[發(fā)明專利]一種高效率碳基鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810702908.5
• 申請(qǐng)日: 2018-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN108878657B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊松旺;黃綿吉;陳宗琦;邵君;趙慶寶;壽春暉;沈曲;鄔榮敏;丁莞爾;趙金龍;唐文前
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江天地環(huán)保科技股份有限公司;中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所;浙江浙能技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): H01L51/42
• 分類號(hào): H01L51/42;H01L51/48
• 代理公司: 上海瀚橋?qū)＠硎聞?wù)所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;熊子君

本發(fā)明涉及一種高效率碳基鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的制備方法。一種鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的制備方法，包括：在底電極層上制備鈣鈦礦光敏層；在鈣鈦礦光敏層上涂布碳漿料，進(jìn)行第一熱處理，得到預(yù)組裝的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池；以及將所述預(yù)組裝的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池進(jìn)行第二熱處理，所述第二熱處理的處理溫度低于所述第一熱處理，得到鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高效率碳基鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的制備方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，人類社會(huì)對(duì)于能源的需求量在不斷增加，石油、煤等傳統(tǒng)化石能源的消耗量高于新增探明儲(chǔ)量，使得全球在能源利用上出現(xiàn)了危機(jī)感。化石能源快速消耗的同時(shí)，產(chǎn)生排放出來(lái)的廢氣也給環(huán)境造成了極大的污染。能源短缺和環(huán)境污染這兩大問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重阻礙到了人類社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，是當(dāng)前全球各國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)。太陽(yáng)能作為一種綠色能源，在解決能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題方面越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外研究者們的廣泛關(guān)注與深入研究。

有機(jī)無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦材料已經(jīng)成為光伏領(lǐng)域中最具有應(yīng)用前景的材料之一。它具有 ABX₃晶型結(jié)構(gòu)(通常為CH₃NH₃PbX₃或HC(NH₂)₂PbX₃)，由于其擁有消光系數(shù)高、載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度長(zhǎng)、能帶可調(diào)、合成簡(jiǎn)易、成本低等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，而受到人們的廣泛關(guān)注。近十年來(lái)，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池研究迅猛發(fā)展，其光電轉(zhuǎn)換效率已從最初的3.8％迅速提高到 23.3％，超過(guò)多晶硅太陽(yáng)能電池。在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池商業(yè)化的過(guò)程中，碳基鈣鈦礦太陽(yáng)能電池成為了研究者們的首選，它成本低廉，穩(wěn)定性好。而碳基鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中碳電極和鈣鈦礦光敏層間往往接觸不夠好，兩者間界面形貌不佳，導(dǎo)致碳基鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的效率相比金屬電極鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的效率要低很多。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種調(diào)控鈣鈦礦光敏層晶界缺陷以及鈣鈦礦光敏層和碳電極間界面形貌的物理方法，用于提高鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的性能。該方法工藝簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，成本低廉。

在此，本發(fā)明提供一種鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的制備方法，包括：

在底電極層上制備鈣鈦礦光敏層；

在鈣鈦礦光敏層上涂布碳漿料，進(jìn)行第一熱處理，得到預(yù)組裝的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池；以及將所述預(yù)組裝的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池進(jìn)行第二熱處理，所述第二熱處理的處理溫度低于所述第一熱處理，得到鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。

本發(fā)明通過(guò)組裝好介觀型鈣鈦礦太陽(yáng)能電池后，將電池放入一定溫度的環(huán)境中熱處理一段時(shí)間，可獲得高效率的介觀型碳基鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。本發(fā)明的方法能夠在不需要引入其它材料，不改變電池結(jié)構(gòu)，不增加復(fù)雜工藝等情況下，提升鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的效率；通過(guò)第二熱處理可以讓鈣鈦礦光敏層的晶界處發(fā)生重結(jié)晶，減小鈣鈦礦光敏層的缺陷，從而提高電池性能。

所述第二熱處理的溫度可為70℃以下，優(yōu)選為30℃～70℃，更優(yōu)選為30℃～ 60℃。

較佳地，所述第二熱處理的時(shí)間為10～400小時(shí)。

較佳地，所述第一熱處理的溫度為90～120℃。

所述碳漿料可含有：碳材料、粘結(jié)劑和溶劑。

優(yōu)選地，所述碳漿料含有10～40wt％碳材料、0.5～5wt％粘結(jié)劑和60～90wt％溶劑。

較佳地，所述碳材料為石墨和炭黑。

較佳地，所述粘結(jié)劑選自乙基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、聚乙二醇、聚氧乙烯中的至少一種。

較佳地，所述溶劑選自松油醇、氯苯、二乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯、二甘醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚丙酸酯、異氟爾酮中的至少一種。