；

S4：以聚苯乙烯小球為構筑基元，與所述二氧化鈦前驅體溶液配置成組裝溶液乙，以所述透明導電襯底基片，采用恒溫垂直沉積法在所述聚苯乙烯-二氧化硅膠體晶體上引入二氧化鈦，得聚苯乙烯-二氧化硅-二氧化鈦膠體晶體異質結；

S5：去除所述聚苯乙烯-二氧化硅-二氧化鈦膠體晶體異質結中的聚苯乙烯小球，得三維有序大孔二氧化硅-二氧化鈦光子晶體異質結；

S6：以所述透明導電襯底為基片，采用兩步法在所述三維有序大孔二氧化硅-二氧化鈦光子晶體異質結內填充鈣鈦礦類吸光半導體材料，得基于二氧化硅-二氧化鈦光子晶體異質結的三維鈣鈦礦吸光層；

S7：在所述三維鈣鈦礦吸光層上依次真空蒸鍍空穴阻擋層和金屬電極，得基于光子晶體異質結的反式三維鈣鈦礦太陽能電池。

2.根據權利要求1所述的基于光子晶體異質結的反式三維鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述基于光子晶體異質結的反式三維鈣鈦礦太陽能電池，包括透明導電襯底和依次層疊于該透明導電襯底上的空穴傳輸層、基于二氧化硅-二氧化鈦光子晶體異質結的三維鈣鈦礦吸光層、空穴阻擋層和金屬電極。

3.根據權利要求1所述的基于光子晶體異質結的反式三維鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述三維鈣鈦礦吸光層為填充有三維鈣鈦礦類吸光半導體材料的二氧化硅-二氧化鈦光子晶體異質結。

4.根據權利要求3所述的基于光子晶體異質結的反式三維鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述三維鈣鈦礦類吸光半導體材料為具有ABX₃型晶體結構的半導體材料，其中，所述A為陽離子，所述B為金屬陽離子，所述X為鹵素陰離子。

5.根據權利要求4所述的基于光子晶體異質結的反式三維鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，

所述陽離子為以下任意一種或其組合：甲胺陽離子、甲脒陽離子、銫離子；

所述金屬陽離子為以下任意一種或其組合：Pb²⁺ 、Sn²⁺；

所述鹵素陰離子為以下任意一種或其組合：I^-、Br^-、Cl^-。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的基于光子晶體異質結的反式三維鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述空穴傳輸層為氧化鎳、氧化銅或氧化鈷。

7.根據權利要求1至5中任一項所述的基于光子晶體異質結的反式三維鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述空穴阻擋層為2,9-二甲基-4,7-聯苯-1,10-菲羅啉。

8.根據權利要求1至5中任一項所述的基于光子晶體異質結的反式三維鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述金屬電極為銀電極或金電極。

9.根據權利要求1至5中任一項所述的基于光子晶體異質結的反式三維鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述透明導電襯底為氟摻雜氧化錫導電玻璃。